L’energia aerotermica, geotermica e idrotermica, cioè l’energia accumulata sotto forma di calore nell’aria ambiente, nella crosta terrestre e nelle acque superficiali, è considerata energia rinnovabile. Le pompe di calore (PdC) sono apparecchiature che prelevano calore da un ambiente e, innalzandone la temperatura, lo rendono disponibile ad un ambiente più caldo. Ad esempio, per il riscaldamento invernale di un edificio, una pompa di calore opera sottraendo calore all’ambiente esterno, per fornirlo agli spazi interni, mantenendoli al caldo.

Per far avvenire questo processo, opposto a quello spontaneo in cui il calore si trasferisce da un corpo più caldo a uno più freddo, le pompe di calore consumano una certa quantità di energia che può essere fornita, a seconda della tecnologia impiegata, sottoforma di energia elettrica oppure di gas. Facendo uso di sistemi particolarmente efficienti l’energia consumata è però inferiore a quella impiegata da sistemi di riscaldamento tradizionali. Secondo la normativa europea in tema di energia, se il calore (energia termica) catturato da una pompa di calore eccede in maniera significativa la quantità di energia necessaria al suo funzionamento, esso è considerato rinnovabile.

Il funzionamento di una pompa di calore è simile a quello di un frigorifero, ma invertito. In un frigorifero, il calore viene estratto dall'interno ed espulso all'esterno. Una pompa di calore, sfruttando lo stesso principio, fa l'esatto contrario: estrae il calore da una fonte naturale (aria, acqua o terra) e lo trasporta dentro l'edificio alla temperatura idonea, in funzione del tipo di impianto di riscaldamento.

Alcune pompe di calore possono anche funzionare per il raffrescamento estivo degli ambienti e in questo caso vengono dette reversibili. Lo scaldacqua a pompa di calore è un’ulteriore applicazione della pompa di calore elettrica, grazie a cui è possibile produrre ed accumulare l’acqua calda sanitaria in sostituzione dei comuni boiler elettrici. Esistono pompe di calore di vario tipo, a seconda che prelevino calore dall’aria, dall’acqua o dal terreno. Le principali sorgenti termiche da cui le Pompe di Calore prelevano calore sono l’aria, l’acqua e il terreno.

Pompe di calore ad aria

Le PdC ad aria prelevano il calore dall’aria esterna e lo trasferiscono all’interno degli ambienti che si desidera riscaldare. Il meccanismo della pompa di calore si può paragonare a quello di un frigorifero: mentre quest’ultimo sottrae energia termica al proprio interno e la riversa all’esterno, la pompa di calore invece preleva calore dall’aria fredda esterna e lo trasferisce all’interno dell’edificio da riscaldare. Esempi molto diffusi di queste apparecchiature sono gli impianti domestici di climatizzazione che, invertendo il funzionamento estivo in raffrescamento, nella stagione invernale possono essere utilizzati per il riscaldamento. 

Pompe di calore ad acqua

In questo caso la PdC preleva il calore da una risorsa idrica che può essere di superficie (quindi attinta da bacini quali fiumi, laghi, mare, acque reflue). Il principio di funzionamento è lo stesso delle pompe di calore ad aria, con il vantaggio che l’acqua mantiene una temperatura più stabile durante il corso dell’anno, migliorando le prestazioni della macchina.

Pompe di calore geotermiche

Le pompe di calore geotermiche usano il terreno  e le acque sotterranee come fonte di calore. Il terreno, già a pochi metri di profondità, presenta una temperatura approssimativamente costante durante tutto l'anno, grazie alla crosta terrestre, che trattiene e immagazzina il calore. Anche le acque di falda, rispetto a quelle superficiali, risentono molto di meno delle variazioni del clima esterno. Il trasporto dell'energia termica è effettuato mediante una miscela composta di acqua e liquido antigelo, lungo tubazioni che possono essere verticali o orizzontali. Gli impianti verticali sono inseriti in perforazioni piuttosto profonde (pozzi veri e propri), mediante sonde geotermiche. Quelli orizzontali, invece, sono impianti che possono avere uno sviluppo lineare, a serpentine o a spirale. Ai fini dell’incentivazione da Conto Termico, solo gli impianti a circuito chiuso rientrano nella definizione di pompe di calore geotermiche.

I tre flussi di energia che intervengono nel processo operato da una pompa di calore sono: il calore prelevato dall’ambiente a minor temperatura (Qf), il calore ceduto all’ambiente a maggior temperatura (Qc) e, infine, l’energia necessaria al funzionamento della macchina (En). L’efficienza del processo si misura come rapporto tra l’effetto utile ottenuto e l’energia spesa.

Nel caso delle pompe di calore, in cui lo scopo del processo è il riscaldamento, l’effetto utile è il calore ceduto all’ambiente a maggior temperatura (Qc). Per esprimere l’efficienza del processo si utilizza un Coefficient Of Performance così definito: COP = Qc/En .

Per pompe di calore elettriche En è l’energia elettrica assorbita dalla macchina, mentre per le pompe di calore a gas En è invece l’energia contenuta nel gas consumato. In questo secondo caso il COP prende anche il nome di GUE (Gas Utilisation Efficiency).

Un COP pari a 3 significa allora che per ciascun kWh di energia elettrica assorbita dalla macchina vengono prodotti 3 kWh di energia termica da poter cedere all’ambiente da riscaldare. Un GUE pari a 1,5 significa che per ciascun kWh di energia contenuta nel gas consumato vengono prodotti 1,5 kWh di energia termica utile.

Quando la pompa di calore reversibile opera ai fini del raffrescamento, l’effetto utile è il calore sottratto all’ambiente freddo (Qf). Per esprimere l’efficienza del processo si utilizza allora un Energy Efficency Ratio così definito: EER = Qf/L.

Gli incentivi

Le pompe di calore possono usufruire degli incentivi legati agli interventi di risparmio ed efficienza energetica, fra i quali i principali sono:

  • gli incentivi previsti dal nuovo DM 28 dicembre 2012 cosiddetto “Conto Termico”
  • i Titoli di Efficienza Energetica (TEE), anche noti come Certificati Bianchi.
  • le agevolazioni fiscali per il risparmio energetico;

Un' ulteriore forma di promozione delle pompe di calore elettriche è costituita dalla possibilità di installare un contatore dedicato.

GLI INCENTIVI DEL NUOVO CONTO TERMICO

Il DM 28 dicembre 2012, il c.d. decreto “Conto Termico”, attua il regime di sostegno introdotto dal decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28 per l’incentivazione di interventi di piccole dimensioni per l’incremento dell’efficienza energetica e per la produzione di energia termica da fonti rinnovabili. Il Gestore dei Servizi Energetici – GSE S.p.A. è il soggetto responsabile dell’attuazione e della gestione del meccanismo, inclusa l’erogazione degli incentivi ai soggetti beneficiari.

Cosa è

Il DM 28 dicembre 2012 predispone un sistema di incentivazione rivolto:

  • alla sostituzione o, in alcuni casi, alla nuova installazione di impianti di climatizzazione e/o produzione di acqua calda sanitaria alimentati a fonti rinnovabili (impianti solari termici anche abbinati a tecnologia solar cooling, pompe di calore, caldaie, stufe e camini a biomassa,)
  • alla sostituzione di impianti esistenti per la climatizzazione invernale con impianti a più alta efficienza (caldaie a condensazione)
  • all’efficientamento dell’involucro di edifici esistenti (coibentazione delle superfici opache, sostituzione serramenti e installazione schermature solari)

Il nuovo decreto introduce, a certe condizioni, anche incentivi specifici per la Diagnosi Energetica e la Certificazione Energetica, se abbinate agli interventi sopra citati. Il nuovo meccanismo di incentivazione è rivolto a due tipologie di soggetti: 

  • Pubbliche Amministrazioni;
  • Soggetti privati, intesi come persone fisiche, condomini e soggetti titolari di reddito di impresa o di reddito agrario.

Il soggetto che ha sostenuto le spese per la realizzazione degli interventi e che perciò beneficerà dell’incentivo si definisce "Soggetto Responsabile”. Il Soggetto Responsabile può operare personalmente o attraverso un soggetto delegato alla presentazione della richiesta d’incentivo e alla gestione dei rapporti contrattuali con il GSE. Il nuovo decreto differenzia gli incentivi sulla base della tipologia di intervento effettuato in funzione dell’energia producibile con gli impianti alimentati a fonti rinnovabili e/o in funzione dell’incremento dell’efficienza energetica dell’edificio. L’incentivo è sostanzialmente un contributo alle spese sostenute per la realizzazione dell’intervento ed è erogato in rate annuali per una durata variabile (fra 2 e 5 anni) in funzione degli interventi realizzati. Il decreto stanzia fondi per una spesa annua cumulata massima di 200 mln di euro per gli interventi realizzati o da realizzare dalle Amministrazioni pubbliche e una spesa annua cumulata pari a 700 mln di euro per gli interventi realizzati da parte dei soggetti privati. Le misure di incentivazione sono sottoposte ad aggiornamento periodico.

 

 

 

 

 

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