Quali sono gli svantaggi della pompa di calore
Con la decisione dell'Unione Europea di bandire le caldaie a gas dal 2040, le pompe di calore, una volta utilizzate da pochi utenti, stanno diventando sempre più popolari. È quindi probabile che ne abbiate sentito parlare o che ne stiate valutando l'acquisto.
Ma non è tutto rose e fiori: quali sono gli svantaggi della pompa di calore? Andiamo a scoprirli, sia per quanto riguarda la pompa di calore aria - aria, che quelle aria - acqua, acqua e geotermica, oltre a evidenziare anche i vantaggi e i pro e i contro dell'abbinare il fotovoltaico.
Ma prima di approfondire questo argomento e capire se le pompe di calore possono fare per voi, non scordatevi di dare un'occhiata al nostro approfondimento su quando conviene installare una pompa di calore.
Indice
Cos'è una pompa di calore
Una pompa di calore è un dispositivo in grado di trasferire energia termica da diverse sorgenti esterne come aria, acqua o il terreno.
Questa macchina termica è considerata una delle soluzioni migliori per ridurre le emissioni, e per questo sono diventate sempre più popolari vista l'intenzione dell'Unione Europea di diventare a "computo zero" per quanto riguarda le emissioni di carbonio entro il 2050.
La pompa di calore è quindi in grado di produrre calore, come una caldaia, ma ci sono delle differenze rispetto a quest'ultima, in quanto oltre a non produrre emissioni perché non c'è combustione è più efficiente, in quanto normalmente produce più di 3 kW di energia termica per ogni kW di energia elettrica immessa. Inoltre una pompa di calore non solo può riscaldare l'aria e l'acqua sanitaria, ma può anche rinfrescare d'estate.
Per un approfondimento su questo argomento, vi rimandiamo alla nostra guida dedicata, ma possiamo accennare al fatto che ci sono diversi tipi di pompe di calore, a seconda della fonte di energia e del fluido utilizzato per trasmetterla nelle abitazioni:
- Aria - aria
- Aria - acqua
- Ad acqua
- Geotermica
- Recupero termico
Andiamo a vedere come funzionano.
Come funziona una pompa di calore
Una pompa di calore utilizza un circuito chiuso nel quale circola un fluido refrigerante. Il meccanismo di funzionamento della macchina termica non è dissimile da quello di un frigorifero, ma avviene in maniera inversa, in quanto estrae il calore dall'ambiente esterno e lo trasferisce all'ambiente interno, sfruttando le l'effetto dei gas di cambiare la temperatura in seguito a una compressione o espansione, senza apporto di energia.
A seconda del tipo di pompa di calore, l'energia è estratta dall'aria (pompa di calore aria - aria o aria - acqua), dall'acqua (pompa di calore ad acqua) o dal terreno (pompa di calore geotermica, o terra - acqua). Le pompe di calore più utilizzate al posto delle comuni caldaie sono quelle aria - acqua, in quanto svolgono la funzione sia di riscaldamento, dell'aria e dell'acqua sanitaria, che di rinfrescamento.
Per una spiegazione dettagliata su come funziona una pompa di calore, vi rimandiamo al nostro approfondimento dedicato, ma brevemente sappiate che nel circuito chiuso il refrigerante passa attraverso quattro fasi, evaporazione, compressione, condensazione, espansione, che consentono di estrarre il calore dall'ambiente esterno e grazie all'energia elettrica, trasferirlo all'acqua, all'aria o al gas refrigerante per scaldare la casa.
Il tutto senza produrre emissioni.
In condizioni ideali questo processo è estremamente efficiente, e per ogni kW di energia elettrica fornita si riescono a ottenere dai 3 ai 4 kW di energia termica. Questo calore è determinato dal COP, (coefficiente di prestazione, Coefficient of Performance). Più è alto, maggiore è l'efficienza della pompa di calore.
Questo in condizioni ideali, perché la pompa di calore produce temperature di mandata (l'acqua calda prodotta) inferiori rispetto a una caldaia normale, e quindi l'efficienza della pompa di calore dipende da alcuni parametri, su tutti la temperatura esterna (più è bassa, minore sarà il COP), ma anche l'efficienza energetica dell'edificio e le sue esigenze termiche. Ecco perché le pompe di calore hanno degli svantaggi di cui è bene tenere presente: andiamo a scoprirli.
Quali sono gli svantaggi della pompa di calore
Le pompe di calore hanno numerosi vantaggi, a cui abbiamo già accennato e che elencheremo nel capitolo successivo, ma anche alcuni svantaggi.
In generale
In generale, il più grande svantaggio di una pompa di calore è che, a differenza di una caldaia tradizionale, produrrà acqua a temperature più basse. Le pompe di calore infatti hanno temperature di utilizzo tra 35 e 50°C (quelle più moderne arrivano anche a 65°C grazie a delle resistenze integrative), ben inferiori a quelle delle caldaie.
Questo impone dei limiti di efficienza, soprattutto per quanto riguarda temperature esterne molto basse, che abbassano il COP, ma determinano anche il tipo di irradiatore che si può utilizzare.
Altri difetti sono la spesa iniziale, in quanto una pompa di calore richiede un investimento iniziale che può arrivare anche a 30.000 euro. Certo, ci sono gli sgravi fiscali e il risparmio in bolletta riesce a compensare, ma l'esborso da affrontare all'inizio non è indifferente.
Inoltre le pompe di calore hanno un'unità esterne (a parte quelle senza unità esterna), che necessita di un certo spazio all'aperto, e che potrebbe generare anche rumore.
Non molto forte, ma è un fatto da tenere presente. Infine, visto che vanno a elettricità, spesso le pompe di calore hanno bisogno dell'adeguamento della potenza del contatore, oppure se possibile l'utilizzo di un secondo contatore con cui attivare una tariffazione apposita per limitare i costi della bolletta elettrica.
Andiamo ora a vedere gli svantaggi specifici per i vari tipi di pompe di calore.
Le pompe di calore aria - aria sono quelle che estraggono calore dell'aria e lo trasferiscono all'interno dell'abitazione tramite aria. Ovvero i condizionatori. Queste pompe di calore sono le più semplici sul mercato, ma presentano alcuni svantaggi.
Innanzi tutto, utilizzando l'aria come sorgente di energia termica, le pompe di calore aria - aria sono più soggette delle pompe di calore ad acqua o geotermiche alle variazioni di temperatura stagionali. L'aria infatti è meno stabile.
In secondo luogo le unità esterne delle pompe di calore aria - aria possono essere piuttosto rumorose, anche se quelle più moderne hanno risolto almeno in parte questo problema, e inoltre necessitano di un posizionamento adeguato, in quanto non devono essere poste in ambienti troppo piccoli ma neanche esposti al sole.
Infine le unità esterne possono creare un microclima, se mal posizionate, il che potrebbe influire sul funzionamento.
Sul fronte interno, invece, il fatto che il riscaldamento sia veicolato dall'aria implica degli svantaggi, come la stratificazione del calore sulla parte alta della stanza in fase di riscaldamento e la movimentazione dell'aria, e quindi di acari, polvere e batteri. Infine, alcuni potrebbero non apprezzare la presenza degli split nelle stanze dal punto di vista estetico.
Le pompe di calore aria - acqua utilizzano l'acqua per veicolare il calore all'interno dell'edificio, cosa che può avvenire attraverso riscaldamento a pavimento, caloriferi o ventilconvettori.
Oltre agli svantaggi dovuti all'utilizzo dell'aria come sorgente di energia e che abbiamo già visto nel precedente capitolo, questi impianti hanno lo svantaggio di produrre acqua a temperature inferiori rispetto a una caldaia. Questo significa che non è consigliato utilizzarle con i caloriferi in ghisa, ad esempio, che hanno bisogno di acqua a 70°C e sono molto spessi, oltre ad avere un'elevata inerzia termica.
Il mezzo più consigliato è il riscaldamento a pavimento, che opera a temperature di esercizio di 35°C, ma questo vuol dire che sulle vecchie case non si possono utilizzare (a meno di non effettuare una ristrutturazione completa). In alternativa, si possono usare i caloriferi in alluminio, che utilizzano acqua a temperature fino a 50°C, sono più sottili e hanno una bassa inerzia termica.
Inoltre le pompe di calore aria - acqua sono sensibili alla temperatura esterna, e in caso di temperature basse la loro efficienza diminuisce. Addirittura, in caso di temperature inferiori a -25°C, c'è bisogno di una resistenza integrativa che porti l'acqua a temperatura.
Un altro aspetto da considerare è l'efficienza energetica dell'appartamento. In caso non sia elevata, l'impianto aria - acqua sarà meno efficiente e sarà necessario prenderne uno sovradimensionato per garantire il giusto comfort, con la riduzione dell'efficienza e il conseguente aumento dei costi.
Infine, le pompe di calore aria - acqua costano più di quelle aria - aria, anche più del doppio, anche se questo aspetto è mitigato dal fatto di poter produrre, oltre a raffrescamento e raffreddamento, anche acqua calda sanitaria.
Le pompe di calore ad acqua utilizzano l'acqua come sorgente di energia, dalla falda o da un pozzo. Questa soluzione è molto efficiente, in quanto l'acqua sotterranea ha una temperatura più costante dell'aria, ma ci sono anche alcuni svantaggi.
Il principale è la complessità dell'opera, che richiede una progettazione e dei lavori più complicati rispetto alle due viste prima. Inoltre anche le leggi locali possono creare dei problemi in quanto non sempre le disposizioni a protezione del territorio consentono l'installazione di un impianto del genere.
Inoltre bisogna controllare la qualità dell'acqua del sottosuolo, e questo ha una profonda influenza sull'efficienza dell'impianto.
Arriviamo infine all'ultimo tipo di pompe di calore, quelle geotermiche. Queste pompe di calore sono le più complesse in assoluto, e necessitano di un'attenta progettazione.
Visto che si devono installare i tubi o la sonda nel terreno, lo svantaggio principale è l'impossibilità di effettuare i lavori necessari, come nelle città o in case già costruite. Inoltre le pompe di calore geotermiche hanno costi di realizzazione più elevati degli altri tipi di impianti, visto che è richiesto l'intervento di un geologo e una serie di lavori per la realizzazione, come la trivellazione.
Nei costi andrebbe anche calcolato la riduzione del COP a causa delle lunghe tubazioni richieste dall'impianto, che necessitano di pompe di circolazione del fluido abbastanza potenti.
Infine, è possibile che se utilizzate le pompe di calore geotermiche, soprattutto quelle a sviluppo orizzontale, principalmente per il riscaldamento, il terreno potrebbe gelarsi o comunque nel tempo funzionare peggio, abbassando il COP.
Quali sono i vantaggi della pompa di calore
I vantaggi delle pompe di calore sono invece numerosi. Prima di tutto non inquinano e sono più efficienti, poi necessitano di un unico impianto per produrre riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria, il che è un vantaggio sia dal punto di vista energetico che di gestione degli spazi.
L'efficienza delle pompe di calore consente un notevole risparmio in bolletta in quanto riducono i consumi energetici, e visto che presentano meno parti in movimento, oltre che temperature più basse di gestione (in quanto non c'è combustione) hanno anche un costo di gestione minore oltre a essere più affidabili.
Inoltre le pompe di calore sono più flessibili di una soluzione tradizionale, in quanto permettono di scegliere tra diverse tipologie a seconda del tipo di edificio e alla posizione, e in ultima battuta rappresentano un investimento sicuro, perché una casa riscaldata con pompa di calore avrà un valore maggiore rispetto a un sistema di riscaldamento a gas.
A questo si aggiungono le detrazioni disponibili, che consentono di detrarre dalle tasse il 50% delle spese sostenute per l'acquisto della soluzione.
I vantaggi delle pompe di calore ad acqua e geotermiche, invece, presentano una maggiore efficienza in condizioni ufficiali, in quanto la temperatura dei mezzi rimane costante, e durano anche molto di più delle altre.
Fotovoltaico pompa di calore: pro e contro
Visto che le pompe di calore utilizzano sì l'energia termica contenuta nell'aria, nell'acqua o nel terreno, ma per funzionare hanno bisogno di un notevole apporto di energia elettrica, ci si potrebbe chiedere quali siano i pro e i contro di installare una pompa di calore con un sistema fotovoltaico.
I pro sono sicuramente il fatto di rendersi indipendenti dalle fluttuazioni dei prezzi dell'energia, oltre che da quelli del petrolio o del gas. Un sistema con pannelli fotovoltaici, consente infatti di prodursi in autonomia l'energia elettrica, che se gestita in modo corretto attraverso una centralina che analizza i flussi e ottimizza il funzionamento della pompa in base all'energia in arrivo dai pannelli, può arrivare anche al 70-80% del totale annuo.
E se si abbina anche uno scalda acqua, il risparmio rispetto a uno scaldabagno tradizionale o a una caldaia può arrivare anche al 75%. Il risparmio economico consente mediamente di ripagare l'investimento iniziale in 7/8 anni, quindi se si considera una durata media dell'impianto di 20 anni, il vantaggio economico è considerevole.
Inoltre abbinando pompa di calore e impianto fotovoltaico si aumenta il valore dell'immobile, in quanto si ottiene un'abitazione a impatto zero. Infine c'è da considerare che molte pompe di calore sono compatibili con impianti fotovoltaici preesistenti, e non ci sono restrizioni dal punto di vista legislativo.
I contro di abbinare una pompa di calore a un impianto fotovoltaico sono invece che se la pompa di calore consuma molto, per esempio nel caso di edifici grandi, non perfettamente coibentati e soprattutto con temperature esterne molto rigide, questa può non essere una soluzione indicata, in quanto non andrebbe a fornire un vantaggio sufficiente a giustificare l'installazione dei pannelli.
Inoltre bisogna considerare che l'installazione di pannelli fotovoltaici non solo necessita di spazi adeguati, che consentano un orientamento ottimale dei pannelli, ma richiede l'assenza di eventuali vincoli paesaggistici e ambientali, in presenza dei quali non si può installare l'impianto fotovoltaico.
Le pompe di calore sono rumorose?
Una domanda che ci si pone spesso è se le pompe di calore siano o meno rumorose. Pariamo subito da un concetto: le pompe di calore producono rumore, non c'è niente da fare, a causa dei movimenti delle pale e delle vibrazioni del compressore, ma quelle moderne presentano delle accortezze che consentono di limitarlo.
Innanzitutto gli impianti attuali sono meno rumorosi di quelli più datati, e per esempio una pompa di calore aria - acqua produce un rumore tra 35 dB e 42 dB a 3 metri. Tenete presente che per legge il rumore non deve superare i 43 dB di giorno e i 33 dB di notte, misurato a una distanza di 2 metri dalla finestra di una stanza abitativa di una casa adiacente.
Ci sono però delle accortezze che consentono di limitare il rumore. Il primo è la modalità notturna: i nuovi modelli hanno una modalità per la notte che è più silenziosa.
In secondo luogo, ma questo non vale solo per il rumore quanto anche per l'efficienza dell'impianto, è importante scegliere non solo un dispositivo di qualità, ma anche selezionare la classe di potenza appropriata. Una pompa sottodimensionata faticherà di più e farà più rumore.
Inoltre è opportuno posizionare la pompa in modo adeguato scegliere la giusta distanza tra la pompa e la casa, almeno a 30 cm dal muro, in modo che l'aria possa circolare, mentre davanti sono necessari almeno 3 metri per evitare che il rumore rimbalzi e si amplifichi. L'unità esterna non deve essere posizionata poi sotto le stanze abitative e in caso venga posta su un tetto piano o ancorata a un muro, questi non devono essere troppo sottili per non trasmettere vibrazioni.
Anche l'installazione è molto importante, utilizzando una base opportuna, silentblock in gomma per impedire la diffusione delle vibrazioni e sotto può essere posizionato un letto di ghiaia per isolare.
Per abbassare ulteriormente il rumore, si può pensare di utilizzare un coperchio acustico, che consente di attenuare fino a 12 dB, o di spostare l'apparecchio nei casi estremi.