I costi dell’elettricità variano a seconda della fonte di calore a cui può attingere un sistema di riscaldamento a pompa di calore. Fondamentalmente possiamo dire che una pompa di calore aria-acqua ha un consumo di elettricità più elevato rispetto a una pompa di calore salamoia-acqua o acqua-acqua. Questo perché il terreno e l’acqua emettono calore in modo relativamente uniforme durante tutto l’anno. Le temperature dell’aria ambiente oscillano maggiormente. È necessaria una quantità maggiore di energia per soddisfare il fabbisogno di riscaldamento, soprattutto in inverno. D’altra parte, è possibile installare le pompe di calore aria-acqua quasi ovunque e sono più economiche da acquistare e da installare. Questo perché l’estrazione del calore non richiede né trivellazioni né scavi.
Pompa di calore e consumo di energia elettrica Fattori determinanti, calcolo e suggerimenti
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Sintesi degli argomenti
Il funzionamento di una pompa di calore si basa su un processo a ciclo di refrigerazione in cui il calore prelevato dall’ambiente è portato al livello di temperatura richiesto. Per questo scopo si utilizzano compressori scroll o a pistoni. Questi compressori funzionano in modo efficiente e sono appena udibili, ma solitamente consumano elettricità. I paragrafi seguenti spiegano il consumo di energia termica di una pompa di calore, i fattori da cui dipende tale consumo e le modalità di calcolo del consumo di energia elettrica.
I fattori che influenzano il consumo di elettricità di una pompa di calore sono diversi
A seconda della fonte di calore, una pompa di calore necessita di circa il 20-25% di elettricità come energia di azionamento per generare calore dall’aria, dal suolo o dall’acqua. Ciò significa che per la produzione di dieci chilowattora di calore utilizzabile sono necessari circa due chilowattora (kWh) di elettricità. Il consumo annuo di una pompa di calore dipende da diversi fattori. Tra i fattori più importanti ci sono:
- Tipo di pompa di calore
- Indice di prestazione energetica stagionale
- Fabbisogno termico
Per calcolare approssimativamente il consumo di elettricità di una pompa di calore, è necessario avere a disposizione l’indice di prestazione energetica stagionale, che stabilisce una relazione fra l’energia di riscaldamento generata e l’energia elettrica utilizzata. Ad esempio, con un indice di prestazione energetica stagionale pari a quattro, la pompa di calore produce quattro kWh di energia termica da un kWh di elettricità. Quindi, quanto più è alto l’indice, tanto maggiori sono l’efficienza e il risparmio energetico della pompa di calore.
Nota: l’indice di prestazione energetica stagionale è un dato teorico. Il calcolo si basa su valori standard, come la temperatura ambiente, il consumo di acqua calda, le zone climatiche e le abitudini di ventilazione. Nella pratica, questo indice può discostarsi dal valore determinato teoricamente.
Oltre all’indice di prestazione energetica stagionale, per le pompe di calore si specifica spesso il cosiddetto coefficiente di prestazione (COP, Coefficient of Performance). Questo rappresenta anche il rapporto tra l’energia fornita e quella dissipata. Tuttavia, il COP è valido solo per un momento determinato, ad esempio per una temperatura dell’aria di 15 gradi Celsius e una temperatura di mandata di 35 gradi Celsius. Si tratta quindi solo di un’istantanea.
Oltre all’indice di prestazione energetica stagionale e alla fonte di calore, il fabbisogno termico individuale è un fattore decisivo per il consumo di elettricità di una pompa di calore. L’entità del fabbisogno termico dipende dal comportamento individuale degli utilizzatori e dallo stato energetico dell’edificio. I vecchi edifici non risanati, ad esempio, hanno un fabbisogno termico più elevato rispetto ai nuovi edifici ben isolati. Infine, ma cosa non meno importante, si deve stabilire se la pompa di calore è utilizzata solo per il riscaldamento degli ambienti o anche per riscaldare l’acqua. L’impiego fa la differenza. Non è possibile fornire informazioni generali.
Calcolo del consumo di elettricità di una pompa di calore
Per determinare approssimativamente il consumo di elettricità di una pompa di calore, sono necessarie tre variabili: Potenza termica, fattore di prestazione annuale e ore di funzionamento o riscaldamento. Per il calcolo si usa la seguente formula:
Consumo di elettricità della pompa di calore = Potenza termica / JAZ x ore di funzionamento
Esempio di calcolo: Se una pompa di calore salamoia/acqua con 10 kilowatt e un JAZ di 4,0 funziona per 2.000 ore all’anno, richiede 5.000 kilowattora (10 / 4,0 * 2.000 = 5.000 kWh).
Se i proprietari dell’impianto desiderano conoscere i costi annuali dell’elettricità, possono moltiplicare la somma per il prezzo del kilowatt:
Costi dell’elettricità della pompa di calore = Consumo di energia elettrica x Costo per kWh
È possibile influenzare il consumo di energia di una pompa di calore
Una grande parte dell’energia necessaria in casa si utilizza per riscaldare gli ambienti e l’acqua sanitaria. Sostituendo la caldaia obsoleta con una pompa di calore o un sistema ibrido, i proprietari di casa possono ridurre il fabbisogno energetico fino al 30%. Se poi, oltre a modernizzare l’impianto di riscaldamento, si adottano ulteriori misure, come il bilanciamento idraulico o la sostituzione dei termostati, il risultato migliora ulteriormente. Per ridurre al minimo il consumo energetico, tuttavia, i termosifoni devono essere abbinati al sistema di riscaldamento. Per garantire che il consumo della pompa di calore sia efficiente, si deve idealmente combinarla con un sistema di riscaldamento a superficie.
Posso utilizzare una pompa di calore solo con un riscaldamento a pavimento?
Il sistema di riscaldamento a pavimento rientra nella classe dei cosiddetti “sistemi di riscaldamento a superficie” che trasferiscono il calore all’ambiente per irraggiamento. In tal modo, l’energia termica si distribuisce uniformemente su grandi superfici e mostra il suo effetto solo quando colpisce corpi solidi come pareti o persone. Grazie all’ampia superficie, il riscaldamento a pavimento funziona bene anche a temperature di mandata di circa 35 gradi Celsius.
Per fare un confronto, un radiatore richiede temperature fino a 70 gradi Celsius. La nuova generazione di pompe di calore Vitocal 25X-X è stata sviluppata per gli edifici risanati e può essere utilizzata anche in combinazione con i radiatori esistenti.
Come coprire autonomamente il fabbisogno elettrico della pompa di calore
Il consumo di una pompa di calore può essere coperto a basso costo anche con l’elettricità solare proveniente dal proprio tetto. Infatti, gli impianti fotovoltaici generano elettricità dall’energia solare liberamente disponibile. Gli accumulatori assicurano la disponibilità di elettricità anche quando il sole non splende. Il consumo di elettricità autoprodotta garantisce quindi una maggiore indipendenza dal fornitore di energia. Tuttavia, per poter sfruttare questi vantaggi è importante una progettazione corretta. Per maggiori informazioni, consultare il nostro articolo sul fotovoltaico.
