I cambiamenti climatici e la necessità di accelerare la transizione energetica nel settore del riscaldamento hanno messo le pompe di calore al centro del dibattito politico e tecnico. Dal 2029, inoltre, sarà vietata la vendita di caldaie a gas, come stabilito nel Piano Repower EU. Le tecnologie negli ultimi dieci anni hanno fatto passi da gigante e sono affidabili anche per il riscaldamento delle nostre case.

COME FUNZIONA LA POMPA DI CALORE?

In natura il calore fluisce da corpi caldi verso corpi meno caldi o freddi.

Una pompa di calore, invece, «pompa» il calore “controcorrente”, cioè in direzione opposta alla sua tendenza naturale:

• in estate prende il calore presente all’interno dell’ambiente da rinfrescare portandolo verso l’esterno (come un frigorifero)
• in inverno, viceversa, prende il calore presente nell’aria esterna e lo trasferiscono all’interno.

Per svolgere questo lavoro la pompa di calore ha bisogno di un apporto di energia (energia elettrica o gas).

Le pompe di calore “elettriche” sono quelle maggiormente interessanti per la decarbonizzazione dei sistemi di riscaldamento domestici.

DIVERSE TIPOLOGIE PER LO STESSO PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

Le pompe di calore si possono raggruppare per tipologia di sorgente esterna e interna con le quali il fluido refrigerante scambia calore.

In funzione del tipo di sorgente fredda e del fluido di distribuzione del calore all’interno dei locali si distinguono diverse tipologie di pompe di calore: aria-aria, aria-acqua, acqua-aria, acqua-acqua e geotermiche.

TIPOLOGIE DI FONTI TERMICHE

Per fonte termica si intende il serbatoio di calore da cui attinge la pompa. La fonte termica può essere:

• aria (pompe di calore aerotermiche)
• acqua di falda (pompe di calore idrotermiche)
• acqua del sottosuolo (pompe di calore geotermiche).

In tutti i casi la fonte termica è rinnovabile, poiché è disponibile localmente e, in sostanza, inesauribile.

Tuttavia, le diverse sorgenti termiche hanno pro e contro.

DISTRIBUZIONE DEL CALORE: TIPI DI FLUIDO

La pompa di calore deve essere abbinata a un opportuno sistema di distribuzione in grado di trasportare (o asportare) il calore all’interno dei locali. Il fluido di distribuzione all’interno dei locali può essere:

• aria
• acqua (pompa di calore idronica).

Servono terminali di distribuzione diversi a seconda che si usi l’aria o l’acqua.

DIFFUSIONE DEL CALORE: I TERMINALI

Per sistemi con distribuzione ad aria servono i classici “split”.

Sistemi idronici, invece, utilizzano tipicamente radiatori, i ventilconvettori (“fan coil”) o i pannelli radianti.

I radiatori sono i più comuni sistemi di diffusione del calore in ambito domestico e prevedono una temperatura di ingresso dell’acqua a 70°C e di uscita a 50°C. Oggi si sta diffondendo l’impiego di radiatori a bassa temperatura che permettono di portare la temperatura di ingresso dell’acqua a 55°C. Tuttavia, i radiatori non permettono di raffrescare gli ambienti durante la stagione estiva.

Il fan coil è uno scambiatore di calore acqua/aria che con l’ausilio di un ventilatore preleva aria dall’ambiente interno, la filtra e la reimmette nell’ambiente dopo lo scambio termico con l’acqua che circola nell’impianto. Questi terminali permettono una regolazione individuale della temperatura dell’ambiente e possono essere realizzati a due o quattro tubi: in quest’ultimo caso la circolazione simultanea di acqua calda e fredda consente di riscaldare e raffrescare contemporaneamente ambienti diversi. I fan coil richiedono una temperatura dell’acqua pari a circa 45/40°C in inverno e 7/12°C in estate.

I pannelli radianti sono costituiti da tubazioni in materiale plastico o in rame solitamente poste sotto il pavimento, ma che possono anche essere collocate sopra al soffitto o dietro le pareti. La prima opzione è quella più ampiamente diffusa nel settore residenziale e terziario. Grazie alla loro grande superficie, i pannelli radianti non richiedono elevate differenze e consentono di utilizzare acqua a temperature di molto inferiori rispetto ai radiatori (circa 35°C). Possono inoltre essere utilizzati per il raffrescamento estivo, ma con l’integrazione di un sistema di deumidificazione a causa della condensa che si verrebbe altrimenti a creare. Le temperature di mandata dell’acqua prevedono circa 35°C in inverno e 18/20°C in estate.

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FONTE: Assoclima. Libro bianco sulle pompe di calore. Terza edizione. Luglio 2020.