Pompa di calore

A quale temperatura esterna funziona la pompa di calore?

Redazione / 10 Maggio 2024

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Efficienza della pompa di calore a diverse temperature

Le pompe di calore rappresentano una soluzione sempre più apprezzata per il riscaldamento e il raffreddamento degli ambienti residenziali e commerciali, grazie alla loro capacità di trasferire calore da una sorgente a bassa temperatura a un ambiente che necessita di essere riscaldato. Tuttavia, l’efficienza di una pompa di calore varia significativamente in base alla temperatura esterna, un fattore cruciale da considerare nella scelta e nell’utilizzo di questi sistemi. A temperature moderate, le pompe di calore possono raggiungere coefficienti di prestazione (COP) molto elevati, spesso superiori a 3 o 4, il che significa che per ogni unità di energia elettrica consumata, sono in grado di produrre tre o quattro volte quella quantità di energia termica.

Con l’abbassarsi della temperatura esterna, tuttavia, l’efficienza delle pompe di calore inizia a diminuire. Questo declino nell’efficienza è dovuto principalmente alla ridotta capacità della pompa di calore di estrarre calore dall’aria esterna che diventa sempre più fredda. Nonostante ciò, grazie agli avanzamenti tecnologici, molte pompe di calore moderne sono in grado di mantenere un’operatività efficiente anche a temperature esterne piuttosto basse, fino a -15°C o -20°C per alcuni modelli ad alta efficienza. Questi sistemi utilizzano tecnologie avanzate come inverter e compressori a velocità variabile per ottimizzare le loro prestazioni a diverse temperature esterne.

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Importante è anche il ruolo dell’isolamento dell’edificio nell’efficienza complessiva della pompa di calore. Un edificio ben isolato ridurrà la perdita di calore verso l’esterno, permettendo alla pompa di calore di operare in modo più efficiente anche durante i periodi più freddi. Inoltre, l’integrazione con sistemi di accumulo termico può aiutare a bilanciare la domanda di calore, migliorando ulteriormente l’efficienza complessiva del sistema di riscaldamento. La progettazione attenta del sistema e la scelta di una pompa di calore adeguata alle specifiche condizioni climatiche locali sono pertanto essenziali per massimizzare l’efficienza energetica e il comfort termico.

Limiti operativi delle pompe di calore esterne

Le pompe di calore esterne sono progettate per operare efficacemente in un ampio range di temperature ambientali, ma presentano limiti operativi che devono essere considerati durante la progettazione e l’installazione. I limiti operativi specifici possono variare significativamente a seconda del tipo di pompa di calore (aria-aria, aria-acqua, terra-acqua, ecc.) e della tecnologia impiegata. In generale, la maggior parte delle pompe di calore aria-aria e aria-acqua mantiene un’efficienza accettabile fino a temperature esterne di circa -20°C. Al di sotto di questa soglia, l’efficienza del sistema inizia a calare drasticamente, rendendo necessario l’uso di fonti di calore supplementari per mantenere il comfort termico all’interno degli edifici.

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Per superare questi limiti, alcuni produttori hanno sviluppato pompe di calore con tecnologie avanzate che consentono un funzionamento efficiente anche a temperature estremamente basse. Questi sistemi, spesso dotati di compressori a inverter e scambiatori di calore ottimizzati, possono continuare a estrarre calore dall’aria esterna a temperature fino a -25°C o -30°C, mantenendo al contempo un COP accettabile. Tuttavia, è importante notare che, nonostante queste innovazioni, l’efficienza energetica complessiva del sistema tende comunque a diminuire con il calare della temperatura esterna.

Un aspetto fondamentale nella gestione dei limiti operativi delle pompe di calore esterne è la progettazione di sistemi ibridi, che combinano la pompa di calore con altre fonti di riscaldamento, come caldaie a gas, biomassa o resistenze elettriche. Questi sistemi ibridi possono offrire una soluzione efficace per mantenere l’efficienza energetica e il comfort termico anche nelle condizioni climatiche più sfavorevoli, garantendo che la pompa di calore operi nella sua gamma di efficienza ottimale e che le fonti di calore supplementari intervengano solo quando strettamente necessario. La progettazione di un sistema di riscaldamento efficiente e resiliente richiede quindi un’attenta valutazione delle condizioni climatiche locali, delle caratteristiche dell’edificio e delle esigenze specifiche degli utenti, al fine di selezionare la soluzione tecnologica più adatta e sostenibile.

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