8 settembre 2022  |  a cura di Alberto Villa  |  condividi con

Quanto consuma una pompa di calore?

8 settembre 2022
Pompe di Calore, Risparmio ed Efficienza energetica

I consumi di una pompa di calore variano in funzione del rendimento della macchina (COP), della temperatura esterna e del tipo di impianto di riscaldamento. Ma rispetto al gas si risparmia sempre.

Negli ultimi mesi si parla sempre più spesso delle pompe di calore come sistema di riscaldamento del futuro, per renderlo più sostenibile attenuando gli effetti del riscaldamento globale. I sistemi in pompa di calore, che sono già uno standard nelle nuove costruzioni, avranno uno sviluppo sempre più veloce anche all’interno delle riqualificazioni: secondo con le previsioni del CRESME relative al mercato dell’installazione degli impianti negli edifici (riportate dall’Enea nel suo documento sulle azioni per ridurre i consumi di gas) nel prossimo anno saranno installate circa 246.000 pompe di calore in sostituzione delle caldaie esistenti, escludendo tra l’altro gli impianti di piccola taglia.

Il piano REPowerEU, intanto, si pone l’obiettivo di ottenere un installato di 10 milioni di pompe di calore nei prossimi 5 anni in tutta l’Unione Europea.
Il motivo di questo successo è molto semplice: le pompe di calore contribuiscono alla transizione energetica che prevede l’abbandono delle fonti fossili (non bruciano infatti gas, ma consumano solo energia elettrica) e hanno inoltre rendimenti più alti di una caldaia, essendo capaci di produrre molta più energia termica rispetto all’elettricità consumata.
Ma quanta elettricità consuma esattamente una pompa di calore? Dipende. I consumi, infatti, sono estremamente variabili e dipendono da alcuni importanti fattori, vediamoli insieme.

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Indice:

  1. A cosa serve l’elettricità in una pompa di calore
  2. Cosa influisce sul consumo di una pompa di calore
  3. I coefficienti di prestazione di una pompa di calore (COP e SCOP)
  4. Calcolare i kWh consumati da una pompa di calore

A cosa serve l’elettricità in una pompa di calore

Una pompa di calore sfrutta l’energia termica contenuta nell’aria, nell’acqua o nel terreno per riscaldare o raffrescare l’acqua dell’impianto di riscaldamento, che poi viene fatta circolare nei pannelli radianti oppure nei radiatori, esattamente come avviene con una caldaia a gas.

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Solo nel caso dei climatizzatori estivi, che sono pompe di calore del tipo aria-aria, il sistema raffresca direttamente l’aria.

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Per funzionare, la pompa di calore utilizza elettricità che serve per:

  • azionare il compressore per la compressione del gas che avvia il ciclo termodinamico innalzando la temperatura;
  • alimentare la pompa di circolazione che fa circolare l’acqua all’interno dell’impianto;
  • alimentare le componenti elettroniche di controllo e gestione del sistema.

Cosa influisce sul consumo di una pompa di calore

I consumi effettivi di una pompa di calore dipendono però da alcuni fattori che è necessario considerare quando si decide di utilizzare questi sistemi per riscaldare la propria casa:
  • la classe di efficienza energetica della pompa di calore;
  • la temperatura della sorgente esterna (nella maggior parte dei casi l’aria esterna);
  • le dimensioni e la tipologia dell’edificio da riscaldare in relazione al suo isolamento termico;
  • la temperatura di mandata dell’impianto, che deve essere più bassa possibile per garantire la massima efficienza energetica.

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In funzione di questi parametri, i consumi di una pompa di calore variano e non è quindi possibile stabilire un consumo standard costante, perché ad esempio la temperatura dell’aria è sempre variabile. Inoltre, i consumi cambiano dalla fase di accensione, quando il sistema funziona a pieni giri per raggiungere la temperatura desiderata, a quella di regime.

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Il coefficiente di prestazione di una pompa di calore (COP)

Il COP (Coefficiente di prestazione) di una pompa di calore indica il suo rendimento e determina la classe di efficienza energetica; si misura facendo il rapporto tra i kWh di energia elettrica consumati e l’energia termica prodotta in un determinato periodo di tempo.

Più il COP è elevato, più il sistema restituirà energia termica a parità di KWh consumati: un COP pari a 4, ad esempio, significa che la pompa di calore consumerà 1 kWh di elettricità per restituire 4 kWh termici, mentre con un COP pari a 5 (come la pompa di valore Vitocal 222-S di Viessmann) ne restituirà 5.

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Come è possibile? La pompa di calore in inverno sfrutta l’energia contenuta nell’ambiente esterno: l’aria esterna se la pompa di calore è del tipo aria-acqua, l’acqua della falda, o dei laghi o del mare se la pompa di calore è del tipo acqua-acqua o il calore contenuto nel terreno se la pompa di calore è del tipo terra-acqua. Quindi, nel caso della macchina con COP pari a 5, per ogni kWh di corrente elettrica consumata dalla macchina avremo i 5 kWh forniti all’impianto e 4 kWh forniti dall’aria esterna, che essendo una fonte di calore inesauribile ci permette di considerare questo contributo come rinnovabile.

Il COP riportato nell’etichetta energetica è però un valore indicativo alle condizioni “nominali” di funzionamento: per una pompa di calore aria-acqua in applicazione residenziale il COP “nominale” è definito con temperatura esterna di 7°C e con temperatura di mandata dell’acqua calda pari a 35°C (idonea, per esempio, per un impianto a pannelli radianti). Al variare di queste condizioni il COP può scendere anche sensibilmente.

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Se ad esempio la pompa di calore deve lavorare su un impianto a radiatori con mandata dell’acqua a 55°C e in corrispondenza di una giornata invernale con temperature esterne molto rigide (ad esempio 0°C) il suo COP giornaliero sarà inferiore rispetto a quello nominale.

Calcolare i kWh consumati da una pompa di calore

Come abbiamo visto prima, prevedere con esattezza i consumi di una pompa di calore è un’operazione complessa che rischia di essere vanificata al minimo variare delle condizioni climatiche esterne.

Certamente la qualità del sistema in termini di efficienza energetica, una buona coibentazione dell’edificio e l’attenzione alla corretta temperatura di mandata fanno la differenza. Per sapere quanti kilowattora si stanno consumando l’unico modo è dotarsi di un misuratore di consumo elettrico (un wattometro o un multimetro) da collegare alla linea elettrica dell’apparecchio. Tuttavia, in condizioni “normali” e in seguito a un progetto ben realizzato (cosa che può essere effettuata solamente da progettisti esperti come i Partner per l’efficienza energetica Viessmann), una pompa di calore consuma sempre meno di una caldaia a gas, a parità di comfort termico reso.

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Prendiamo in esame un intervento che sarà sicuramente molto richiesto nei prossimi anni, ossia quello di una sostituzione di una caldaia a gas con una pompa di calore aria-acqua, mantenendo in funzione l’impianto esistente (caloriferi tradizionali).

Ipotizziamo di trovarci in una abitazione monofamiliare in zona climatica E di circa 100 mq riscaldati e che l’abitazione sia degli anni 80 in classe energetica E, con un consumo di 130 kWh/mq anno di energia primaria. Per riscaldare l’abitazione con il gas metano avremo bisogno di circa 1.300 m3 di gas all’anno.

Se, invece, installiamo una pompa di calore, possiamo ritenere che lungo tutta la stagione invernale questa abbia un’efficienza stagionale media pari a 3,5 (SCOP) per cui i consumi elettrici per il riscaldamento saranno circa 3.700 kWh.

Come si vede, il calcolo è stato eseguito con un valore di COP medio (Seasonal COP) pari a 3,5 che tiene conto dei vari profili di funzionamento della macchina, spesso diversi da quello nominale che ricordiamo era pari a 5! I prezzi dell’energia in questo periodo storico sono troppo variabili per poter proporre analisi economiche affidabili nel tempo.

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Volendo però simulare due bollette in caso di contratti di maggior tutela coi prezzi di luglio 2022, possiamo affermare che la bolletta dell’abitazione per il solo riscaldamento sarà pari a circa 1.650 € nel caso della pompa di calore (0,45 €/kWh) e circa 2.500 € nel caso della caldaia (1,9 €/m3). Se l’intervento prevedesse anche interventi sull’involucro come, ad esempio, la semplice sostituzione dei serramenti, la differenza aumenterebbe ulteriormente.

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Vale la pena di ricordare, infine, che se il gas deve essere per forza acquistato da un fornitore, l’elettricità possiamo invece autoprodurla con il nostro impianto fotovoltaico, alimentando la pompa di calore in modo gratuito! Viessmann, oltre alle pompe di calore, offre anche la gamma completa di pannelli fotovoltaici Vitovolt serie 300, con potenza fino a 550 Wp ed efficienza fino al 21,3%.

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