Fattori che influenzano il consumo di energia di una pompa di calore
Per produrre calore, le pompe di calore ecologiche sfruttano l’energia disponibile nell’ambiente. Le fonti primarie possono essere aria, acqua e terra. La fonte di calore per il funzionamento di una pompa di calore è gratuita, il che ha un grande impatto sui costi energetici.
Tuttavia, la tecnologia della pompa di calore richiede energia aggiuntiva sotto forma di elettricità. Ad esempio, una pompa di calore aria/acqua utilizza circa il 75% di calore ambientale e il 25% di elettricità per il suo funzionamento.
L’elettricità viene utilizzata per mantenere attivo il ciclo del refrigerante che produce il calore. Questo ciclo del refrigerante è lo stesso indipendentemente dal tipo di pompa di calore. Lo scambiatore di calore preleva il calore dalla fonte (aria/acqua/terra) e lo trasferisce al refrigerante, che poi evapora. Quando il vapore raggiunge il compressore, viene compresso, facendo aumentare ulteriormente la temperatura. Un secondo scambiatore di calore trasferisce il calore al sistema di riscaldamento (radiatori/riscaldamento a pavimento/acqua calda). Il refrigerante liquido si raffredda e il ciclo ricomincia.
Per questa tecnologia della pompa di calore è necessaria elettricità. Tuttavia, il consumo di energia dipende da vari fattori.
Stato dell’edificio
Il fattore più evidente che influenza il consumo energetico delle pompe di calore è lo stato energetico dell’edificio. Questo riguarda principalmente l’isolamento termico. Se una casa non è sufficientemente isolata, molta della calore prodotta si perde, costringendo il sistema di riscaldamento a lavorare di più e facendo aumentare il consumo di elettricità della pompa di calore. Il riscaldamento efficiente non è quindi possibile. Il fabbisogno di calore è generalmente più alto nelle case più vecchie rispetto alle nuove costruzioni.
In linea di massima, maggiore è la superficie da riscaldare e maggiore è il numero di abitanti, maggiore sarà il consumo energetico. Il numero di abitanti ha meno impatto sui costi energetici per il riscaldamento, ma influisce maggiormente sui costi per la produzione di acqua calda. Un condominio avrà un fabbisogno di calore maggiore rispetto a una casa unifamiliare, con conseguente aumento dei costi energetici. Tuttavia, nei condomini, la perdita di calore attraverso le pareti esterne è generalmente inferiore.
Pianificazione corretta
Prima dell’installazione di un nuovo sistema di riscaldamento, una corretta pianificazione è fondamentale. Pompe di calore dimensionate in modo errato (troppo piccole o troppo grandi) avranno un impatto significativo sui costi energetici. Se la capacità della pompa di calore è troppo bassa, non sarà in grado di coprire adeguatamente il fabbisogno di calore. Se è sovradimensionata, produrrà più calore di quanto necessario, con un conseguente aumento del consumo energetico.
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Consumo energetico in base al tipo di pompa di calore
I vari tipi di pompe di calore utilizzano fonti primarie diverse. A seconda della fonte primitiva, l’energia termica dell’ambiente può essere immagazzinata e trasferita più facilmente. Questo è generalmente vero per la terra e l’acqua.
La pompa di calore aria/acqua preleva il calore dall’aria circostante. Poiché la temperatura dell’aria – influenzata dalle stagioni – è soggetta a fluttuazioni, se il calore proveniente dall’aria non è sufficiente, ciò avrà un impatto diretto sul consumo energetico della pompa di calore.
Fattore di prestazione annuale (JAZ)
Esistono due metodi per calcolare il consumo di energia delle pompe di calore. Il fattore di prestazione annuale (JAZ) stabilisce un rapporto tra energia utilizzata (elettricità) e calore prodotto. Questo rapporto è calcolato su base annua (kWh per anno). Tuttavia, il consumo energetico esatto può essere determinato solo dopo che il sistema di riscaldamento è stato attivato. Un esempio:
Se il fattore di prestazione annuale è quattro (JAZ 4), la pompa di calore produce quattro kWh di calore per ogni kWh di elettricità consumata.
Il valore JAZ di quattro è però solo teorico. In generale, più alto è il valore JAZ, più efficiente è la pompa di calore, con conseguente minor consumo di elettricità.
Coefficiente di prestazione (COP)
In alternativa al fattore di prestazione annuale, il Coefficiente di Prestazione (COP) può essere utilizzato come riferimento per determinare l’efficienza di una pompa di calore. Anche questo valore stabilisce il rapporto tra energia utilizzata e energia termica prodotta. Tuttavia, mentre il JAZ si riferisce al calcolo annuale (kWh per anno), il COP rappresenta una misura istantanea.
Anche in questo caso, più alto è il valore del COP, più efficiente è la pompa di calore, con conseguente minor consumo di elettricità.
Consumo energetico dei vari tipi di pompe di calore
Il consumo energetico delle pompe di calore varia a seconda del tipo. I principali tipi sono i seguenti:
Pompa di calore aria/acqua
Fonte: Vaillant
Questa pompa preleva calore dall’aria circostante. Sebbene possa lavorare in modo efficiente anche con fluttuazioni di temperatura, queste fluttuazioni influenzano il consumo energetico della pompa. Quando la temperatura scende, i costi elettrici aumentano.
Il vantaggio della pompa di calore aria/acqua è che è facile e relativamente economica da installare.
Pompa di calore acqua/acqua
Rispetto agli altri tipi, la pompa di calore acqua/acqua ha i costi elettrici più bassi. Ciò è dovuto al fatto che attinge l’acqua da un pozzo profondo, che ha una temperatura costante di 10–12°C durante tutto l’anno. Queste temperature stabili riducono il consumo energetico.
Lo svantaggio di questo tipo di pompa è che deve essere verificato se l’acqua sotterranea può essere utilizzata, e se sì, è necessario scavare un pozzo profondo, aumentando i costi di investimento.
Pompa di calore geotermica
Fonte: Vaillant
Questa pompa sfrutta il calore del sottosuolo. Poiché la temperatura del suolo è relativamente stabile, anche il consumo di energia per questa pompa è inferiore.
Lo svantaggio è che è necessaria una perforazione profonda per ottenere il calore dal sottosuolo. I costi di installazione sono i più elevati rispetto agli altri tipi.
Pompa di calore aria/aria
La pompa di calore aria/aria, come quella aria/acqua, utilizza l’aria come fonte primaria di calore. Tuttavia, invece di trasferire il calore a un fluido refrigerante, utilizza direttamente l’aria esterna per riscaldare l’ambiente. Il vantaggio è che non sono necessarie modifiche strutturali o test sull’acqua sotterranea.
Vantaggio della pompa di calore aria-aria: Non sono necessarie modifiche strutturali né verifiche delle acque sotterranee.
Consumo elettrico della pompa di calore – come calcolarlo
Con l’aiuto del coefficiente di performance annuale (COP) è possibile calcolare il consumo elettrico previsto di una pompa di calore. Supponiamo una potenza della pompa di calore di 12 kW e 2000 ore di funzionamento, il risultato con un COP di quattro sarà il seguente: 12 kW / COP 4 * 2000 = 6000 kWh.
Se il costo medio dell’elettricità in Svizzera nel 2023 è di 27 centesimi per kWh, i costi energetici annuali saranno di CHF 1620.– (6000 kWh * 0,27 CHF).
4 consigli per ridurre il consumo energetico di una pompa di calore
Diversi fattori influenzano il consumo di energia della pompa di calore. Qui ci sono alcuni consigli per ridurre i costi energetici.
1. Scaldare e ventilare consapevolmente
La variante probabilmente più semplice per ridurre il consumo elettrico della vostra pompa di calore è un riscaldamento consapevole. Qui dipende completamente dalla vostra tecnologia di riscaldamento: è davvero necessario mantenere una temperatura ambiente di 21 °C o più, oppure basta anche 20 °C? Potete risparmiare il 5 % del vostro fabbisogno energetico abbassando la temperatura di 1 °C.
Preferite ventilare brevemente e in modo generoso, piuttosto che lasciare continuamente la finestra socchiusa. Se le stanze si raffreddano, ciò aumenta il consumo energetico della vostra pompa di calore e, di conseguenza, i costi elettrici.
2. Controllare lo stato dell’edificio
Verificate se viene prodotta più energia termica del necessario a causa della mancanza di isolamento o coibentazione dell’edificio. Se, ad esempio, il tetto non è sufficientemente isolato o le finestre sono obsolete, ciò può portare a un consumo energetico significativamente più elevato rispetto a edifici ristrutturati.
Inoltre, soprattutto negli edifici plurifamiliari, è sempre consigliabile eseguire un bilanciamento idraulico per garantire un riscaldamento uniforme di tutto l’edificio.
3. Combinare la pompa di calore con un impianto fotovoltaico
Collegando la pompa di calore a un impianto fotovoltaico, puoi usare energia solare autoprodotta, riducendo drasticamente i costi.
4. Confrontare le tariffe energetiche per pompe di calore
Confronta regolarmente i fornitori di energia e passa a una tariffa migliore per risparmiare sui costi elettrici.
FAQ
È possibile coprire il consumo di energia della pompa di calore con il fotovoltaico?
Il consumo di energia di una pompa di calore può essere coperto con il fotovoltaico, se l’impianto fotovoltaico cattura il consumo di energia della pompa di calore. A seconda del tipo di pompa di calore, il consumo di energia varia, facendo sì che la pompa di calore prenda più o meno energia dall’impianto fotovoltaico.
Come posso calcolare il consumo di energia della pompa di calore?
Il consumo di energia della tua pompa di calore può essere calcolato utilizzando il numero di lavoro annuo (JAZ). Per fare ciò, puoi utilizzare la seguente formula come base: Riscaldamento in kW / JAZ * 2000 ore di funzionamento.
Qual è il consumo medio di una pompa di calore?
Il consumo medio di una pompa di calore è compreso tra 27 e 42 kWh.
Il consumo di energia della pompa di calore dipende dalla temperatura esterna?
Sì, la temperatura esterna influisce sul consumo di energia di una pompa di calore. Ad esempio, quando la temperatura è bassa, la pompa di calore deve lavorare di più per produrre calore.
Quanto consuma una pompa di calore?
Una pompa di calore consuma circa il 25 % dell’intero fabbisogno energetico in energia elettrica per produrre calore. I restanti 75 % vengono ottenuti da fonti di energia (aria/acqua/terra) dall’ambiente.
Qual è il consumo di energia della pompa di calore per una casa unifamiliare?
Il consumo di energia della pompa di calore per metro quadrato di superficie abitabile per le case unifamiliari è di circa 27-42 kWh. In una casa di 120 m2, quindi, si può stimare un consumo di energia compreso tra 3240 e 5040 kWh.
Quanto consuma la pompa di calore al mese?
Il consumo di energia mensile della pompa di calore varia in base al tipo di pompa di calore e alla situazione abitativa. Ad esempio, una pompa di calore di dimensioni maggiori per un condominio consuma più energia rispetto a una pompa di calore di dimensioni minori per una casa unifamiliare. Pertanto, il consumo esatto di energia deve essere calcolato individualmente in base alla tua situazione abitativa.
Inoltre, una pompa di calore aria/acqua, ad esempio, consuma più energia rispetto a una pompa di calore geotermica o acqua/acqua, poiché l’aria ambiente è soggetta a maggiori fluttuazioni di temperatura rispetto alla terra o all’acqua sotterranea.
A proposito: sebbene la pompa di calore aria/acqua abbia un consumo energetico maggiore, è significativamente più economica nell’acquisto. Inoltre, il consumo energetico potrebbe essere compensato con un impianto fotovoltaico.
Quando una pompa di calore ha bisogno di energia elettrica?
Una pompa di calore ha sempre bisogno di energia elettrica per la produzione di calore. Il 75 % della produzione viene estratto gratuitamente dall’ambiente e il 25 % viene aggiunto tramite energia elettrica. Per riscaldare l’edificio e produrre acqua calda, l’energia estratta dall’ambiente deve essere ulteriormente riscaldata e trasferita all’edificio. Per questo, è necessaria l’energia elettrica.
Perché una pompa di calore consuma così tanta energia elettrica?
Una pompa di calore consuma energia elettrica per trasferire il calore estratto dall’energia ambientale al fluido refrigerante tramite un evaporatore, e per riscaldarlo ulteriormente tramite un compressore. Riscaldando, il fluido refrigerante si condensa e viene trasportato ai radiatori tramite uno scambiatore di calore. L’evaporatore, il compressore e lo scambiatore di calore richiedono energia elettrica per funzionare.
Quale pompa di calore consuma meno energia?
Le pompe di calore geotermiche e acqua/acqua consumano meno energia. Questo perché le fonti di calore acqua sotterranea e terra presentano la temperatura più stabile. Tuttavia, queste pompe di calore sono le più costose in fase di acquisto e richiedono un’installazione complessa. Inoltre, necessitano di autorizzazioni edilizie o di una verifica dell’acqua sotterranea.
Una pompa di calore aria/acqua è soggetta a fluttuazioni di temperatura maggiori, ma è significativamente più economica nell’acquisto.
Una pompa di calore consuma più energia in un edificio esistente?
Una pompa di calore in un edificio esistente non consuma necessariamente più energia. Tuttavia, dipende dalle condizioni dell’edificio. Un edificio non ristrutturato richiede una temperatura di mandata più alta rispetto a una nuova costruzione e ha un fabbisogno energetico maggiore a causa della cattiva coibentazione. Prima di acquistare una nuova pompa di calore, è sempre importante verificare le condizioni dell’edificio esistente.
