Pompa di calore aria-acqua: funzionamento e vantaggi

La pompa di calore è una macchina che, servendosi di diverse forme di energia, è in grado di estrarre e trasferire energia termica. Tra le differenti tipologie di pompa di calore vi è quella aria-acqua che può svolgere entrambe le funzioni di riscaldamento e raffrescamento dell’ambiente interno, a seconda delle stagioni e delle temperature esterne.

Si tratta di una tecnologia ad alta efficienza che permette di ottenere un risparmio energetico garantendo prestazioni ottimali in ogni stagione.

Per valutare l’efficienza effettiva di una pompa di calore aria-acqua, oltre al COP (che è puramente indicativo) va considerato l’indice SCOP (coefficiente di prestazione stagionale) che valuta il funzionamento in base a diverse temperature dell’aria esterna ed indica il rapporto tra il fabbisogno annuo e il consumo elettrico annuo dedicato al riscaldamento.

L’indice SCOP può essere misurato solo dopo l’installazione, ma può anche essere stimato da un progettista, utilizzando un software termotecnico in cui si mettono in correlazione i dati di progetto dell’abitazione, le condizioni climatiche della località di installazione e le prestazioni della pompa di calore alle diverse condizioni di esercizio.

Analizziamo nel dettaglio come funziona una pompa di calore aria-acqua e quali vantaggi comporta la sua installazione.

pompa di calore aria-acqua – software TerMus

Indice

Cos’è una pompa di calore
Pompa di calore aria-acqua: cos’è
Come funziona una pompa di calore aria-acqua
Schema impianto pompa di calore aria-acqua
Quali sono i vantaggi di una pompa di calore aria-acqua
Pompe di calore e incentivi fiscali

Cos’è una pompa di calore

Prima di analizzare le caratteristiche di una pompa di calore aria-acqua, è necessario dare prima una definizione di pompa di calore. La pompa di calore è una macchina capace di trasferire energia da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più elevata.

Le pompe di calore sono disponibili in 3 tipologie:

Le pompe di calore ad aria, a loro volta, si suddividono in: pompe di calore aria-aria e pompe di calore aria-acqua.

Pompa di calore aria-acqua: cos’è

La pompa di calore aria-acqua è un generatore di calore che genera energia termica sfruttando l’aria esterna all’edificio. Questo sistema consente di generare calore per il riscaldamento durante l’inverno e di raffrescare gli ambienti durante l’estate.

Si tratta di un’alternativa ecologica agli impianti di riscaldamento tradizionali poiché utilizzano energie rinnovabili prelevando il calore già presente in natura.

L’efficienza di questa tipologia di pompa di calore è influenzata dalla temperatura esterna e dalle caratteristiche dell’edificio in cui viene impiegata. A differenza, infatti, della pompa di calore aria-aria, le pompa di calore aria-acqua mantiene buone prestazioni anche in condizioni di bassa temperatura esterna.

Come funziona una pompa di calore aria-acqua

Il funzionamento di una poma di calore aria-acqua è analogo a quello dei sistemi aria-aria, con la sola importante differenza che il calore è trasferito all’acqua dell’impianto di riscaldamento. Si tratta di un punto chiave in quanto è ciò che permette a questi sistemi di funzionare anche con i radiatori o con il riscaldamento a pavimento.

Questi impianti, infatti, hanno bisogno di acqua calda per funzionare e le pompe di calore aria-acqua sono appunto progettate per produrla e per essere compatibili con queste tipologie di impianti.

Il funzionamento di una pompa di calore aria-acqua per quanto riguarda il raffrescamento si basa su 4 fasi principali:

attraverso un’unità esterna all’edificio, viene prelevato il calore contenuto nell’aria e mediante uno scambiatore di calore viene assorbito da un fluido termovettore in grado di vaporizzare anche a basse temperature;
il vapore generato viene compresso ulteriormente mediante un compressore, aumentando così la sua temperatura. L’energia elettrica alimenta il compressore e gli altri componenti del sistema;
nel condensatore il fluido torna allo stato liquido, cedendo il calore che aveva finora raccolto al circuito dell’acqua, che entrerà nell’impianto idrico per essere usata come acqua calda sanitaria e/o per il riscaldamento.
il fluido, grazie alla valvola di espansione, viene raffreddato, per poter riprendere il ciclo.

Il ciclo si ripete continuamente fino a quando la pompa di calore rimane in funzione.

Per quanto riguarda il riscaldamento, invece, la pompa di calore aria-acqua, utilizza gli stessi processi del raffrescamento. Ma in questo caso, la pompa di calore estrae energia termica dall’ambiente esterno attraverso il refrigerante che a sua volta, nel condensare, la trasferisce al sistema di riscaldamento e/o produzione di acqua calda sanitaria. Prova un software calcolo riscaldamento a pavimento gratis per 30 giorni.

Schema impianto pompa di calore aria-acqua

Di seguito uno schema di come funziona una pompa di calore aria-acqua.

Pompa di calore aria-acqua

Quali sono i vantaggi di una pompa di calore aria-acqua

I vantaggi derivanti dall’utilizzo di una pompa di calore aria-acqua sono molteplici:

versatilità: le pompe di calore aria-acqua sono molto versatili e possono essere utilizzate sia per il riscaldamento che per il raffreddamento di edifici di varie dimensioni;
risparmio energetico: le pompe di calore aria-acqua sfruttano principalmente energia termica per il loro funzionamento, per cui il consumo di energia elettrica è solo parziale. L’efficienza energetica di una pompa di calore dipende da vari fattori, tra cui il coefficiente di prestazione (COP) e la classe energetica di appartenenza dell’apparecchio e le caratteristiche dell’abitazione (tipologia di riscaldamento, coibentazione, esposizione ecc.);
rispetto dell’ambiente: le pompe di calore aria-acqua sono una soluzione sostenibile e attenta all’ambiente, dal momento che il loro funzionamento si fonda sul trasferimento del calore da una sorgente di energia pulita e rinnovabile, ossia l’aria esterna. In questo modo è possibile ridurre al minimo l’impatto ambientale;
incentivi: le pompe di calore aria-acqua possono beneficiare degli incentivi.

Le pompe di calore aria-acqua presentano alcuni svantaggi da considerare prima di procedere all’acquisto. Tra questi, il costo iniziale e quello dell’installazione sono sicuramente rilevanti. Tuttavia, è importante tenere presente che tali costi possono essere ammortizzati nel breve periodo grazie al risparmio energetico che queste pompe offrono.

Un’altra limitazione delle pompe di calore aria-acqua è la loro minore efficienza in condizioni climatiche estreme, che potrebbero richiedere l’ausilio di sistemi di riscaldamento di backup. Tuttavia, in Italia, grazie al clima prevalentemente mite, questo problema è meno significativo.

Infine, la manutenzione regolare delle pompe di calore aria-acqua può comportare costi aggiuntivi. È importante notare, tuttavia, che una manutenzione regolare è essenziale per garantire il corretto funzionamento e la durata di qualsiasi sistema.