Consigli pompe di calore

• La mia casa è isolata termicamente in modo ottimale? Nelle nuove costruzioni da 20 a 30 cm di strato isolante, negli edifici esistenti tutte le superfici sono isolate a posteriori dove possibile, finestre con indici U inferiori a 1.0 W/m². Per principio si deve investire innanzitutto nell’isolamento termico e solo quando il fabbisogno termico è ottimizzato si investirà vantaggiosamente in un riscaldamento adatto o in collettori solari ecc.
• Qual’è il sistema di riscaldamento più rispettoso dell’ambiente ed economico per la mia casa? Valutazione accurata delle varianti: pellets, sole (impianto combinato), teleriscaldamento, pompa di calore, gas, olio.
• Nel caso si decidesse per una pompa di calore:
  • Ho o mi munirò di un sistema di emissione di calore con bassa temperatura di mandata (riscaldamento a pavimento, in edifici esistenti eventualmente radiatori a bassa temperatura)? Se la risposta a questa domanda è negativa: è possibile optare per una «pompa di calore da risanamento» un po’ più costosa e meno efficiente, che può fornire temperature di riscaldamento fino a più di 60°C? Oppure un impianto «bivalente», ossia un impianto combinato con una caldaia supplementare per i giorni freddi? Questo è però in genere sensato solo per edifici esistenti di grandi dimensioni e richiede approfondimenti particolari inerenti la potenza termica della pompa di calore adatta.
  • Qual è la fonte di calore sfruttabile (acqua, terra, aria)? Di solito sono necessarie indagini preliminari (ad esempio permessi; cfr. Indicazioni tecniche).
  • Qual è la potenza termica che il mio impianto deve avere? Questa deve essere calcolata dall’architetto. Nel caso di vecchi edifici esistenti può essere valutata in base al consumo di combustibile usuale. La giusta potenza termica è decisiva per la scelta di una buona pompa di calore: se la potenza termica è troppo bassa si soffrirà il freddo o ci si dovrà munire di un costoso riscaldamento supplementare, se è troppo alta la pompa di calore risulterà troppo cara e avrà un’efficienza insufficiente.

• Incaricare un professionista specializzato di raccogliere diverse offerte sulla base dello stesso capitolato affinché siano confrontabili fra loro. Far valutare le offerte da un esperto, in particolare anche il dimensionamento della potenza termica. Una pompa di calore sovradimensionata causa costi d’acquisizione più alti e un maggior consumo.
• Comporre i requisiti più importanti per richiedere le offerte:
  • La fonte di calore possibile, rispettivamente voluta (ev. sonde geotermiche per l’acqua di falda invece che per la terra, ciò migliora le cifre di rendimento!).
  • Sistema di emissione di calore (riscaldamento a pavimento, in edifici esistenti ev. radiatori, temperatura di progettazione).
  • Fabbisogno potenza termica (nuova costruzione: calcolo dell’architetto, edificio esistente: stima sulla base del consumo di combustibile, regole di base cfr. sopra, indagini preliminari). 
  • Integrare assolutamente l’approvvigionamento di acqua calda nell’impianto di pompa di calore! Sarebbe assurdo installare un boiler elettrico accanto alla pompa di calore.
  • Richiedere una pompa di calore efficiente secondo www.topten.ch.
  • Per le sonde geotermiche rivolgersi a un’impresa con marchio di qualità. 
  • Richiedere con l’offerta una garanzia di rendimento SvizzeraEnergia/Minergie (cfr. Maggiori informazioni, norme e certificazioni).
  • Richiedere semplici strumenti di misurazione per la verifica dei risultati: contatore elettrico separato (ca. fr. 500), ev. anche contatori di calore (ca. fr. 1'000).
• Progettazione: il dimensionamento corretto di una pompa di calore è più difficile di quello di un riscaldamento a olio o a gas perché la pompa di calore reagisce in modo molto più sensibile agli errori di progettazione. In generale bisogna tenere in considerazione che in caso di risanamento una pompa di calore necessita spesso di temperature di mandata superiori. È quindi importante valutare anche se può essere garantita una temperatura di mandata sufficientemente calda durante l’inverno. Ci sono pompe di calore che a basse temperature esterne non sono in grado di raggiungere una temperatura di mandata di 55° C. Questi apparecchi non sono consigliati neanche per il riscaldamento dell’acqua calda.
• Stabilire, con l’offerente e lo specialista, un coefficiente di lavoro annuo garantito contrattualmente. La verifica di tale dato è possibile grazie agli strumenti di misurazione integrati.
• Costruzione dell’impianto, regolazione iniziale, impostazioni (anche acqua calda) e in particolare la consegna devono essere sorvegliati da uno specialista. Stilare un protocollo di consegna scritto con elenco dei difetti e farlo firmare.

• Cos’è una pompa di calore? Le pompe di calore sono macchine che «pompano» «calore freddo» da basse temperature (da fonti di calore come l’aria o la terra) a una temperatura più alta, adatta per riscaldare l’ambiente e l’acqua calda. A tale scopo, il compressore della pompa di calore necessita di energia elettrica la quale però, grazie al «principio delle pompe di calore» corrisponde ad appena un quarto fino a un terzo dell’energia riscaldante fornita. Questo rapporto tra la potenza termica e l’assorbimento elettrico si chiama coefficiente di prestazione (Coefficient of Performance COP). Il coefficiente di prestazione è la caratteristica qualitativa energetica principale di una pompa di calore. Per i costi elettrici annuali però la qualità di progettazione ed esecuzione dell’intero impianto sono altrettanto importanti, perché solo il rendimento medio dell’intero impianto sull’arco di un anno (coefficiente di lavoro annuo CLA) definisce il consumo energetico e quindi i costi elettrici.
• Premesse: le pompe di calore lavorano meglio quanto più è piccola la differenza di temperatura da superare tra la fonte di calore e la temperatura di riscaldamento. Con le pompe di calore attuali, temperature di riscaldamento superiori a 60 °C non sono in genere sensate.
• Requisiti del sistema di riscaldamento: una condizione importante per un buon coefficiente di lavoro e quindi per una pompa di calore efficiente è il sistema di emissione del calore. Un riscaldamento a pavimento normalmente è molto adatto, mentre i radiatori richiedono spesso alte temperature di mandata. Nel caso di un risanamento del solo sistema di riscaldamento devono perciò spesso essere ingrandite le superfici riscaldanti, nel caso di risanamenti totali di edifici invece di solito è sufficiente il sistema riscaldante esistente. Ciò è dovuto al fatto che il livello della temperatura di riscaldamento può essere ridotto a valori accettabili per la pompa di calore con misure di isolamento termico sull’involucro dell’edificio.
• Fonti di calore: l’aria ambiente come fonte di calore è disponibile dappertutto ed economica, però permette coefficienti di lavoro annui (CLA) tendenzialmente modesti. Più efficienti, e perciò migliori, ma anche più care, sono le sonde geotermiche inserite nel terreno per 30 fino a 200 m di profondità. Per queste sonde è necessaria un’indagine geologica preliminare (da richiedere presso l’ufficio tecnico comunale). In varie zone è possibile sfruttare come fonte di calore l’acqua di falda, quella di fiume o di lago. Le sonde geotermiche nonché lo sfruttamento di acqua come fonte di calore necessitano di autorizzazione. 
• Differenza tra COP e CLA: sia COP (Coefficient of Performance = coefficiente di prestazione) che CLA (coefficiente di lavoro annuo) sono misure che definiscono l’efficienza di una pompa di calore.
  • Il COP di una pompa di calore definisce la relazione tra il calore utile fornito dalla pompa di calore e l’energia elettrica utilizzata in un determinato punto di funzionamento, ad esempio COP = 5 a B0/W35, ossia: a una temperatura del suolo di 0 °C e una temperatura utile 35 °C (riscaldamento o acqua calda) vi è a disposizione come calore utile il quintuplo della potenza elettrica assorbita. Il ricavo nasce dal calore ambiente estratto. Per ottenere un coefficiente di prestazione possibilmente alto e, con ciò, una buona efficienza energetica, la differenza di temperatura tra la temperatura del dissipatore di calore e il calore utile dovrebbe essere possibilmente piccola. Le cifre di prestazione delle pompe di calore sono rilevate in centri di prova (ad esempio nel Centro di prova delle pompe di calore WPZ di Buchs SG) a diversi punti di funzionamento prescritti e definiscono perciò l’efficienza della pompa di calore nel determinato punto di funzionamento. In tal modo è possibile confrontare tra loro singole pompe di calore per quel che concerne la loro efficienza. Sul fabbisogno energetico ipotizzabile però le cifre di prestazione dicono ben poco. Infatti all’uso pratico sull’arco dell’anno le pompe di calore lavorano solo raramente nel punto di funzionamento indicato e attraversano invece i punti di funzionamento più diversi.
  • Il coefficiente di lavoro indica il rapporto tra l’energia riscaldante prodotta e l’energia elettrica assorbita. Sull’arco di un intero anno, il coefficiente di lavoro è definito coefficiente di lavoro annuo (CLA). Siccome le temperature di mandata e quella della fonte esercitano un’influenza decisiva sull’efficienza del sistema, un alto CLA richiede un dimensionamento ottimizzato dell’intero impianto. Il CLA è però anche fortemente influenzato dall’uso dell’abitante e dalle condizioni climatiche. Ne consegue che non è sempre semplice fare una previsione esatta del coefficiente di lavoro annuo.
• Le pompe di calore con regolazione del numero di giri (definite anche pompe di calore «modulanti» o «inverter ») raggiungono un migliore adeguamento della potenza termica al fabbisogno effettivo, necessitano di meno cicli di accensione-spegnimento e garantiscono un migliore sfruttamento degli scambiatori di calore. Ne risulta un CLA più alto a COP uguale (misurato alla piena potenza). Un prezzo maggiorato per la regolazione del numero di giri è dunque in genere conveniente.
• Rumori: «livelli di potenza sonora interno» da 50 a 60 dB(A) in genere non presentano un problema perché i locali d’installazione si trovano nel piano interrato. Contro la trasmissione fonica sulla struttura dell’edificio (rumori trasmessi per via solida) si applicano misure di disaccoppiamento degli apparecchi, rispettivamente dell’installazione. «livelli di potenza sonora esterno » di pompe di calore ad aria possono causare, in zone residenziali, problemi (di vicinato) già a 50 dB(A); l’installazione degli apparecchi nonché le eventuali misure di isolamento devono pertanto essere progettate con cura.
• Liquido refrigerante: riguardo alla riduzione dello strato di ozono, tutti i liquidi refrigeranti delle pompe di calore elencate su topten sono non pericolosi. Per contro, i liquidi refrigeranti sintetici (R134A, R407C, R404A, R410A) in caso di perdita hanno un influsso negativo sul clima. Hanno infatti un potenziale effetto-serra che è da 2'000 a 5'000 volte più grande di quello del CO₂. Sostanze refrigeranti naturali come il propano (R290) e il CO₂ (R744) sono, da questo punto di vista, nettamente migliori, sono però solo limitatamente ottenibili sul mercato.
• Marchi di qualità: nel settore delle pompe di calore, in Svizzera ci sono due marchi di qualità e il certificato partner specializzati. Queste tre certificazioni sono attribuite dal Gruppo promozionale svizzero per le pompe di calore (GSP). I programmi di sovvenzione e incentivazione della Confederazione, dei cantoni e delle aziende di approvvigionamento elettrico in genere sono vincolati ai marchi di qualità.
  • Marchio di qualità pompe di calore: una pompa di calore, rispettivamente una serie di pompe di calore, è contraddistinta su richiesta del produttore col marchio di qualità per pompe di calore se adempie ai requisiti tecnici minimi (ad esempio COP minimo rilevato da un centro di prova accreditato, misurazione della potenza sonora sul banco di prova, requisiti minimi riguardo alla documentazione di progetto, istruzioni complete d’installazione e d’uso) e se il produttore garantisce in Svizzera un’ampia rete di servizio alla clientela. La procedura poggia su base internazionale (European Heat Pump Association, EHPA).
  • Marchio di qualità per imprese di perforazione per sonde geotermiche: il certificato di qualità per imprese di perforazione per sonde geotermiche garantisce un lavoro secondo lo stato dell’arte. Le imprese certificate con marchio di qualità si sono impegnate a rispettare una serie di regole inerenti la scelta e l’utilizzo di materiali e apparecchi nonché l’esecuzione dei lavori e a far seguire regolarmente ai loro collaboratori dei corsi specializzati di formazione continua. La protezione delle acque e dell’ambiente godono in questo ambito di un’attenzione prioritaria. Le regole specifiche sono stabilite nel Regolamento del marchio di qualità. Il rispetto delle regole è verificato con prove campione dalla commissione del marchio di qualità.
  • Certificato partner specializzati: questo certificato è attribuito a specialisti in pompe di calore (progettisti e installatori di sistemi di riscaldamento) che hanno assolto con successo la formazione continua a due livelli del Gruppo promozionale svizzero per le pompe di calore (GSP) e l’esame finale di perfezionamento. I partner specializzati certificati sono in grado di riconoscere le possibilità di impiego per impianti a pompa di calore per piccoli oggetti – nuova costruzione e risanamento – di rilevare i dati necessari sul posto nonché di progettare correttamente l’impianto, installarlo e metterlo in funzione. 
• Decisione di sistema: prima dell’acquisizione di una pompa di calore bisognerebbe valutare quale sistema di riscaldamento è più rispettoso dell’ambiente ed economico per la situazione data (ad esempio pellets, impianti solari combinati, teleriscaldamento, pompa di calore, gas, olio). I costi d’esercizio dipendono, per tutti i sistemi, dai prezzi dell’energia. Topten consiglia di approvviggionare la pompa di calore con elettricità «Naturmade star» riducendo in tal modo nettamente l’inquinamento ambientale. 
• Confronto dei costi tra una pompa di calore efficiente e una pompa di calore inefficiente.
  Presupposti:
  • Edificio: casa monofamiliare (Cmon), superficie di riferimento energetico 200 m², fabbisogno termico inclusa acqua calda 10'000 kWh (corrisponde a una nuova costruzione Minergie o a un edificio esistente molto ben risanato); casa plurifamiliare (Cplur), tipica casa di 3 appartamenti, fabbisogno termico inclusa acqua calda 25'000 kWh (corrisponde a una nuova costruzione Minergie o a un edificio esistente molto ben risanato).
  • Durata di vita dell’apparecchio: 15 anni
  • Prezzo corrente elettrica: 20 cts./kWh
  • Pompa di calore efficiente Topten: pompa di calore terra-acqua con coefficiente di lavoro annuo pari a 4 (con una buona installazione può anche essere pari a 5). Significa che per la produzione di 10’000 kWh di calore per la casa monofamiliare si consumano 2’500 kWh di corrente elettrica. I costi elettrici ammontano annualmente a fr. 500.-, rispettivamente a fr. 7'500 sull’arco di 15 anni. Per la casa plurifamiliare i costi elettrici in 15 anni ammontano a fr. 18’750.
  • Pompa di calore inefficiente: pompa di calore aria-acqua con coefficiente di lavoro annuo di 2,3. Significa che per la produzione di 10’000 kWh di calore per la casa monofamiliare si consumano ben 4’350 kWh di corrente elettrica. I costi elettrici ammontano annualmente a fr. 870 rispettivamente a fr. 13'000 sull’arco di 15 anni. Per la casa plurifamiliare i costi elettrici in 15 anni ammontano a ben fr. 32’600.
  • Da notare: le vecchie costruzioni presentano spesso un fabbisogno termico da doppio a triplo rispetto alle nuove costruzioni!

	Cmon		Cplur
	Pompa di calore efficiente, terra-acqua	Pompa di calore inefficiente, aria-acqua	Pompa di calore efficiente, terra-acqua	Pompa di calore inefficiente, aria-acqua
Coefficiente di lavoro annuo	4	2.3	4	2.5
Fabbisogno termico (kWh/anno)	10'000	10'000	25'000	25'000
Consumo elettrico (kWh/anno)	2'500	4'350	6'250	10'870
Costi elettrici (fr./anno, 0.20/kWh)	500	870	1'250	2'175
Costi elettrici in 15 anni (fr.)	7'500	13'000	18'700	32'600
Risparmio costi elettrici in 15 anni rispetto a una pompa di calore inefficiente (fr.)	5'500	-	13'800	-

Pubblicazioni

• Faktor: Wärmepumpen, Nr. 24
• WPZ-Bulletin: Il bollettino WPZ-Bulletin contiene pubblicazioni professionali interessanti sull’argomento delle pompe di calore ed è pubblicato ca. 2x all’anno. Inoltre, sul bollettino WPZ è pubblicato un estratto dell’elenco dei risultati di prova pubblicati. Il bollettino WPZ può essere scaricato dal sito www.wpz.ch o richiesto a wpz@ntb.ch (D).
• Le pompe di calore in 10 domande. Risposte per profani e interessati alle pompe di calore e ai loro utilizzi. F. Rognon, 2007. Ufficio federale dell’energia (UFE), sezione energie rinnovabili, Gruppo promozionale svizzero per le pompe di calore GSP
• Altre pubblicazioni specialistiche, opuscoli informativi, garanzie di rendimento, calcoli sull’economicità, tecnica, fogli d’informazioni, liste di controllo e formulari d’offerta si trovano sulla homepage GSP.

Rapporti sui progetti

• Schlussbericht: Monitoring von Klein-Wärmepumpen mittels Normprüfungen 2009. Michael Eschmann, Interstaatliche Hochschule für Technik NTB, 2010. Vi si trovano, tra altri dati, analisi dei COP con diversi liquidi refrigeranti.

Norme e certificati

• EN 14511:2004 parti da 1 a 4: condizionatori d’aria, refrigeranti liquidi e pompe di calore con compressori elettrici; termini, condizioni e procedure di prova, requisiti.
• EHPA-Quality-Label
• EHPA-DACH-regolamento di prova: prova di pompe di calore aria-acqua; termini, condizioni e procedure di prova basate su EN 14511-1 a 4; requisiti allargati per l’ottenimento del certificato di qualità internazionale per pompe di calore. Versione 1.2, edizione 20.08.2008.
• Marchio di qualità per pompe di calore per il riscaldamento
• Marchio di qualità per imprese di perforazione per sonde geotermiche
• Regolamenti legali per liquidi refrigeranti
• Garanzia di prestazione installazioni domestiche, ed. UFE e Minergie 

Organizazzioni 

• UFE Ufficio federale dell’energia / SvizzeraEnergia, Berna
• EHPA, Bruxelles
• GSP Gruppo promozionale svizzero per le pompe di calore, Berna/Yverdon-les-Bains/Canobbio
• MINERGIE, Berna 
• S.A.F.E. Agenzia svizzera per l’efficienza energetica, Zurigo
• WPZ Centro di prova pompe di calore, Buchs

Links

• www.energiefranken.ch: come ottenere sovvenzioni facilmente (D).
• www.faktor.ch: rivista che tratta temi scelti quali apparecchi, luce, edifici, abitare, Minergie-P, pompe di calore (D). 
• www.naturemade.org: naturemade è un marchio di qualità per energia prodotta nel rispetto dell’ambiente (naturemade star) ed energia proveniente da fonti rinnovabili (naturemade basic).
  • www.topten.info: ausilio di ricerca internazionale online per i migliori prodotti.

Vi preghiamo di annunciarci altri apparecchi che adempiono ai criteri topten presso: redaktion(at)topten.ch

09/2010 Nipkow/Bush/Josephy/Berger-Wey