La pompa di calore aria-acqua è una tecnologia sempre più diffusa nelle abitazioni moderne grazie alla sua capacità di riscaldare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria sfruttando l’energia presente nell’aria esterna.
A differenza delle tradizionali caldaie, che generano calore attraverso la combustione di un combustibile, una pompa di calore trasferisce energia da una sorgente naturale all’impianto domestico. Questo principio consente di ottenere elevati livelli di efficienza e di ridurre i consumi energetici, soprattutto quando il sistema viene abbinato a un impianto fotovoltaico.
Ma come funziona esattamente una pompa di calore aria-acqua e quali sono i suoi principali vantaggi? Vediamolo nel dettaglio.
Cos’è una pompa di calore aria-acqua
La pompa di calore aria-acqua è un sistema che utilizza l’aria esterna come fonte energetica per produrre calore destinato all’impianto di riscaldamento e all’acqua calda sanitaria.
Il suo funzionamento si basa sulla capacità di estrarre energia termica dall’aria, anche quando le temperature esterne sono relativamente basse, e trasferirla all’acqua che circola nell’impianto domestico.
L’acqua riscaldata può essere utilizzata per alimentare:
- impianti a pavimento radiante;
- radiatori a bassa temperatura;
- ventilconvettori;
- sistemi per la produzione di acqua calda sanitaria.
Grazie a questa versatilità, la pompa di calore aria-acqua rappresenta una soluzione adatta sia alle nuove costruzioni sia a molti interventi di riqualificazione energetica.
Come funziona una pompa di calore aria-acqua
Il principio di funzionamento è simile a quello di un frigorifero, ma con un obiettivo opposto: anziché sottrarre calore dall’interno e disperderlo all’esterno, la pompa di calore cattura energia dall’ambiente esterno e la trasferisce all’interno dell’abitazione.
Il processo avviene attraverso un circuito chiuso contenente un fluido refrigerante che cambia stato fisico durante il ciclo di funzionamento.
Il processo si sviluppa in quattro fasi principali.
1. Captazione del calore dall’aria esterna
L’unità esterna aspira l’aria ambiente e ne recupera il calore attraverso uno scambiatore termico. Anche quando all’esterno fa freddo, l’aria contiene una certa quantità di energia termica che può essere sfruttata dalla pompa di calore.
2. Evaporazione del fluido refrigerante
Il calore raccolto viene trasferito al fluido refrigerante presente nel circuito. Poiché questo fluido evapora a temperature molto basse, è sufficiente una quantità limitata di energia per trasformarlo da liquido a gas.
3. Compressione e aumento della temperatura
Il gas refrigerante viene inviato al compressore, che ne aumenta pressione e temperatura. È in questa fase che si ottiene il salto termico necessario per produrre calore utilizzabile all’interno dell’abitazione.
4. Trasferimento del calore all’acqua
Il gas caldo attraversa un secondo scambiatore, cedendo energia all’acqua dell’impianto. L’acqua riscaldata viene poi distribuita ai terminali di emissione presenti nell’abitazione oppure accumulata per la produzione di acqua calda sanitaria.
Una volta ceduto il calore, il refrigerante torna allo stato liquido e il ciclo ricomincia.
Qual è la differenza tra pompa di calore aria-acqua e aria-aria
Le due tecnologie sfruttano entrambe l’energia contenuta nell’aria esterna, ma differiscono per il modo in cui distribuiscono il calore all’interno dell’edificio.
La pompa di calore aria-acqua utilizza l’acqua come vettore termico e può alimentare impianti di riscaldamento e sistemi per la produzione di acqua calda sanitaria.
La pompa di calore aria-aria, invece, trasferisce il calore direttamente all’aria degli ambienti attraverso unità interne simili ai climatizzatori e normalmente non produce acqua calda sanitaria.
Per questo motivo la tecnologia aria-acqua viene spesso scelta come sistema principale per il riscaldamento domestico.
La pompa di calore aria-acqua può produrre anche raffrescamento?
Sì. Molti modelli reversibili possono invertire il ciclo termodinamico e funzionare anche durante l’estate. In questa modalità il sistema sottrae calore agli ambienti interni e lo trasferisce all’esterno, contribuendo al raffrescamento dell’abitazione.
Quando viene abbinata a ventilconvettori o a impianti radianti progettati per il raffrescamento, la pompa di calore può quindi garantire comfort durante tutto l’anno con un unico sistema.
Quanto è efficiente una pompa di calore aria-acqua
Uno dei principali punti di forza di questa tecnologia è l’elevata efficienza energetica.
Per funzionare la pompa di calore utilizza energia elettrica, ma gran parte del calore prodotto proviene dall’aria esterna e non dall’elettricità stessa.
Questo significa che, in condizioni favorevoli, per ogni kWh di energia elettrica consumata il sistema può trasferire diversi kWh di energia termica all’impianto. Le prestazioni dipendono da vari fattori, tra cui:
- temperatura esterna;
- isolamento dell’edificio;
- tipologia dell’impianto di riscaldamento;
- corretta progettazione e dimensionamento del sistema.
Le migliori prestazioni si ottengono generalmente con impianti a bassa temperatura, come il riscaldamento a pavimento.
Quali sono i vantaggi della pompa di calore aria-acqua
L’interesse crescente verso questa tecnologia è legato ai numerosi vantaggi che offre.
Tra i principali troviamo:
- elevata efficienza energetica;
- riduzione dei consumi per il riscaldamento;
- possibilità di produrre acqua calda sanitaria;
- assenza di combustione diretta nell’abitazione;
- possibilità di riscaldare e raffrescare con un unico sistema;
- integrazione con impianti fotovoltaici;
- riduzione delle emissioni associate ai consumi energetici.
Queste caratteristiche la rendono una delle soluzioni più utilizzate nelle nuove costruzioni ad alta efficienza energetica.
La pompa di calore aria-acqua funziona anche in inverno?
Una delle domande più frequenti riguarda il funzionamento durante i mesi più freddi.
Le moderne pompe di calore aria-acqua sono progettate per operare anche con temperature esterne inferiori allo zero. Naturalmente, quando il freddo aumenta, l’efficienza tende a diminuire, poiché nell’aria è presente una quantità minore di energia termica disponibile.
Tuttavia, i modelli più recenti riescono a garantire prestazioni affidabili anche in condizioni climatiche rigide, soprattutto se l’impianto è stato correttamente dimensionato.
Quando conviene installare una pompa di calore aria-acqua
La pompa di calore aria-acqua rappresenta una soluzione particolarmente vantaggiosa negli edifici ben isolati e negli impianti progettati per lavorare a basse temperature.
Può essere installata sia nelle nuove costruzioni sia durante interventi di riqualificazione energetica, soprattutto quando si desidera sostituire sistemi di riscaldamento più datati con tecnologie più efficienti.
Se abbinata a un impianto fotovoltaico, consente inoltre di sfruttare l’energia elettrica autoprodotta per alimentare il sistema, aumentando ulteriormente il risparmio energetico e l’autonomia della casa. Se vuoi saperne di più, gli esperti di SB Energetica sono pronti ad aiutarti a progettare la pompa di calore perfetta per te!