Pompa di calore

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    Per saperne di più sulle nuove pompe di calore di STIEBEL ELTRON.

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    Calore dall’aria, dal terreno o dall'acqua del sottosuolo

    Le pompe di calore sfruttano il calore presente nel terreno, nell'acqua del sottosuolo o nell'aria per utilizzarlo nel riscaldamento e nella produzione di acqua calda. E non solo – in abbinamento con un accumulatore d'acqua calda è possibile inoltre assicurare l'approvvigionamento d'acqua calda. Qui troverete una panoramica delle principali caratteristiche di una pompa di calore.

    Come funziona una pompa di calore

    La pompa di calore è un sistema di riscaldamento termodinamico,  che permette di trasformare l’energia tratta dall’ambiente in calore per l’abitazione. A questo scopo, il calore proveniente dall’acqua, dal terreno, dall’aria esterna o dall’aria di scarico, viene dapprima prelevato attraverso un evaporatore e quindi immesso nel sistema di riscaldamento attraverso il condensatore. Per produrre energia di riscaldamento, vengono impiegate circa cinque parti di energia proveniente dall’ambiente e una parte di energia elettrica. L’energia elettrica è necessaria per „pompare“ l’energia disponibile nell’ambiente ad una bassa temperatura da -20°C a +35 °C (aria), portandola ad un livello di temperatura utile per il riscaldamento (acqua calda).

    Il modo di funzionamento di una pompa di calore è in linea di principio l’inverso di quello di un frigorifero. Questo sottrae il calore al proprio ambiente interno e lo cede nuovamente all’esterno: gli alimenti rimangono freschi anche se in cucina sussistono temperature estive. Nella pompa di calore accade esattamente l’inverso: essa sottrae calore all’ambiente esterno e lo cede sotto forma di energia calorifica al sistema di riscaldamento della casa.

    Come funziona una pompa di calore? Nella nostra accademia di Lupfig spieghiamo la nostra innovativa tecnologia di sistema: oggi tratteremo il funzionamento della pompa di calore – in modo semplice e comprensibile. Clicca ora!

    Principio di funzionamento dettagliato di una pompa di calore

    Il contributo principale per la funzione di una pompa di calore è fornito dal fluido d’esercizio (liquido refrigerante). Il fluido d’esercizio ha la caratteristica di evaporare alle bassissime temperature. Introducendo e facendo circolare aria esterna o acqua attraverso uno scambiatore di calore nel fluido d’esercizio, questo sottrae calore alla fonte di calore stessa. In questo processo, il fluido d'esercizio passa dallo stato liquido allo stato gassoso. La fonte di calore pertanto si raffredda di alcuni gradi.


    Un compressore aspira il fluido d’esercizio in forma gassosa e lo comprime. Per effetto dell’aumento di pressione, aumenta anche la temperatura, il fluido d'esercizio viene quindi „pompato“ ad un livello di temperatura più elevato. Per fare questo, è necessario disporre di energia elettrica. Nei compressori raffreddati con il gas aspirato, il calore del motore non va perso. Il calore del motore viene infatti condotto con il fluido d'esercizio al condensatore collegato a valle. Qui il fluido d'esercizio rilascia il calore immagazzinato al sistema di ricircolo del riscaldamento acqua calda, condensandosi. La pressione del fluido d'esercizio viene abbattuta con una valvola di espansione e il ciclo termodinamico riprende nuovamente.

    Il rendimento di una pompa di calore può essere valutato tramite il cosiddetto Coefficient Of Performance COP ovvero coefficiente di prestazione. E’ il quoziente risultante dal calore Q che viene ceduto al circuito di riscaldamento e dall’energia E impiegata, quindi COP = Q/E. L’energia impiegata per una pompa di calore è spesso energia elettrica.

    L’efficienza ηPC è il coefficiente effettivo in relazione al coefficiente ideale di una pompa di calore. Il rendimento ideale dipende dai livelli di temperatura utilizzati. Ne risulta che COP = COPideale * ηPC. In pratica, si ottengono gradi di efficienza da 0.45 a 0.55.

    Le fonti calore della pompa di calore

    In base alla fonte di calore che desiderate utilizzare – aria esterna, terreno (collettore geotermico o geosonda) o acqua (acqua di falda o di superficie) – potete scegliere tra diverse tipologie di pompe di calore. In alcuni casi, con la pompa di calore è possibile anche utilizzare l’aria di scarico di impianti di ventilazione domestici (pompa di calore ad aria di scarico). Questa soluzione però è idonea soltanto per le abitazioni dotate di un buon isolamento termico.

    Le diverse tipologie di pompe di calore a confronto

    Quali fonti di calore utilizzano le pompe di calore? Pompe di calore: sapete realmente cosa utilizzano per riscaldare? No? Non importa... ve lo spieghiamo noi! Guarda il video per sapere tutto sulle diverse fonti di calore.

    Fonte di calore Aria

    L’aria riscaldata dal sole è disponibile ovunque. Le pompe di calore sono in grado di ricavare sufficiente energia dall'aria esterna per la funzione di riscaldamento anche a -20°C. La fonte di calore aria è più fredda proprio quando è richiesto il massimo calore per il riscaldamento. Una pompa di calore può ricavare calore dall’aria fino a circa -20°C. Un particolare vantaggio è rappresentato dalla facilità di installazione della pompa di calore aria-acqua, in quando non richiede dispendiosi lavori di scavo né di trivellazione.

    Ulteriori informazioni sulle pompe di calore aria | acqua

    Fonte di calore Terra

    Il calore della terra può essere utilizzato in due modi per riscaldare la vostra casa. In entrambi, un liquido (la cosiddetta acqua glicolata) sottrae calore al terreno e lo trasporta alla pompa di calore attraverso le tubazioni. Spesso per questo vengono impiegate geosonde collocate in profondità nel terreno fino a 100 metri. L’energia termica a questa profondità è costante ed è quindi utilizzabile per tutto l’anno. In base alla conformazione del terreno, vengono impiegate più sonde. La seconda possibilità di sfruttare il calore della terra è offerta dai collettori geotermici, cioè sistemi di tubazioni interrati ad una profondità da 1 a 2 metri. La superficie di installazione necessaria dipende fortemente dalla superficie abitativa da riscaldare nonché dalla conformazione del terreno.

    Ulteriori informazioni sulle pompe di calore acqua glicolata | acqua

    Fonte di calore Acqua

    L’acqua del sottosuolo è un ottimo accumulatore del calore solare. Perfino nelle giornate invernali più fredde, mantiene una temperatura costante da +7°C a +12 °C. Grazie appunto al livello di temperatura costante della fonte di calore, il coefficiente di prestazione della pompa di calore resta pressoché invariato tutto l’anno. L'acqua del sottosuolo non è disponibile ovunque in quantità sufficiente e in una qualità adeguata. Dove l’uso dell'acqua del sottosuolo è possibile, vale certamente la pena impiegarla. L’uso dell'acqua del sottosuolo deve essere autorizzato dalle autorità locali.

    Ulteriori informazioni sulle pompe di calore acqua | acqua

    Bilancio ambientale della pompa di calore

    Una pompa di calore efficiente utilizza il calore dell’ambiente rispettandolo. Vi sono tre cose da tenere in considerazione, per verificare quanto una pompa di calore sia rispettosa dell’ambiente. Un primo metro di valutazione è il coefficiente di rendimento annuo, quindi il rapporto tra la quantità di calore prodotto annualmente e la quantità di energia impiegata annualmente. Inoltre occorre considerare la provenienza dell’energia elettrica richiesta e quindi la quantità di eventuali emissioni di CO2 da ciò generate. Infine, il refrigerante impiegato può influire negativamente sull’ambiente in caso di dispersione nell’atmosfera. Le moderne pompe di calore però utilizzano refrigeranti ecologici e rispettosi dell’ambiente anche nel caso in cui si disperdano nell’aria.

    Voi chiedete, noi rispondiamo: le pompe di calore funzionano a corrente elettrica – sono poi davvero ecologiche? Guardate il video per togliervi ogni dubbio.

    Consumo elettrico

    Grazie alla pompa di calore, l’80% dell’energia necessaria per il riscaldamento può essere ricavata semplicemente dall’aria o dal sottosuolo - quindi da vettori energetici ecologici e rinnovabili al 100%. Il restante 20% dell’energia di riscaldamento è costituito dalla corrente elettrica; una pompa di calore necessita dell'energia elettrica per funzionare. L’ideale sarebbe produrre l’energia elettrica necessaria direttamente con l’impianto fotovoltaico della propria abitazione! Per fare un confronto: in un sistema di riscaldamento a gasolio o a gas metano, il 100% dell’energia necessaria è prodotta da combustibili fossili non rinnovabili.

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    Campo di impiego della pompa di calore

    Le pompe di calore si adattano ad ogni tipologia di edificio, dallo chalet per le vacanze fino al grande edificio commerciale. Che si tratti di nuova costruzione o di risanamento, il principio di sostenibilità della pompa di calore crea i presupposti ideali per un approvvigionamento termico orientato al futuro.

    Nuova costruzione

    Dalla casa Minergie alla casa passiva, fino alla casa a basso consumo energetico: chi oggi costruisce una nuova casa ha la possibilità di giocare in serie A dal punto di vista energetico. Una pompa di calore ad elevata efficienza è naturalmente parte integrante di questo modello. In tale contesto, i sistemi completi con ventilazione integrata offrono il massimo comfort, ma anche un impianto di ventilazione e una pompa di calore separati possono rappresentare una soluzione adeguata

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    Risanamento

    Gli immobili già esistenti offrono spesso elevati potenziali di risparmio. Adottando adeguate misure di coibentazione esterna dell’edificio, è possibile ottenere già ottimi risultati. Sostituendo inoltre un sistema di riscaldamento convenzionale con una pompa di calore, è possibile sganciarsi dal ciclico aumento dei prezzi al quale sono soggette le risorse energetiche classiche generatrici di CO2, come il petrolio e il gas metano.

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    Raffrescare con le pompe di calore

    E’ proprio in piena estate che spesso si pensa all'acquisto di un nuovo climatizzatore. Grazie alla funzione di raffrescamento delle pompe di calore STIEBEL ELTRON, questo non sarà però più necessario. Ma come funziona il raffrescamento degli ambienti con una pompa di calore?

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    Emissioni acustiche

    Le pompe di calore generano rumore durante il funzionamento. Di ciò sono responsabili i compressori o, nel caso di pompe di calore aria-acqua, i ventilatori. STIEBEL ELTRON produce pompe di calore particolarmente silenziose ed offre la soluzione giusta per ogni situazione costruttiva. Così voi e i vostri vicini potrete dormire tranquilli.

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    Modalità di installazione e d’esercizio della pompa di calore

    La scelta della variante e dell’installazione idonea è determinante per l’efficienza della pompa di calore.   Una pianificazione accurata abbinata ad una consulenza personalizzata è pertanto di fondamentale importanza.

    Installazione esterna

    L’installazione all’esterno è possibile solo per le pompe di calore aria | acqua. In questo caso, la pompa di calore viene collocata all’esterno entro un alloggiamento resistente alle agenti atmosferici. Questa soluzione è di minimo ingombro, in quanto nel locale cantina viene occupato solo pochissimo spazio. Spesso, le pompe di calore da installare all’esterno trovano impiego nei risanamenti. Il collegamento all’impianto di riscaldamento della casa viene eseguito con tubi termoisolati con posa a pavimento.

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    Installazione interna

    Le pompa di calore acqua glicolata | acqua e le pompe di calore acqua | acqua sono installabili esclusivamente all’interno della casa, dove necessitano di un luogo al riparo dal gelo. STIEBEL ELTRON offre però anche pompe di calore aria | acqua per l’installazione interna. Grazie alle dimensioni compatte e ad un efficace isolamento acustico, queste pompe di calore possono essere collocate senza problemi anche nel ripostiglio e trovano posto pressoché in ogni locale cantina. Soprattutto nelle nuove costruzioni, l’installazione della pompe di calore viene predisposta fin dall’inizio nello scantinato.

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    La pompa di calore lavora in modo diverso a seconda della temperatura di mandata e della temperatura esterna. Per quanto riguarda l’esercizio di una pompa di calore, valgono i seguenti principi di valutazione.

    Monovalente
    In questo caso la pompa di calore è l’unico generatore di calore per riscaldamento nell'edificio. Questa modalità operativa è idonea per tutti i sistemi di riscaldamento a bassa temperatura fino a temperature di mandata di max. 60°C.

    Monoenergetico
    In questa modalità operativa, la pompa di calore elettrica viene supportata da un riscaldamento elettrico supplementare. Questo è necessario soprattutto per le pompe di calore aria | acqua, allo scopo di rendere disponibile sufficiente potere calorifico in caso di basse temperature esterne.

    Bivalente-alternativo
    La pompa di calore fornisce l’intero calore per riscaldamento fino ad una determinata temperatura esterna (es. 0°C). Se la temperatura scende al di sotto di quel determinato valore, la pompa di calore si disattiva ed entra in funzione il secondo sistema di generazione del calore.

    Bivalente-parallelo
    Fino ad una determinata temperatura esterna, la pompa di calore provvede da sola a produrre il calore necessario. A temperature inferiori, entra in funzione il secondo sistema di generazione del calore. Se la temperatura esterna scende al di sotto della seconda soglia, la pompa di calore si disattiva e l’intera produzione di calore viene assicurata dal secondo generatore di calore. Al contrario della modalità bivalente-alternativo, il contributo fornito della pompa di calore alla resa annuale è sensibilmente maggiore.

    Costi di una pompa di calore

    I costi per una pompa di calore variano in modo individuale e da oggetto a oggetto.  Di principio si può affermare che una pompa di calore richiede spese di investimento leggermente superiori rispetto ad un sistema di riscaldamento convenzionale basato su combustibili fossili. D’altro canto però, i costi di esercizio di una pompa di calore sono nettamente inferiori, rendendo quindi l’investimento conveniente negli anni.  Anche per le tipologie di pompe di calore vi sono differenze tecniche di costo. Ad esempio, una pompa di calore aria | acqua è più appetibile dal punto di vista delle spese di investimento; una pompa di calore acqua glicolata | acqua (geotermia) per contro assicura elevati valori di efficienza.

    Nella nostra sezione Navigazione rapida - Pompe di calore potrete eseguire un calcolo orientativo su misura per la vostra casa. Veniteci a trovare nel nostro Energy Campus di Lupfig AG oppure il nostro servizio consulenza esterno verrà a farvi visita direttamente in loco.

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