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APPROFONDIMENTI

Pompa di calore aria-acqua:
come funziona e a cosa serve

Negli ultimi anni, si è molto parlato del superbonus al 110% per efficientamenti energetici degli edifici residenziali ma, al fine di ottenerlo, sono necessari diversi interventi che vanno valutati caso per caso da professionisti del settore.

Uno dei più utilizzati è sicuramente quello della sostituzione della caldaia tradizionale con una pompa di calore, sia essa privata oppure condominiale.

Questa soluzione impiantistica viene inoltre utilizzata nella maggior parte degli edifici di nuova costruzione da ormai qualche anno.

Ma che cos’è esattamente?

Innanzitutto, come già spiegato in questo articolo, occorre ricordare che il termine “pompa di calore” è molto generico, poiché si riferisce a una qualunque macchina che sfrutta l’elettricità per trasferire il calore da un ambiente più freddo a uno più caldo, tuttavia viene usato impropriamente a livello commerciale.

Difatti in questo caso si parla di “pompa di calore aria-acqua”, ossia una macchina che ha fondamentalmente lo stesso principio di funzionamento di un normale climatizzatore domestico ma, anziché trasferire il calore tra due volumi d’aria, lo scambio avviene -come suggerisce il nome- tra aria e acqua.

Facciamo un esempio per maggiore chiarezza: immaginiamo di dover riscaldare un appartamento durante l’inverno; il nostro impianto preleverà il calore contenuto nell’aria esterna all’edificio utilizzando un classico gas refrigerante come fluido termovettore, il quale lo cederà all’acqua contenuta in un circuito idraulico che andrà ad alimentare tutti gli impianti idronici del nostro appartamento.

Sistema ad espansione diretta

Schema di funzionamento di una pompa di calore

Ora che abbiamo capito come funziona una pompa di calore aria-acqua, vediamo il tipo di applicazioni che essa ci permette di realizzare.

Modalità operative e terminali

Abbiamo detto che questo tipo di macchinari ci consente di trasferire il calore dall’aria all’acqua, ma quali sono le applicazioni?

L’utilizzo più usato sul mercato è quello di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria (ACS), pertanto l’acqua riscaldata dalla pompa di calore può essere utilizzata per alimentare ad esempio un pavimento radiante o dei comuni radiatori, così da consentire l’uso dell’impianto preesistente senza necessità di rompere pareti e pavimenti. Inoltre il circuito di acqua calda potrà riscaldare in contemporanea un serbatoio di accumulo che fornirà ACS a tutti i lavabi e docce dell’immobile.

Sistema ad espansione diretta

Schema di funzionamento di una pompa di calore per riscaldamento e ACS

Non tutti sanno però che queste macchine possono anche produrre acqua refrigerata. Pertanto se l’immobile è dotato di impianto radiante o di terminali idronici come i fancoil (unità interne di climatizzazione alimentate ad acqua), sarà possibile raffrescare nella stagione estiva, senza necessità di impianti di climatizzazione aggiuntivi, e sempre producendo ACS in contemporanea. Chiaramente il discorso non vale per i comuni radiatori, che funzionano solo con acqua calda.

Tipologie

Anche per questa categoria di macchine esistono diverse tipologie, con più o meno differenze a seconda di marchio, prezzo, caratteristiche. Tuttavia possiamo considerare tre macro-categorie:

  • Pompe di calore split: sono composte da un’unità esterna e una interna, esattamente come un comune condizionatore.
  • Sistema ad espansione diretta

    Pompa di calore tipo split

  • Pompe di calore monoblocco: hanno solamente un’unità esterna con all’interno tutti i componenti necessari alla produzione di acqua calda o refrigerata.
  • Sistema ad espansione diretta

    Pompa di calore tipo monoblocco

  • Pompe di calore con accumulo integrato (IWT): sono unità split a tutti gli effetti, ma l’unità interna include un serbatoio di accumulo per la produzione di ACS.

Sistema ad espansione diretta

Pompa di calore del tipo con accumulo integrato

I pro e contro delle tre tipologie sono abbastanza semplici. Le unità monoblocco sono meno ingombranti, perché non necessitano di un locale tecnico dove installare l’unità interna; inoltre non richiedono la posa di tubazioni per il gas refrigerante, rendendo il lavoro molto più semplice e alla portata di qualunque tecnico idraulico.

Tuttavia in zone geografiche dove le temperature scendono abitualmente sotto lo zero, avere i tubi dell’acqua all’esterno dell’edificio può portare al congelamento del liquido e quindi alla rottura dell’impianto con gravi danni per gli utenti.

Le pompe di calore split risolvono questo problema poiché l’esterno e l’interno dell’edificio sono collegati solo da tubazioni contenenti gas refrigerante. Tuttavia non è sempre facile trovare un locale tecnico capace di accogliere sia l’unità interna (più o meno della misura di uno scaldabagno) che l’eventuale serbatoio di accumulo per l’ACS.

A questo scopo ci viene in aiuto la terza tipologia, con un’unità interna contenente già un serbatoio che a seconda dei modelli può andare dagli 80 a 200 litri, portandola ad avere un ingombro simile a un frigorifero domestico.

Vantaggi:

Veniamo ora ai motivi per cui il mercato si sta orientando sempre più su questa categoria di prodotti:

  • Basso impatto ambientale: le pompe di calore aria-acqua consumano solo corrente elettrica, non richiedono perciò combustibili come metano, propano o gasolio, azzerando le emissioni domestiche di fumi tossici e CO2, potendo dire addio alla canna fumaria.
  • Gas refrigerante R32: tutti i nuovi modelli contengono ormai gas R32, a basso effetto serra.
  • Bassi costi di manutenzione: poiché non avviene alcun tipo di combustione né di scarico fumi, la legge non prevede controlli periodici da parte di tecnici specializzati.
  • Elevate prestazioni: l’efficienza delle pompe di calore è molto alta in tutte le zone climatiche temperate, specialmente per produzione di acqua calda a bassa temperatura (35-45 °C), come quella richiesta per il funzionamento di pavimenti radianti e fan-coil.
  • Risparmio energetico: la possibilità di integrazione con un impianto fotovoltaico o solare termico, permette di abbassare drasticamente i consumi.
  • Accesso a bonus statali: come anticipato all’inizio dell’articolo, rientrano perfettamente nelle condizioni per l’accesso alle agevolazioni per riqualificazione energetica.
  • Prezzo basso: ormai il mercato di questi prodotti è in rapida espansione, con una concorrenza tra vari brand che garantisce prezzi sempre più competitivi.

Svantaggi:

  • Assorbimento elettrico elevato: per integrare un impianto di questo tipo in un’unità abitativa esistente, bisognerà molto probabilmente aumentare la capacità del contatore per evitare spiacevoli e continui black-out.
  • Prestazioni in climi rigidi: se le pompe di calore sono generalmente più performanti delle caldaie, è altresì vero che queste ultime mantengono le prestazioni più costanti quando all’esterno c’è un clima molto rigido, mentre le prime hanno un drastico calo di resa per temperature inferiori ai -5 °C.

Conclusioni

Come avete notato, dietro alle pompe di calore aria-acqua si apre un mondo di possibilità tecniche, molte delle quali ancora in fase di sviluppo e che potremo vedere nei prossimi anni. I vantaggi superano di gran lunga gli svantaggi, pur essendo una tecnologia relativamente recente, giustificando il crescente numero di vendite in Italia e in Europa.

Ricordiamo però che per ogni applicazione ci sono soluzioni più o meno vantaggiose, per questo consigliamo sempre di rivolgersi ad aziende qualificate con sufficiente esperienza nel settore, che in questi anni sono in notevole aumento.

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