Pompe di calore per installazione esterna e interna
Vantaggi e svantaggi in sintesi
La scelta della pompa di calore ideale dipende non solo dalla fonte di energia preferita, ma anche dalle possibilità di installazione. Mentre per motivi tecnici le pompe di calore acqua glicolata/acqua e acqua/acqua devono sempre essere installate all'esterno, una pompa di calore aria/acqua può anche essere collocata all'interno. Questo articolo illustra i vantaggi e gli svantaggi di una pompa di calore per installazione interna.
Indice dei contenuti
La pompa di calore è un sistema di riscaldamento estremamente efficiente, considerato particolarmente rispettoso dell'ambiente e del clima. Le pompe di calore rientrano tra le energie rinnovabili. L'aria ambiente, l'acqua di falda e l'energia geotermica sono tutte fonti di energia. Le pompe di calore sono una soluzione sempre più apprezzata. Nel 2020, circa il 45,8% delle famiglie che si sono trasferite in un’abitazione di nuova costruzione ha optato per una pompa di calore. Nel 2021, poco più della metà delle imprese edili (50,6%) ha preferito le pompe di calore di calore ad altri sistemi di riscaldamento.
Le pompe di calore funzionano secondo lo stesso principio di un comune frigorifero. Prelevano l'energia termica da un lato del sistema e la cedono dall'altro. Anche il frigorifero si raffredda solo all'interno e cede l'energia termica all'esterno, solitamente in cucina. Ecco perché la parte posteriore di un frigorifero è calda. Se questo principio viene invertito, l'energia termica dell'ambiente può essere condotta anche in uno spazio interno - nel caso della pompa di calore dalla fonte di energia preferita (aria, acqua o terreno) direttamente all'impianto di riscaldamento dell'edificio. Come nel frigorifero, nella pompa di calore circola un refrigerante che assorbe il calore della fonte di energia e quindi evapora.
Un compressore aumenta ulteriormente la temperatura del refrigerante in modo che possa trasportare energia termica a sufficienza al circuito di riscaldamento. A questo punto, uno scambiatore di calore trasferisce l'energia al sistema di riscaldamento, che fa espandere e raffreddare nuovamente il refrigerante. Quindi il ciclo ricomincia. Per funzionare, una pompa di calore ha dunque bisogno di energia elettrica, ma la quantità di energia termica che fornisce è notevolmente superiore ai consumi di energia elettrica. Il principio è particolarmente ecologico se la pompa di calore viene alimentata con l'energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico.
Principali vantaggi delle pompe di calore:
La pompa di calore è superiore alle tecnologie di riscaldamento convenzionali basate sui combustibili fossili in termini di efficienza, costi operativi e rispetto dell'ambiente.
Nessuna emissione da combustibili fossili
Funzionamento neutrale dal punto di vista delle emissioni di CO2 con l'utilizzo dell'energia solare
Riduzione dei costi di riscaldamento grazie all'impiego del calore a costo zero dell'ambiente
Non occorrono scorte di combustibili
Manutenzione ridotta
Minore dipendenza dai mercati delle materie prime
I tipi di pompe di calore si distinguono in base alla fonte di energia utilizzata. Il rendimento, i costi di acquisto e di esercizio variano, così come i costi di installazione e manutenzione. Per le abitazioni private si utilizzano principalmente tre tipi di pompe di calore:
- La pompa di calore aria/acqua utilizza l'aria dell'edificio come fonte di calore e la trasferisce al circuito di riscaldamento. È conosciuta anche come pompa di calore ad aria.
- La pompa di calore acqua/acqua utilizza l'acqua di falda come fonte di calore.
- La pompa di calore acqua glicolata/acqua sfrutta le temperature stabili del terreno a profondità maggiori ed è conosciuta anche con il nome di pompa di calore geotermica.
Vantaggi e svantaggi dei diversi tipi di pompe di calore
Pompa di calore aria/acqua
La pompa di calore aria/acqua si distingue per i bassi costi di investimento e per gli oneri di installazione ridotti. Inoltre, le possibilità di installazione sono molto flessibili. Tra gli svantaggi si registrano un consumo di energia elettrica leggermente superiore e un rendimento inferiore rispetto ad altri tipi di pompe di calore. Poiché dipende dall'apporto energetico dell'aria esterna, l'efficienza può diminuire in inverno. Tuttavia, adottando misure adeguate come l'installazione di un riscaldatore o la pulizia regolare dei ventilatori, è possibile compensare facilmente il leggero calo di efficienza.
Pompa di calore acqua/acqua
La pompa di calore acqua/acqua è molto efficiente perché sfrutta l'energia termica dell'acqua di falda per il riscaldamento. Poiché la temperatura dell'acqua di falda rimane sostanzialmente costante per tutto l'anno, le condizioni meteorologiche e le stagioni non rivestono grande importanza. Gli svantaggi risiedono nella complessità degli interventi tecnici necessari per utilizzare la fonte di calore. Inoltre occorrono alcuni permessi che non è sempre facile ottenere per i privati cittadini.
Pompa di calore acqua glicolata/acqua
La pompa di calore acqua glicolata/acqua, spesso chiamata anche pompa di calore geotermica, sfrutta la temperatura costante di 10 °C che prevale nel terreno a una certa profondità. Grazie alla temperatura costantemente elevata, il rendimento della pompa di calore geotermica è particolarmente alto durante tutto l'anno. Gli svantaggi includono le opere di installazione, che comportano anche la richiesta di autorizzazione per le trivellazioni profonde necessarie per le sonde geotermiche verticali. In alternativa, è possibile installare collettori geotermici in prossimità della superficie, anche se questa soluzione occupa una superficie relativamente ampia della proprietà. In questo caso, l'installazione a posteriori è spesso difficile da realizzare.
La scelta delle pompe di calore per installazione interna è particolarmente limitata, perché sia le pompe acqua/acqua sia le pompe acqua glicolata/acqua sono adatte solo per l'installazione esterna. Questi vincoli dipendono dai requisiti costruttivi per la posa dei collettori geotermici, la trivellazione per le sonde geotermiche o lo sfruttamento dell'acqua di falda. La pompa di calore aria/acqua, invece, si può installare sia in un locale chiuso, ad esempio in cantina, sia all’esterno. In questa sede non prendiamo in considerazione le pompe di calore aria/aria, che sono idonee solo per gli edifici con sistemi di ventilazione.
Ci sono differenze nel funzionamento tra installazione interna ed esterna?
Il principio di funzionamento non cambia. Anche se installata all'interno, una pompa di calore ad aria continua a utilizzare l'aria esterna come fonte di energia. Questo richiede la presenza di appositi condotti d'aria in facciata attraverso i quali aspirare o scaricare l'aria. L'installazione interna o esterna non influisce molto sull'efficienza energetica ed economica della pompa di calore ad aria. Visti gli ingombri della pompa di calore, l’installazione interna è solitamente più facile da realizzare negli edifici di nuova costruzione. Spesso, tuttavia, una pompa di calore per installazione interna può anche essere installata in un secondo momento, in occasione della riqualificazione energetica degli edifici esistenti. Ad esempio, quando si sostituisce un vecchio impianto di riscaldamento a gasolio, lo spazio prima occupato dalla cisterna diventa disponibile per la pompa di calore.
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Per l'installazione interna della pompa di calore, esistono fondamentalmente due alternative. La prima variante è quella monoblocco, adatta sia per l'installazione interna che per quella esterna. Se lo spazio è sufficiente, ad esempio è possibile installare una pompa di calore monoblocco in cantina. Se manca lo spazio necessario è possibile utilizzare una pompa di calore monoblocco in modo altrettanto efficiente all'esterno. A questo punto è necessario realizzare solo i collegamenti per l'aspirazione e lo scarico dell'aria esterna e per il collegamento al circuito di riscaldamento. Per l'installazione interna è necessario anche uno scarico della condensa, pertanto il locale di installazione deve essere dotato di un attacco adatto allo scopo.
L'alternativa è la cosiddetta variante split, in cui la generazione di calore avviene tramite un'unità esterna. Solo la condensazione e l'espansione del fluido refrigerante avvengono in un'unità interna più compatta. I due componenti sono collegati tramite il circuito frigorifero.
Pompa di calore aria/acqua
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Non è solo l'ingombro che può rendere l'installazione esterna della pompa di calore la scelta migliore. Anche gli interventi strutturali in casa (come la necessità di praticare aperture nelle pareti) in genere si riducono, perché è sufficiente il collegamento alle tubature dell'acqua di riscaldamento.
D'altra parte, la rumorosità della pompa di calore installata all'esterno può causare problemi con i vicini. Gli apparecchi moderni non superano normalmente i limiti consentiti per l'inquinamento acustico nelle aree residenziali. Tuttavia, le norme edilizie relative alla distanza necessaria per l'installazione all'esterno possono causare problemi che non si presentano scegliendo di installare la pompa all'interno.
Un altro vantaggio dell'installazione all'interno è che la pompa di calore non è esposta alle intemperie, a tutto vantaggio della sua durata. Poiché i componenti dell'unità sono separati sotto l’aspetto strutturale, l'installazione della pompa di calore split deve essere eseguita da un tecnico qualificato. Per collegare il circuito frigorifero è necessaria una certificazione di tecnico frigorista.
Suggerimenti per ridurre l'inquinamento acustico
Per rendere la pompa di calore il più possibile silenziosa, possono essere utili questi suggerimenti:
Non posizionare le aperture di aspirazione o di scarico direttamente vicino alle finestre della camera da letto o dello studio.
Evitare di trasmettere le vibrazioni meccaniche all'edificio. Più la superficie del luogo di installazione è uniforme, meglio è.
Utilizzare connessioni flessibili per disaccoppiare le vibrazioni.
Le nicchie e gli angoli possono amplificare il rumore presso l'apertura di scarico.
Se possibile, installare l'apertura di aspirazione su un lato poco rumoroso.
Quali sono i punti della casa adatti all'installazione interna di una pompa di calore?
Oltre all'ingombro, quando si acquista una pompa di calore da installare all'interno è necessario tener conto anche del peso, a volte piuttosto elevato, del sistema di riscaldamento. In ogni caso deve essere garantita la capacità di carico a seconda del piano. Inoltre, il luogo di installazione deve offrire una superficie il più possibile piana. Normalmente la cantina, un ripostiglio, il piano terra e anche un sottotetto sono adatti per l'installazione interna negli edifici residenziali, a condizione che la capacità di carico sia garantita e che si possa assicurare il disaccoppiamento acustico dall'edificio. Quando si posano i condotti dell'aria, soprattutto in cantina, è necessario assicurarsi che siano posati fuori terra. Ad esempio, l'uscita dei condotti dell'aria in un pozzo di ventilazione è meno vantaggiosa perché qui si raccoglie l'aria fredda.
A volte, l'installazione di pompe di calore dà luogo ai cosiddetti cortocircuiti termici. In questo caso, la pompa di calore aspira nuovamente e direttamente l'aria di ripresa fredda perché le aperture di uscita e di aspirazione dell'aria sono troppo vicine, riducendo notevolmente l'efficienza della macchina. Si raccomanda quindi di mantenere la massima distanza possibile.
In entrambi i casi, le pompe di calore moderne funzionano più o meno con la stessa efficienza. Le pompe di calore per installazione interna sono spesso un po' più economiche di quelle per installazione esterna. Negli edifici di nuova costruzione, l'installazione interna delle pompe di calore ad aria è particolarmente apprezzata, in quanto può essere pianificata fin dall'inizio. Negli edifici esistenti, invece, l'installazione esterna rappresenta spesso la soluzione più semplice, in quanto non occorre predisporre un locale di installazione aggiuntivo.
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