Rendimento pompa di calore ed efficienza: come supera il 100% e confronto con le caldaie a condensazione

Le pompe di calore sono una delle soluzioni più efficienti per il riscaldamento e la climatizzazione, con un rendimento che può superare il 100%. Ma com’è possibile? 

A differenza delle caldaie tradizionali, il rendimento di una pompa di calore non si basa esclusivamente sulla combustione del gas, ma sfrutta anche una fonte di energia rinnovabile (aria, acqua o suolo).  

Questo doppio contributo permette di ottenere un rendimento smaggiore rispetto alle caldaie a condensazione, anche quando il calcolo si basa sul potere calorifico superiore. 

Rendimento della pompa di calore: meccanismo e vantaggi 

Il rendimento delle pompe di calore si basa su due contributi energetici: 

• Il calore generato dalla combustione del gas. 
• Il calore recuperato da una fonte rinnovabile.

Caldaia a condensazione e pompa di calore: rendimenti a confronto 

Spesso si sente dire che le caldaie a condensazione superano il 100% di rendimento. Tuttavia, questa affermazione si basa su un calcolo riferito al potere calorifico inferiore (PCI), escludendo l’energia contenuta nei fumi di combustione.  

Se il calcolo fosse effettuato con il potere calorifico superiore (PCS), il rendimento delle caldaie sarebbe sempre inferiore al 100%. 

Le pompe di calore a gas, invece, sono gli unici apparecchi a fiamma diretta in grado di superare il 100% di rendimento anche considerando il potere calorifico superiore. Questo avviene perché il loro rendimento include sia l’energia termica generata dalla combustione sia quella recuperata dalla fonte rinnovabile. 

Come calcolare il rendimento al 100% della potenza di una caldaia? 

Il rendimento di una caldaia si calcola come rapporto tra energia utile prodotta ed energia immessa. Tuttavia, il metodo di calcolo cambia a seconda che si utilizzi il potere calorifico inferiore (PCI) o superiore (PCS): 

• Con il PCI (metodo usato in Italia), le caldaie a condensazione possono apparire più efficienti, con rendimenti superiori al 100%. 
• Con il PCS (usato negli USA), lo stesso impianto avrebbe un rendimento inferiore al 100%, poiché include il recupero del calore latente dai fumi di combustione.

 Questo è il motivo per cui il rendimento delle caldaie è intrinsecamente limitato, mentre le pompe di calore possono superare il 100%. 

Il funzionamento di una pompa di calore 

A differenza delle caldaie, le pompe di calore trasferiscono energia termica da una sorgente naturale (aria, acqua o suolo) a un fluido refrigerante, aumentando l’efficienza complessiva. 

In particolare, nelle pompe di calore a gas: 

• Un bruciatore genera calore per attivare il ciclo termodinamico. 
• Il fluido refrigerante assorbe calore da una fonte rinnovabile, aumentandone l’efficienza complessiva. 
• Il calore viene trasferito all’impianto, con un

Questa tecnologia sfrutta al massimo l’energia disponibile, riducendo i consumi e l’impatto ambientale. 

Tipologie di pompe di calore e calcolo dei rendimenti 

Le pompe di calore si dividono in: 

• Aerotermiche (aria-aria, aria-acqua): recuperano calore dall’aria esterna. 
• Idrotermiche (acqua-acqua): utilizzano l’acqua di falda o superficiale come sorgente di calore. 
• Geotermiche (terreno-acqua): sfruttano il calore stabile del sottosuolo. 

Il rendimento complessivo dipende dalla temperatura della sorgente, dalla temperatura di mandata all’impianto e dal fluido refrigerante utilizzato. 

Ad esempio, per una pompa di calore aerotermica con: 

• Aria esterna a 7°C 
• Acqua in mandata a 35°C 

Si ottiene un rendimento del 165% sul potere calorifico inferiore, con un contributo rinnovabile pari al 39,4%. 

Fattori che influenzano l'efficienza della pompa di calore 

Per ottimizzare il rendimento di una pompa di calore, è importante considerare: 

• Temperatura della sorgente: più è alta, maggiore è il rendimento; 
• Fluido refrigerante: deve garantire alta efficienza e basso impatto ambientale; 
• Caratteristiche del bruciatore: ottimizzare la combustione riduce i consumi; 
• Isolamento dell’impianto: riduce le dispersioni termiche e migliora il comfort.

Chiaramente, un impianto ben progettato massimizza l’efficienza e riduce i costi energetici. 

Conclusioni e raccomandazioni per un impianto ad alta efficienza 

Le pompe di calore rappresentano una soluzione avanzata e sostenibile, con un rendimento che può superare il 100%, rendendole più efficienti delle caldaie a condensazione. 

Per ottenere il massimo beneficio, è consigliabile: 

• Scegliere la giusta tipologia di pompa di calore in base alle esigenze dell’impianto. 
• Ottimizzare l’isolamento per ridurre le dispersioni termiche. 
• Effettuare regolare manutenzione per garantire sempre il massimo rendimento. 
• Valutare incentivi e detrazioni fiscali per l’installazione di tecnologie ad alta efficienza. 

Investire nelle pompe di calore significa risparmiare sui consumi e ridurre l’impatto ambientale, allineandosi agli obiettivi di sostenibilità.