Pompa di calore elettrica: cos’è, come funziona, i vantaggi

Negli ultimi anni le pompe di calore elettriche sono diventate una delle soluzioni più citate quando si parla di riscaldamento efficiente, riduzione dei consumi energetici ed elettrificazione degli edifici.
Ma cosa si intende esattamente per pompa di calore elettrica? Come funziona dal punto di vista tecnico e quali sono i reali vantaggi – e i limiti – di questa tecnologia nelle diverse applicazioni?
In questo articolo facciamo chiarezza, partendo dai principi di funzionamento fino ad arrivare agli aspetti più pratici, per aiutarti a capire quando e perché una pompa di calore elettrica può rappresentare una scelta adatta.

Transizione energetica e neutralità climatica sono due tematiche a cui privati cittadini e aziende devono guardare con attenzione crescente per rispettare le normative che indicano i comportamenti da tenere e le azioni da svolgere per essere rispettosi verso il Pianeta.

Le nuove tecnologie di riscaldamento e raffreddamento sono pensate per diminuire il proprio impatto sull’ambiente e si inquadrano perfettamente nell’impegno di salvaguardare la Terra. Soluzioni come la pompa di calore elettrica rispondono a questa esigenza e si caratterizzano come valide alternative alle caldaie, nel momento in cui si stiano cercando prodotti sostenibili e che usino energia rinnovabile.

I sistemi elettrici possono essere applicati a qualsiasi tipologia di ambienti, sia per la climatizzazione industriale sia per il mondo residenziale e commerciale. Si contraddistinguono per essere molto versatili (possono assicurare freddo per l’estate e caldo per l’inverno, grazie a semplici invertitori) e diventeranno via via scelta obbligata dal punto di vista dell’ecocompatibilità.

Non dobbiamo dimenticare che sia nell’intero Continente (con il Green Deal Europeo) sia in Italia il legislatore si sta attivando verso la riduzione dell’impatto ambientale. In particolare, nel nostro Paese è del gennaio 2024 la conversione in legge del Decreto energia: il provvedimento mira alla decarbonizzazione del sistema produttivo e a un suo sviluppo sempre più sostenibile.

Ugualmente, la SEN – Strategia Energetica Nazionale ha stabilito gli obiettivi per incentivare l’adozione di tecnologie pulite, per innalzare i livelli di efficienza energetica e incrementare lo sfruttamento delle fonti di energia rinnovabili.

Cos'è una pompa di calore elettrica?

Il termine “pompa di calore” deriva dal fatto che si tratta di una macchina che porta il calore da un livello di temperatura inferiore a uno superiore. Inverte, cioè, il corso naturale della temperatura stessa che solitamente passa da gradi più alti a quelli più bassi. Tale macchina è costituita da un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e un evaporatore.

Come anticipato, rispetto ai sistemi tradizionali, le pompe di calore rappresentano un’opportunità sostenibile ed efficiente. A tale proposito, l’efficienza della pompa di calore è indicata dal coefficiente di prestazione “COP”, ossia il rapporto tra energia fornita (calore) ed elettricità consumata. Solitamente tale rapporto è intorno a 3 (cioè da 1 kWh di energia si ottengono 3 kWh di calore).

Diversa è la misurazione dell’efficienza per altre tipologie di sistemi, ma gli esperti concordano sul fatto che l’efficienza delle pompe di calore è circa 4 volte superiore a quella delle caldaie a gas grazie all’apporto delle energie rinnovabili. Esse, infatti, richiedono più energia per ottenere le stesse temperature.

Sul fronte sostenibilità, ovviamente, è fondamentale ricordare che le pompe di calore elettriche utilizzano in primis come fonte energetica l’elettricità che può essere completamente rinnovabile e non nociva se proveniente da un impianto solare fotovoltaico; se non è disponibile un impianto fotovoltaico l’elettricità viene solitamente prelevata dalla rete elettrica: in questo caso la produzione di tale elettricità può avere fonti miste (gas, idroelettrica, eolica, ecc.) e mirare comunque ad un affrancamento graduale dai carburanti fossili.

Come funziona una pompa di calore elettrica?

La pompa di calore elettrica trasferisce il calore da un fluido a temperatura più bassa e uno che è più caldo. In pratica, la pompa di calore funziona come una pompa idraulica, collocata tra due bacini collegati tra loro ma posti a quote diverse, che ha il compito di portare l’acqua dal basso verso l’alto.

La pompa di calore consiste in un circuito chiuso, percorso da un fluido frigorigeno che assume stato liquido o gassoso a seconda di temperatura e/o pressione. Nello specifico, condensatore ed evaporatore sono i tubi in cui scorre il fluido. Quando quest’ultimo si trova ad alta temperatura nel condensatore cede calore all’acqua o all’aria con cui è a contatto, quando invece è a bassa temperatura nell’evaporatore toglie calore all’aria o all’acqua.

Come si può riscaldare o condizionare un capannone industriale o un’area commerciale o qualsiasi altro spazio anche di grandi dimensioni? Di seguito saranno analizzati nel dettaglio questi processi e ci si concentrerà sia sulla modalità di riscaldamento sia sul raffreddamento.

Riscaldamento elettrico

Il ciclo protagonista del processo di riscaldamento inizia con il compressore, che comprime il fluido refrigerante (solitamente allo stato gassoso e a bassa pressione). L’aumento di pressione determina un incremento di temperatura.

Il fluido compresso passa attraverso il condensatore, dove cede calore all’ambiente circostante. Durante questa trasformazione, il fluido si condensa, appunto, passando da gas a liquido.

Dopo il condensatore, il fluido passa attraverso una valvola di espansione, riducendo la sua pressione e subendo una diminuzione di temperatura.

Nell’evaporatore, il fluido refrigerante assorbe calore dall’ambiente esterno (per esempio, l’aria esterna o il terreno). A questo punto il fluido evapora: da liquido diventa gas.

Il calore assorbito dall’evaporatore viene, dunque, trasferito all’interno dell’edificio, riscaldando gli ambienti. Tutto ciò avviene mediante il ciclo di refrigerazione inverso, in cui il calore fluisce dalla sorgente fredda (ambiente esterno) alla sorgente calda (interno dell’edificio).

Modalità raffreddamento

Il ciclo di raffreddamento comincia come il precedente, con il compressore che comprime il fluido refrigerante.

Il fluido compresso passa attraverso il condensatore, ma in questo caso cede calore all’ambiente interno (per esempio, l’aria all’interno di una stanza) e si condensa, da gas diviene liquido.

Il fluido, dal condensatore va alla valvola di espansione, riducendo la sua pressione e temperatura.

Nell’evaporatore, il fluido assorbe calore dall’ambiente interno, raffreddandolo e passa nuovamente da liquido a gas.

In pratica, il calore assorbito dall’ambiente interno viene trasferito all’ambiente esterno, raffreddando gli spazi.

Robur e-NextPro: la pompa di calore elettrica per grandi ambienti

Pensato per il riscaldamento e la climatizzazione industriale e commerciale, il sistema integrato Robur e-NextPro risponde all’attualissima sfida inerente all’uso di energia rinnovabile. Basato su vettore elettrico, è, infatti, in grado di integrarsi in siti industriali che producono energia da impianti fotovoltaici (verso i quali l’Italia sta spingendo, basti pensare al Decreto PNRR 3 che ha previsto semplificazioni per la loro installazione).

Valorizzare l’energia prodotta da impianti fotovoltaici è molto importante essendo ad oggi costoso e tecnologicamente limitato poter immagazzinare l’elettricità; dunque è fondamentale sfruttarne la maggior parte possibile.

Il sistema è composto da un’unità esterna a espansione diretta e da una interna che è dotata di ventilatore assiale che garantisce comfort termico nella stagione calda e fredda.

Grazie alle sue performance, e-NextPro consente di accedere agli incentivi fiscali Conto Termico 3.0 e alla detrazione relativa all’Ecobonus.

Vantaggi delle pompe di calore elettriche

L’applicazione della pompa di calore per la climatizzazione risulta essere molto conveniente, innanzitutto, perché vanta un breve tempo di ammortamento dei costi grazie alle alte efficienze e ai risparmi che fornisce. Per questo motivo, le pompe di calore elettriche sono sfruttate in vari ambiti dal residenziale all’industriale, passando per l’edilizia scolastica e gli ambiti commerciali.

Optando per la pompa di calore, la scelta ricade sull’installazione di una sola macchina che, usando una valvola di inversione, scambia le funzioni di evaporatore e condensatore, dando caldo in inverno e fresco d’estate. Inoltre, come detto sopra, la pompa di calore elettrica consente di ottimizzare l’energia prodotta da fonti rinnovabili.

Perché scegliere le pompe di calore Robur?

Robur è attiva da 70 anni nel settore riscaldamento e ha sempre perseguito l’obiettivo di offrire le soluzioni più efficienti e sostenibili possibile. Secondo tale strategia oggi studia e applica tecnologie che favoriscono la neutralità climatica, per rispettare normative sempre più stringenti, ma anche per rispettare la propria coscienza ecologica. La famiglia di prodotti per la climatizzazione industriale si conforma pienamente a questi impegni.

Robur, inoltre, si è posta il fine di essere sempre a fianco dei clienti finali. Per questo, nel tempo, ha costruito una squadra di tecnici e consulenti preparati che offrono i servizi necessari per identificare le caratteristiche dei sistemi necessari per climatizzare ogni genere di ambiente, per condurre le installazioni e poi per fare manutenzione.

Accanto agli specialisti Robur, l’azienda può contare su una fitta rete di Centri Assistenza Autorizzati (CAT) dislocata sul territorio, che intervengono tempestivamente in caso di problemi.

Domande frequenti sulle pompe di calore elettriche

Che cos’è una pompa di calore elettrica?

È un sistema che utilizza energia elettrica per trasferire calore da una fonte esterna (aria, acqua o suolo) agli ambienti interni, permettendo di riscaldare, raffrescare e in alcuni casi produrre acqua calda sanitaria.

Come funziona una pompa di calore elettrica?

Il funzionamento si basa su un ciclo termodinamico che consente di prelevare calore dall’esterno e trasferirlo all’interno tramite un fluido refrigerante, sfruttando compressione ed espansione.

Quali sono i principali vantaggi di una pompa di calore elettrica?

I vantaggi principali sono l’elevata efficienza energetica, la riduzione delle emissioni locali, la possibilità di accedere a incentivi e l’utilizzo di una sola tecnologia per riscaldamento e raffrescamento.

Una pompa di calore elettrica funziona anche in inverno?

Sì, le pompe di calore elettriche sono progettate per funzionare anche a basse temperature esterne, anche se le prestazioni possono variare in base al clima e alla tipologia di impianto.

Quali sono i limiti delle pompe di calore elettriche?

I limiti principali riguardano la dipendenza dall’energia elettrica, le prestazioni in climi molto freddi e la necessità di edifici ben isolati per ottenere la massima efficienza.

Le pompe di calore elettriche sono adatte a tutti gli edifici?

No, l’idoneità dipende da diversi fattori come isolamento dell’edificio, impianto di distribuzione, zona climatica e fabbisogni energetici complessivi.

Qual è la differenza tra pompa di calore elettrica aria-aria e aria-acqua?

La pompa di calore aria-aria (o a espansione diretta) riscalda e raffresca direttamente l’aria degli ambienti, mentre quella aria-acqua alimenta un impianto idronico come radiatori, pannelli radianti o ventilconvettori.

Una pompa di calore elettrica può sostituire una caldaia tradizionale?

In molti casi sì, ma è necessaria una valutazione tecnica preliminare per verificare la compatibilità con l’impianto esistente e le reali condizioni di utilizzo.