Pompa di calore acqua-acqua: cos’è, come funziona, vantaggi ed esempi di applicazioni professionali

La transizione energetica richiede soluzioni efficienti e lungimiranti. La pompa di calore acqua-acqua è una delle scelte più avanzate per chi cerca performance superiori e affidabilità negli ambienti professionali, industriali e commerciali. 

Questa guida ti permette di scoprire davvero come funziona questa tecnologia, quali vantaggi offre rispetto ad altri sistemi, dove trova il suo scenario ideale e come ottimizzare l’investimento per rendere l’azienda più innovativa e sostenibile. 

Cos’è una pompa di calore acqua-acqua 

La pompa di calore acqua-acqua è un sistema che sfrutta l’energia contenuta nelle acque sotterranee – come falde, laghi, fiumi o bacini idrici – per riscaldare o raffrescare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria. Parte da una risorsa naturale, abbondante e a temperatura costante, che garantisce massima stabilità prestazionale in ogni periodo dell’anno. 

Il cuore della tecnologia è il ciclo termodinamico: un fluido refrigerante trasferisce l’energia termica prelevata dall’acqua all’impianto di riscaldamento o all’accumulo di ACS, con rendimenti elevatissimi rispetto ai sistemi aria-acqua o aria-aria. 

Questo sistema rappresenta la soluzione più evoluta per aziende e industrie che puntano a tagliare i consumi energetici e azzerare le emissioni locali senza rinunciare mai alla continuità del servizio. 

Come funziona: ciclo termodinamico e componenti principali 

Il funzionamento della pompa di calore acqua-acqua Robur si basa su un ciclo termochimico ad assorbimento, che sfrutta l’energia rinnovabile e una fonte primaria a gas per garantire alte prestazioni anche in condizioni climatiche avverse. Ecco le principali fasi del ciclo: 

1. Il ciclo inizia utilizzando un bruciatore a gas metano, che riscalda la soluzione di refrigerante e assorbente (tipicamente una miscela di ammoniaca e acqua) all’interno del generatore. Questo passaggio permette la separazione dei due componenti tramite evaporazione del refrigerante. 
2. Il refrigerante, trasformato in vapore, viene purificato nel rettificatore e passa nel condensatore, dove rilascia calore all’acqua dell’impianto di riscaldamento o produzione ACS. 
3. Tramite valvole di espansione, il refrigerante raggiunge una pressione più bassa, assorbendo calore dall’ambiente esterno (acqua di falda o altra sorgente). In questa fase, il refrigerante evapora nuovamente. 
4. Assorbimento: il refrigerante allo stato gassoso si ricombina con l’assorbente, generando una reazione esotermica che rilascia ulteriore calore, utilizzato per preriscaldare la miscela e aumentare l’efficienza globale del ciclo. 
5. Ciclo continuo: la soluzione ricombinata torna al generatore, chiudendo il ciclo e assicurando una continuità operativa ed efficienza costante. 

Grazie a questo sistema innovativo, la pompa di calore acqua-acqua Robur garantisce elevate performance, minima dipendenza dalla rete elettrica e massima affidabilità anche in condizioni climatiche critiche. 

La temperatura costante delle acque sotterranee, permette alla pompa di calore acqua-acqua di garantire efficienza e affidabilità sia d’inverno che d’estate, senza vistosi cali di prestazione legati al clima esterno. 

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Vantaggi della tecnologia acqua-acqua in contesti industriali 

Utilizzare una pompa di calore acqua-acqua in ambito industriale o terziario offre una serie di vantaggi unici: 

• Efficienza straordinaria: la pompa di calore GAHP WS garantisce un’efficienza termica (GUE) fino al 248% in caso di produzione contemporanea di acqua calda e fredda, e un valore del 174% nella climatizzazione annuale con oltre il 50% di energia rinnovabile idrotermica. Questi valori corrispondono a un COP rispettivamente di 6,20 e 4,35. 
• Temperature costanti tutto l’anno: prestazioni sempre elevate, anche nelle stagioni più fredde o nei climi più variabili. 
• Abbattimento di emissioni: nessuna combustione, niente emissioni locali di CO₂ o altre sostanze nocive. 
• Ideale per grandi superfici: capacità di coprire facilmente enormi volumi o impianti industriali complessi grazie a modularità e potenza disponibili. 
• Acqua calda ad alta temperatura: a differenza delle soluzioni elettriche, la pompa di calore a gas GAHP WS può produrre acqua calda ad alta temperatura, adattandosi anche a impianti esistenti o ai fabbisogni più esigenti in ambito industriale. 
• Versatilità d’uso: idonea tanto per il riscaldamento quanto per il raffrescamento, semplicemente invertendo il ciclo. 
  

Tabella riassuntiva di vantaggi e svantaggi 

Applicazioni professionali e industriali ideali 

La pompa di calore acqua-acqua si dimostra insuperabile in diversi settori: 

• Impianti industriali e manifatturieri: processi produttivi che richiedono grandi quantità di calore a bassa/media temperatura, cicli continui e stabilità dei rendimenti. 
• Edifici terziari: hotel, uffici, banche, centri direzionali che necessitano di comfort costante, gestione intelligente delle zone e basse spese operative. 
• Sistemi di teleriscaldamento locale: alimentare reti di edifici residenziali, piccoli quartieri, aree industriali servendo più utenze da una stessa centrale. 
• Spazi ad alta occupazione o attività H24: cliniche, RSA, centri commerciali, magazzini e spazi logistici dove conta sempre la stabilità. 

Il requisito chiave è la presenza di una sorgente idrica stabile nelle vicinanze e la possibilità di ottenere le necessarie autorizzazioni allo scambio termico e agli eventuali prelievi/pozzi. 

Tipologie di sistemi acqua-acqua e caratteristiche tecniche 

Circuito aperto e circuito chiuso 

• Pozzi ad anello aperto: prelevano acqua da una falda o sorgente, la utilizzano come vettore termico, poi la restituiscono a un’altra quota o punto di rilascio garantendo un ricambio costante. 
• Anello geotermico/circuito chiuso: sfruttano tubazioni interrate riempite con miscela di acqua e antigelo che non viene mai dispersa, ideale dove l’idrogeologia lo permette. 

Caratteristiche tecniche: modularità e gestione remota 

• Sistemi scalabili: puoi unire più moduli per coprire fabbisogni crescenti o fluttuanti e garantire continuità produttiva anche in caso di manutenzione parziale. 
• Gestione da remoto e compatibilità con BMS e IoT: regoli temperature, monitori le performance e ottimizzi i consumi anche da smartphone o centrale di supervisione. 

Altri parametri chiave 

• Flusso e qualità dell’acqua: fondamentale la filtrazione per evitare usura o intasamenti agli scambiatori. 
• GUE e temperatura mandata: scegli modelli che assicurano efficienza alle temperature esatte richieste dal tuo processo o dal sistema di distribuzione. 
• Integrazione ACS: molte pompe acqua-acqua sono progettate anche per la produzione di acqua calda sanitaria ad alta efficienza, con moduli dedicati. 

Integrazione con sistemi impiantistici avanzati

La pompa di calore acqua-acqua dà il meglio quando viene inserita in una gestione energetica moderna e integrata: 

• Fonti rinnovabili: puoi abbinarla a impianti fotovoltaici per ottenere la massima indipendenza energetica, sfruttando i picchi di produzione per alimentare la pompa e massimizzare l’autoconsumo. 
• Recupero calore di processo: in ambito industriale puoi utilizzare fonti di calore non sfruttate per pre-riscaldare l’acqua di falda, migliorando ulteriormente l’efficienza complessiva. 
• Automazione e BMS: sistemi di monitoraggio avanzati (controllo remoto) permettono la regolazione ottimale di temperature, orari e priorità di servizio nei diversi reparti. 
• Sistemi ibridi e accumulo termico: con integrazione di caldaie, serbatoi di accumulo o sistemi di backup, garantisci continuità anche durante le fasi di maggiore richiesta o manutenzione. 

Progettazione, consumi ed efficienza energetica

Un progetto corretto, realizzato sulle effettive necessità del sito, è determinante per sfruttare a pieno i vantaggi di questa tecnologia. 

• COP e SCOP: grazie alla temperatura costante della fonte idrica, puoi spingerti facilmente verso efficienze stagionali superiori a 5, riducendo drasticamente i costi operativi. 
• Condizioni della sorgente: occorrono analisi idrogeologiche per assicurare il prelievo e lo scarico sostenibili, con temperature adatte alle esigenze. 
• Isolamento/coibentazione: in edifici o impianti poco isolati, anche la miglior pompa di calore vedrà vanificata parte della sua efficienza. 
• Dimensionamento e terminali: è fondamentale calcolare con cura la potenza reale richiesta e prevedere la distribuzione del calore con impianti radianti o ventilconvettori, che sfruttano al massimo le basse temperature di mandata. 

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Costi, ROI e incentivi per il settore professionale

Scegliere una pompa di calore acqua-acqua comporta un investimento iniziale superiore rispetto ad altre tipologie: i costi possono essere maggiori del 15-30% rispetto a una pompa aria-acqua, a causa delle opere civili e delle autorizzazioni richieste. Per soluzioni industriali complesse o con modularità su misura, il budget può salire ma è supportato da consumi energetici inferiori per tutta la vita dell’impianto. 

Il ritorno economico (ROI) è generalmente compreso tra 5 e 10 anni, e si riduce ulteriormente se abbini l’impianto a sistemi fotovoltaici o sfrutti le giornate di picco produttivo. 

Grazie a una gamma di incentivi dedicati al settore professionale, come Ecobonus, Conto Termico, Certificati Bianchi e bandi regionali per l’innovazione energetica, puoi ottenere contributi significativi che abbattono il costo iniziale e accelerano significativamente l’ammortamento della spesa. 

Limiti e criticità da valutare in fase progettuale

Questa tecnologia, pur straordinaria, non è adatta a tutti i contesti. Le principali criticità a cui prestare attenzione sono: 

• Disponibilità di acqua e vincoli idrogeologici: è indispensabile avere una fonte idrica idonea e un quadro normativo favorevole nei pressi dell’edificio. 
• Qualità dell’acqua: la presenza di sabbia, limo o carichi inquinanti può compromettere la durabilità dell’impianto e richiedere filtri speciali e manutenzione frequente. 
• Necessità di permessi: serve spesso un iter autorizzativo complesso per trivellazioni, scavi e scarichi. 
• Opere civili: i lavori di posa pozzi e condotte sono più invasivi rispetto a un impianto aria-acqua. 
• Costi più elevati: la tecnologia è più costosa all’avvio, ma premia sul lungo periodo. 

Valuta sempre con un professionista locale esperto di impianti idrogeologici e normativa regionale la concreta fattibilità della soluzione. 

FAQ – Domande frequenti

Cos’è una pompa di calore acqua-acqua e come funziona nei sistemi professionali? 

È un sistema che preleva energia termica dalle acque sotterranee o da fonti superficiali, la trasferisce tramite ciclo frigorifero all’impianto di riscaldamento o raffrescamento, minimizzando i consumi elettrici. 

Quali vantaggi offre rispetto alle pompe aria-acqua o aria-aria? 

Efficienza nettamente superiore, prestazioni stabili tutto l’anno, ideale per grandi superfici, processi industriali e teleriscaldamento. 

Dove è possibile installarla e quali requisiti idrogeologici servono? 

È necessaria la presenza di una falda d’acqua, lago o fiume nei pressi dell’edificio, e la fattibilità di ottenere i permessi idrogeologici per prelievo e reimmissione o posa delle sonde. 

Qual è il COP tipico e come influenza il risparmio? 

Grazie alle condizioni ottimali della sorgente, il COP può raggiungere valori tra 5 e 6: maggiore è il COP, minori sono i costi operativi annuali. 

Può essere integrata con sistemi fotovoltaici o recupero di calore? 

Sì, l’integrazione con fotovoltaico abbatte ulteriormente i costi, mentre il recupero calore di processo può portare a margini di efficienza straordinari. 

Qual è il rientro economico e quali incentivi esistono per imprese e progettisti? 

Grazie agli incentivi (Conto Termico, Ecobonus, certificati bianchi, bandi regionali) e ai risparmi in bolletta, il payback va mediamente dai 5 ai 10 anni. 

Quali sono le principali criticità da considerare in fase di scelta? 

Disponibilità e qualità della fonte idrica, permessi da ottenere, opere civili da realizzare e costi iniziali maggiori rispetto ad altre tecnologie. 

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