Acqua calda sanitaria (ACS) tramite pompa di calore: vantaggi e svantaggi

La pompa di calore (HP) con produzione integrata di acqua calda sanitaria (ACS) è una soluzione interessante per soddisfare due esigenze con energia pulita, rinnovabile e gratuita.

Combinando due caratteristiche chiave in un'unica unità, questo sistema offre molti vantaggi in termini di efficienza energetica, risparmio economico e ottimizzazione dello spazio.

Tuttavia, come ogni dispositivo, ha anche i suoi limiti e svantaggi... che possono essere neutralizzati con un'altra opzione, lo scaldacqua termodinamico. Ecco alcune spiegazioni...

Pompa di calore con produzione di acqua calda sanitaria

Il sistema a pompa di calore con ACS è costituito da una pompa di calore aria-acqua e da un serbatoio di accumulo e fornisce quindi sia il riscaldamento che l'ACS all'abitazione. 

Pompa di calore con ACS integrata: come funziona?

Il funzionamento della pompa di calore può essere riassunto come segue: 

• Il refrigerante, molto freddo allo stato liquido, cattura il calore dell'aria esterna anche a basse temperature. Una volta riscaldato, diventa un gas nell'evaporatore dell'unità esterna della pompa di calore;
• Per aumentare ulteriormente la sua temperatura, questo gas passerà attraverso il compressore, dove sarà riscaldato dalla compressione;
• Condensatore: questo calore viene trasferito all'acqua del circuito di riscaldamento. Trasferendo il suo calore alla rete di riscaldamento, il refrigerante si raffredda e torna allo stato liquido;
• Valvola di espansione: la temperatura del fluido viene ulteriormente abbassata riducendo la sua pressione per poter recuperare nuovamente il calore dall'aria esterna. E il ciclo ricomincia.

Nel caso di una pompa di calore con ACS integrata, l'unità interna comprende anche un serbatoio di acqua calda con una capacità generalmente compresa tra 170 e 300 litri, a seconda delle dimensioni dell'abitazione. Esso integra gli altri emettitori di calore, come i radiatori e il riscaldamento a pavimento. È presente anche un sistema di controllo per gestire le diverse esigenze.

Il bollitore dell'acqua calda è attraversato da un tubo a serpentina contenente il gas riscaldato che trasferisce il suo calore, mentre il bollitore funge da accumulatore di energia. Dopo aver ceduto il suo calore, il gas torna allo stato liquido, passa attraverso la valvola di espansione che ne riduce la pressione e raccoglie nuovamente il calore dall'esterno dell'abitazione.

Pompa di calore con ACS integrata: quali sono i vantaggi?

L'utilizzo di una pompa di calore per produrre acqua calda sanitaria presenta diversi vantaggi: 

• Ottimizzazione del consumo energeticoLa pompa di calore può essere utilizzata per riscaldare l'abitazione, sia sfruttando il sistema di riscaldamento aerotermico per produrre acqua calda sanitaria, sia sfruttando la tecnologia "Inverter" che adatta la potenza della pompa di calore alle esigenze dell'abitazione (se si opta per un modello dotato di questa tecnologia). A seconda del COP della pompa di calore, il risparmio energetico può arrivare fino a 70 % ;
• Risparmio di spazioQuesto perché il serbatoio dell'acqua calda sanitaria e l'unità interna della pompa di calore si trovano nella stessa colonna. Questo è un vantaggio, soprattutto se si considera che il prezzo al metro quadro è in costante aumento, soprattutto nelle aree urbane. Nota bene: con un bollitore per l'acqua calda sanitaria, l'unità interna è più grande;
• Investimento iniziale più bassoCiò è particolarmente vero se si intende sostituire una caldaia a doppio servizio, che fornisce sia riscaldamento che ACS. Infatti, l'alternativa a una pompa di calore con ACS integrata sarebbe, ad esempio, l'installazione di due nuovi sistemi separati, uno per il riscaldamento e uno per l'ACS (ad esempio una pompa di calore aria-acqua convenzionale e uno scaldacqua elettrico);
• L'integrazione o meno dell'acqua calda sanitaria non è ciò che incide maggiormente sul prezzo di acquisto della pompa di calore;
• Riduzione dell'impronta ecologica di abitazioni ;
• Il dispositivo è ammissibili agli aiuti dello Stato.

Pompe di calore con ACS integrata: quali sono gli svantaggi?

I vantaggi del sistema a pompa di calore con ACS integrata sono interessanti, ma ci sono alcuni svantaggi che possono influire sul comfort.

Nelle regioni con inverni rigidi, l'efficienza del sistema a pompa di calore con acqua calda sanitaria integrata si riduce. Infatti, la pompa di calore darà priorità alla produzione di acqua calda sanitaria, il che ha un impatto diretto sulla sua capacità di riscaldare l'abitazione. È necessario un sistema di riscaldamento di riserva, con tutti gli svantaggi che ne derivano (costi aggiuntivi e riduzione del comfort termico).

In secondo luogo, la produzione di acqua calda sanitaria può comportare un consumo eccessivo di elettricità con una pompa di calore a bassa o media temperatura. La produzione di acqua calda sanitaria (ACS) da parte di una pompa di calore a bassa temperatura (HP) richiede una temperatura superiore a quella necessaria per il riscaldamento.

La pompa di calore dovrà quindi lavorare di più e più spesso per raggiungere questa temperatura più elevata, il che può portare a un'usura più rapida dell'apparecchiatura.

Per prevenire la crescita di batteri, tra cui la legionella, l'acqua calda deve essere riscaldata regolarmente a una temperatura di almeno 60°C. Questo è il cosiddetto "ciclo della legionella". Questo è noto come "ciclo anti-legionella".

Le pompe di calore a bassa temperatura devono compiere uno sforzo supplementare per raggiungere questa temperatura, il che ne accelera l'usura. Per questo motivo si consiglia vivamente la pompa di calore ad alta temperatura (70°C).

Infine, anche se c'è un risparmio di spazio nella misura in cui una sola colonna è sufficiente per il sistema pompa di calore + bollitore (rispetto a due colonne con un sistema remoto), l'intero sistema può essere relativamente ingombrante, con un'altezza di 2 metri nel caso di un grande serbatoio.

Questo può essere un problema per le abitazioni che non dispongono di un locale sufficientemente ampio. Esiste un'alternativa: una pompa di calore con produzione di acqua calda a distanza. In questo caso, il serbatoio dell'acqua calda e la pompa di calore sono fisicamente separati, ma il principio di funzionamento rimane lo stesso.

Scaldabagno termodinamico indipendente

Questa opzione è altrettanto interessante, in quanto mantiene lo stesso principio di funzionamento della pompa di calore aria-acqua.

Come funziona lo scaldacqua termodinamico?

Lo scaldacqua termodinamico è in realtà una forma specifica di pompa di calore. Mentre una pompa di calore aria-acqua convenzionale fornisce calore a un sistema di riscaldamento, lo scaldacqua termodinamico è progettato specificamente per riscaldare l'acqua sanitaria. Ecco come funziona uno scaldacqua termodinamico:

1. Estrazione di calore Scaldacqua termodinamici: come la pompa di calore, lo scaldacqua termodinamico preleva l'energia termica dall'aria dell'ambiente, ad esempio l'aria esterna, l'aria di un locale non riscaldato o anche l'aria estratta da un sistema di ventilazione. Nella maggior parte dei casi è collocato in un locale tecnico, in una cantina o in una lavanderia;
2. Riscaldamento dell'acqua L'energia termica rimossa dall'evaporazione di un refrigerante in un evaporatore. Il refrigerante diventa gassoso e circola attraverso un compressore che ne aumenta la temperatura. Questo fluido caldo passa poi attraverso un condensatore, dove cede il suo calore per condensazione all'acqua del serbatoio di stoccaggio;
3. Ritorno allo stato liquido Dopo aver ceduto il suo calore, il refrigerante torna allo stato liquido e il ciclo può ricominciare.

La differenza principale tra una pompa di calore convenzionale e uno scaldacqua termodinamico risiede nel loro utilizzo. La pompa di calore è generalmente utilizzata per riscaldare gli ambienti di un edificio e talvolta per produrre acqua calda sanitaria, mentre lo scaldacqua termodinamico è utilizzato esclusivamente per produrre acqua calda sanitaria.

Di conseguenza, questa apparecchiatura è più compatta, in quanto non deve essere collegata a un sistema di riscaldamento centrale.

Quali sono i vantaggi di uno scaldacqua termodinamico?

Lo scaldacqua termodinamico presenta diversi vantaggi, tra cui l'efficienza energetica e il basso impatto ambientale:

1. Efficienza energetica Lo scaldacqua termodinamico è molto efficiente dal punto di vista energetico, in quanto può ridurre il consumo di energia per la produzione di acqua calda sanitaria fino a tre volte rispetto a uno scaldacqua elettrico convenzionale;
2. Impatto ambientale Lo scaldacqua termodinamico ha un minore impatto ambientale, in quanto emette dieci volte meno CO2 rispetto a un apparecchio che utilizza combustibili fossili;
3. Ammissibilità alle sovvenzioni Questo dispositivo è ammissibile agli aiuti di Stato perché utilizza energia rinnovabile; 
4. Capacità di stoccaggio Lo scaldacqua termodinamico è generalmente dotato di un grande serbatoio per l'accumulo di acqua calda (fino a 300 litri);
5. Indipendenza del sistema Separando il riscaldamento dalla produzione di acqua calda, è possibile evitare l'usura prematura del sistema di riscaldamento in estate, quando è necessaria solo l'acqua calda;
6. Riscaldatore Booster Lo scaldacqua termodinamico è dotato di una resistenza elettrica che può essere utilizzata all'occorrenza, ad esempio nei giorni più freddi dell'inverno.

Quali sono gli svantaggi dello scaldacqua termodinamico?

Nonostante il risparmio energetico, lo scaldacqua termodinamico è relativamente costoso.

In secondo luogo, il fatto che includa una piccola pompa di calore per riscaldare l'acqua produrrà inevitabilmente un rumore aggiuntivo (compressore), che elimina la possibilità di installarlo in un soggiorno.

È quindi necessario installarlo in un locale tecnico. Infine, nel caso più comune in cui l'accumulatore termodinamico pompa il calore nell'aria del locale in cui si trova, ciò comporta una diminuzione della temperatura ambiente di circa un grado (a seconda del volume del locale).

Cosa scegliere: pompa di calore con ACS integrata o scaldabagno termodinamico?

Entrambe le opzioni offrono grandi risparmi energetici e riducono l'impatto ambientale della vostra casa... ma ognuna ha i suoi vantaggi e svantaggi. La tabella seguente vi aiuterà a scegliere.

Pompa di calore con ACS integrata (o pompa di calore con accumulo remoto)	Scaldacqua termodinamici
Sostituzione di una vecchia caldaia a gasolioSostituzione di una vecchia caldaia a gasNecessità di ottimizzare lo spazio utilizzando una sola colonnaRegione con inverni relativamente mitiPreferenza per un unico contratto di manutenzione	Solo acqua calda sanitaria, non è necessario il riscaldamentoCasa senza sistema di riscaldamento centraleCasa situata in una regione dal clima rigidoCasa familiare (6 persone), con un elevato fabbisogno di acqua calda sanitaria

Pompa di calore con acqua calda sanitaria integrata: cosa c'è da sapere

Il sistema a pompa di calore (HPS) con produzione integrata di acqua calda sanitaria (ACS) è una soluzione economica ed ecologica per riscaldare e produrre l'ACS necessaria.

Il risultato: ottimizzazione degli spazi, riduzione dell'investimento iniziale (nel caso di sostituzione di una caldaia a doppia funzione), riduzione dell'impronta ecologica dell'abitazione, ammissibilità agli aiuti di Stato e risparmio sulla bolletta energetica.

Tuttavia, questa opzione presenta alcuni svantaggi, soprattutto nelle zone con inverni rigidi, dove le prestazioni di riscaldamento possono essere compromesse. Inoltre, la produzione di acqua calda sanitaria può comportare un consumo eccessivo di elettricità e un'usura più rapida delle apparecchiature, soprattutto con una pompa di calore a bassa o media temperatura.

Lo scaldacqua termodinamico indipendente è un'alternativa interessante per la produzione di acqua calda sanitaria. È molto efficiente dal punto di vista energetico, ha un basso impatto ambientale, è ammissibile agli aiuti di Stato, offre una grande capacità di accumulo di acqua calda e consente l'indipendenza del sistema. Tuttavia, richiede uno spazio dedicato per l'installazione, può produrre rumore ed è relativamente costoso.