1) Alternative Alle Pompe Di Calore Alimentate Dalla Rete Elettrica
Con l’aumento delle temperature estive e il crescente fabbisogno di raffrescamento, la domanda di soluzioni efficienti e sostenibili per la climatizzazione dell’aria è in continua crescita. Le pompe di calore tradizionali, alimentate a energia elettrica, restano la tecnologia più diffusa grazie alla loro semplicità di installazione e all’elevato rendimento in condizioni standard. Tuttavia, esistono alternative tecniche in grado di assicurare risparmi significativi sui costi di gestione, una maggiore indipendenza dalla rete elettrica e un minore impatto ambientale.
Attualmente, possiamo individuare tre principali categorie di soluzioni non elettriche o parzialmente autonome per la produzione di energia frigorifera estiva:
Pompe di calore endotermiche a gas, che utilizzano motori a combustione interna per azionare il compressore, sfruttando il metano o il GPL come fonte primaria;
Sistemi ad assorbimento, che ricorrono al calore prodotto dalla combustione di gas per azionare un ciclo frigorifero basato su soluzioni di acqua-ammoniaca;
Sistemi elettrici alimentati da fonti rinnovabili, in particolare impianti fotovoltaici abbinati a sistemi di accumulo, che consentono di produrre in autonomia l’energia elettrica necessaria alla climatizzazione.
Prendiamo ad esempio il primo caso: una pompa di calore a gas aria-acqua di tipo endotermico. In questo sistema, il rendimento energetico complessivo, espresso come rapporto tra energia utile prodotta (termica o frigorifera) e energia primaria immessa, può superare il 140%, mentre per una pompa di calore elettrica lo stesso rapporto, calcolato secondo i criteri normativi (utilizzando il COP e il fattore di conversione in energia primaria), si aggira attorno al 106%. Questo significa che, in alcune condizioni, il risparmio energetico e in bolletta può diventare tangibile, soprattutto nei contesti in cui il costo dell’energia elettrica è elevato o soggetto a fasce tariffarie penalizzanti.
Le soluzioni non elettriche si rivelano quindi strategiche per edifici che già dispongono di un’infrastruttura gas ben consolidata, per utenze non domestiche con carichi termici elevati o per scenari in cui l’approvvigionamento elettrico è instabile, costoso o limitato da vincoli tecnici.
2) Come Funziona Una Pompa Di Calore Endotermica A Gas
Le pompe di calore endotermiche a gas rappresentano un’evoluzione interessante rispetto alle tecnologie elettriche. Il principio di funzionamento è basato sulla produzione simultanea di energia termica e meccanica da parte di un motore a combustione interna (tipicamente a ciclo Otto), alimentato a gas metano o GPL.
Il motore, collegato direttamente a un compressore frigorifero, fornisce energia meccanica per il ciclo di compressione, mentre il calore prodotto durante il funzionamento viene recuperato attraverso scambiatori di calore e utilizzato per integrare la produzione termica. La natura reversibile del ciclo frigorifero consente, inoltre, di utilizzare il sistema sia in modalità raffrescamento estivo, sia in modalità riscaldamento invernale, rendendo l’apparecchiatura adatta anche alla climatizzazione annuale degli edifici.
Una delle peculiarità più apprezzate di questa tecnologia è la modulazione della potenza: grazie al controllo dei giri del motore endotermico, è possibile variare in continuo la capacità frigorifera o termica erogata, ottimizzando così i consumi e migliorando il comfort ambientale.
Altri vantaggi:
La presenza di due fonti di calore distinte (una ad alta temperatura, generata dal raffreddamento del motore, e una a media temperatura, derivante dal ciclo frigorifero) offre grande flessibilità di impiego;
Il sistema può essere integrato in impianti centralizzati già esistenti, sfruttando le medesime reti di distribuzione;
La produzione autonoma di energia frigorifera riduce la dipendenza dai picchi di domanda elettrica, limitando le penalità sulla potenza contrattuale e sull’infrastruttura di rete.
Dal punto di vista ambientale, se l’impianto viene alimentato a biometano o gas sintetico da fonti rinnovabili, le emissioni climalteranti si riducono drasticamente, aprendo la strada a una climatizzazione sostenibile anche nei grandi edifici pubblici o nei complessi residenziali.
3) Come Funziona Una Pompa Di Calore Ad Assorbimento A Metano
Le pompe di calore ad assorbimento costituiscono un’altra alternativa alle pompe di calore elettriche, ed è una tecnologia collaudata da decenni nel settore industriale e nelle grandi utenze. A differenza delle pompe di calore a compressione meccanica, qui non è presente un compressore mosso da energia elettrica, ma un ciclo termochimico, nel quale il lavoro utile è generato grazie a un processo di assorbimento e rilascio tra due sostanze: in genere acqua e ammoniaca o bromuro di litio e acqua.
Nel ciclo acqua-ammoniaca, l’ammoniaca funge da fluido refrigerante, mentre l’acqua da assorbente. La combustione del gas metano fornisce il calore necessario per rigenerare il ciclo. In fase di raffreddamento, l’ammoniaca evaporando assorbe calore dall’ambiente, che viene poi restituito in fase di condensazione.
L’efficienza stagionale di una pompa di calore ad assorbimento aria-acqua è più bassa rispetto a una pompa elettrica in condizioni ideali, ma presenta vantaggi quando si valuta il costo dell’energia primaria e la stabilità dei rendimenti anche in condizioni climatiche sfavorevoli. L’energia fornita dal gas, infatti, è disponibile costantemente e il sistema mantiene la sua capacità frigorifera anche con alte temperature esterne, a differenza delle pompe di calore elettriche che vedono degradare il COP nei periodi di massimo carico.
Le pompe di calore ad assorbimento geotermiche offrono inoltre una maggiore efficienza, sfruttando la temperatura pressoché costante del suolo come sorgente termica. Tuttavia, i costi di installazione di un sistema geotermico restano elevati e difficilmente sostenibili in ambito residenziale, se non in presenza di progetti nuovi o incentivi mirati.
4) I Vantaggi Delle Pompe Di Calore A Gas Rispetto Alle Elettriche
Le pompe di calore alimentate a gas rappresentano una valida soluzione per molti contesti, soprattutto per grandi edifici con carichi termici rilevanti, come condomini, alberghi, uffici e strutture sanitarie. Tra i principali vantaggi rispetto ai sistemi elettrici tradizionali troviamo:
Maggiore indipendenza dalla rete elettrica: non è necessario potenziare l’allaccio elettrico o pagare alte tariffe per la potenza impegnata, aspetto rilevante per edifici che già si avvicinano al limite del contratto di fornitura;
Migliore costanza delle prestazioni: le pompe a gas mantengono elevate efficienze anche in presenza di temperature esterne elevate, proprio quando l’efficienza delle pompe elettriche scende drasticamente;
Integrazione con sistemi esistenti: queste macchine possono essere collegate a impianti radiatori, fan coil o impianti a pavimento senza modifiche sostanziali, agevolando le operazioni di revamping impiantistico;
Ridotto ingombro interno: essendo pensate per l’installazione esterna, non sottraggono spazio utile all’interno degli edifici, al contrario delle centrali termiche tradizionali;
Assenza di refrigeranti climalteranti di nuova generazione (HFC): nelle versioni ad assorbimento non si impiegano refrigeranti fluorurati, con un impatto ambientale nullo e conformità al regolamento europeo F-Gas;
Possibilità di cogenerazione: alcune versioni endotermiche possono produrre contemporaneamente energia elettrica e termica (CHP), aumentando ulteriormente l’efficienza complessiva del sistema.
Nonostante ciò, è fondamentale effettuare un’analisi tecnico-economica preventiva, poiché i costi iniziali di investimento sono in genere superiori rispetto alle soluzioni elettriche. Tuttavia, in presenza di incentivi nazionali (Conto Termico GSE) o di piani regionali per l’efficienza energetica, il tempo di ritorno economico può essere fortemente ridotto.
5) Autoproduzione Dell’Elettricità Con Fonti Rinnovabili
L’autoproduzione di energia elettrica tramite fonti rinnovabili rappresenta una delle strategie più efficaci per ridurre i costi del raffrescamento estivo e abbattere la dipendenza dalla rete. L’accoppiata più vantaggiosa, nel contesto residenziale, è quella tra impianto fotovoltaico e sistema di condizionamento a pompa di calore.
Il vantaggio del fotovoltaico risiede nel perfetto allineamento tra produzione e consumo: i pannelli solari producono il massimo dell’energia nelle ore centrali della giornata, quando anche il fabbisogno per il raffrescamento raggiunge i picchi. Questo consente un elevato tasso di autoconsumo istantaneo, evitando l’immissione in rete (non più remunerata tramite il vecchio meccanismo dello “scambio sul posto”, oggi sostituito dal servizio di autoconsumo diffuso o dalle CER).
Un impianto fotovoltaico da 6 kW, ben esposto e abbinato a un sistema di climatizzazione efficiente, può coprire una percentuale significativa del fabbisogno estivo, soprattutto se affiancato da un sistema di accumulo da 5-10 kWh. In questo modo, è possibile estendere l’autoconsumo anche alle ore serali, quando i condizionatori sono ancora attivi ma la produzione fotovoltaica è terminata.
Da segnalare che, a partire dal 2024, il Decreto CER (Comunità Energetiche Rinnovabili) consente anche ai condomini di condividere l’energia prodotta da un impianto comune, ottenendo:
contributi a fondo perduto fino al 40% del costo d’investimento;
tariffe incentivanti sull’energia condivisa, erogate dal GSE.
L’utilizzo dell’autoproduzione risulta oggi economicamente più vantaggioso rispetto al passato: con un costo medio di produzione dell’energia solare attorno a 0,05-0,07 €/kWh (compreso ammortamento), il risparmio rispetto all’acquisto dalla rete può superare il 60%, in particolare nelle ore diurne in fascia F1.
Conclusione
Condizionare l’aria d’estate risparmiando è possibile, purché si adottino strategie mirate, basate su tecnologie efficienti e su una corretta progettazione energetica. Le pompe di calore a gas e i sistemi ad assorbimento offrono soluzioni efficaci per ridurre il consumo elettrico, mentre l’autoproduzione con fonti rinnovabili consente di abbattere sensibilmente i costi energetici grazie all’autoconsumo.
Ogni edificio presenta caratteristiche diverse, e la scelta della tecnologia più adatta va sempre preceduta da un’analisi energetica dettagliata e da una valutazione economica comparativa. Ma con le tecnologie disponibili oggi, anche il comfort estivo può diventare sostenibile, economico e a basse emissioni.
