Conviene Più Una Pompa Di Calore A Gas O Elettrica?
1) Risparmio Con Le Pompe Di Calore A Gas Rispetto Alle Elettriche
Per valutare il risparmio energetico ed economico ottenibile con una pompa di calore a gas, ad esempio del tipo aria-acqua, rispetto a una pompa di calore elettrica della stessa tipologia e potenza, occorre prendere in considerazione una serie di fattori tecnici, economici e normativi che spesso vengono trascurati in una comparazione superficiale.
Un primo elemento fondamentale riguarda il COP (Coefficient of Performance), ovvero il coefficiente di prestazione che indica l’efficienza della macchina. Le pompe di calore elettriche moderne, soprattutto quelle inverter ad alta efficienza, possono facilmente raggiungere valori di COP superiori a 4 in condizioni climatiche miti. Al contrario, le pompe di calore a gas – siano esse ad assorbimento o con motore endotermico – hanno COP più bassi, solitamente compresi fra 1,4 e 2,0.
Un altro aspetto rilevante è il costo di acquisto. Le pompe di calore a gas sono tecnologie di nicchia, prodotte da pochi marchi e pensate per applicazioni industriali o di tipo residenziale in contesti molto specifici. Di conseguenza, i prezzi sono sensibilmente più alti rispetto a quelli delle pompe elettriche, anche in presenza di detrazioni fiscali (come il Bonus Casa o l’Ecobonus), le quali si applicano a entrambi i sistemi ma con maggior convenienza su quelli elettrici per via della maggiore diffusione.
Nel caso concreto di un’abitazione da 100 m², se consideriamo un impianto di riscaldamento alimentato da pompa di calore a gas, possiamo stimare un risparmio annuo sui costi energetici del 22% rispetto alla controparte elettrica solo nel caso in cui il costo del gas sia sensibilmente inferiore a quello dell’energia elettrica. Tuttavia, il sovraccosto iniziale dell’impianto a gas, che può facilmente superare i 2000-3000 euro, vanifica il vantaggio economico. Se spalmiamo questa differenza su un orizzonte di 20 anni, otteniamo un risparmio netto annuo medio di circa 70 euro, il che porta a un tempo di rientro pari a 15 anni.
È evidente che, con l’attuale struttura tariffaria e con le nuove politiche energetiche volte a incentivare l’elettrificazione dei consumi, la scelta di una pompa di calore elettrica risulta più sostenibile, sia dal punto di vista economico che ambientale.
Va inoltre sottolineato che, in presenza di un impianto fotovoltaico domestico, l’utilizzo di una pompa di calore elettrica consente un autoconsumo diretto dell’energia prodotta, riducendo ulteriormente la spesa energetica e rendendo più competitivo il sistema elettrico. Questo vantaggio non è presente nelle pompe a gas, che dipendono interamente dalla rete di distribuzione del metano o del GPL.
2) COP Delle Pompe Di Calore A Gas Di Tipo Endotermico
Le pompe di calore a gas endotermiche rappresentano una soluzione tecnologica interessante soprattutto in ambito industriale o in contesti dove l’energia elettrica è scarsamente disponibile. Questo tipo di pompa di calore impiega un motore a combustione interna, alimentato a metano o GPL, per azionare un compressore frigorifero simile a quello presente nei sistemi elettrici.
Il COP delle pompe endotermiche è solitamente compreso fra 1,4 e 2,0, un valore più del doppio rispetto a una caldaia tradizionale, il cui COP reale è intorno a 0,9–0,95. Questo vantaggio deriva dalla capacità della pompa di recuperare energia termica dall’aria esterna, integrandola con il calore prodotto dalla combustione.
Un aspetto interessante è la possibilità di recuperare il calore dei gas di scarico tramite uno scambiatore di calore. Questo calore, che altrimenti verrebbe disperso, può essere riutilizzato per riscaldare l’acqua sanitaria o contribuire al riscaldamento degli ambienti, migliorando il rendimento complessivo del sistema.
In condizioni invernali, quando l’apporto gratuito di energia solare passiva è ridotto, questo recupero si rivela particolarmente utile. Tuttavia, durante il periodo estivo, il calore recuperato non è sempre utilizzabile dal circuito frigorifero. In questi casi, può essere convogliato per la produzione di acqua calda sanitaria, garantendo una certa flessibilità stagionale all’impianto.
Tuttavia, è bene sottolineare che il rendimento complessivo, anche considerando questi recuperi, non eguaglia quello delle pompe di calore elettriche moderne. Inoltre, i costi di manutenzione dei motori endotermici sono generalmente più alti e richiedono interventi programmati con maggiore frequenza rispetto alle controparti elettriche.
3) COP Delle Pompe Di Calore A Gas Del Tipo Ad Assorbimento
Le pompe di calore a gas ad assorbimento si basano su un principio completamente diverso rispetto a quelle endotermiche: non utilizzano un compressore meccanico ma un ciclo termodinamico ad assorbimento, basato tipicamente su una coppia refrigerante come acqua-ammoniaca o bromuro di litio-acqua. Il calore fornito dal gas avvia la reazione di separazione e ricombinazione tra i due componenti, consentendo il trasferimento di calore dall’esterno all’interno.
Anche in questo caso, la sorgente di calore esterna è in genere l’aria ambientale, ma esistono modelli più evoluti che utilizzano sonde geotermiche per prelevare calore dal terreno, ottenendo prestazioni più stabili. A differenza delle pompe elettriche, il COP delle pompe a gas ad assorbimento non scende mai sotto 1, neppure in presenza di temperature esterne molto basse. Questo perché, anche nel caso peggiore, il calore utile prodotto equivale almeno al calore di combustione del gas.
Le versioni moderne di pompe ad assorbimento hanno beneficiato dell’innovazione tecnologica, con cicli termici più efficienti e componenti migliorati. Oggi, il COP in riscaldamento può raggiungere valori superiori a 1,4, il che rende questi sistemi adatti ad applicazioni dove si richiedono elevate potenze termiche e una lunga durata operativa.
Nonostante ciò, il loro impiego residenziale è ancora molto limitato. Le pompe ad assorbimento in commercio superano spesso i 100 kW termici di potenza e sono pensate per complessi edilizi, alberghi, strutture sanitarie o realtà del terziario. Il loro utilizzo nelle abitazioni private è raramente conveniente, sia per il costo iniziale che per la bassa modulazione delle potenze erogate, che rende difficile ottimizzarne l’uso in impianti piccoli.
Va detto, però, che esistono casi particolari in cui l’impiego può essere valutato positivamente: ad esempio, condomini dotati di centrale termica centralizzata, oppure zone soggette a limitazioni di fornitura elettrica, dove il gas può garantire continuità operativa senza necessità di upgrade del contatore.
4) I Fattori Che Influenzano Il COP Di Una Pompa Di Calore Aria-Acqua
Il valore di COP dichiarato dai produttori, come riportato nei datasheet tecnici, è riferito a condizioni standardizzate di laboratorio, solitamente con temperatura esterna pari a 7°C e acqua di mandata a 35°C. Tuttavia, nella realtà operativa, il COP varia notevolmente in funzione di diversi parametri.
Il primo fattore da considerare è la temperatura esterna dell’aria. Le pompe di calore aria-acqua sono molto sensibili al clima: più fredda è l’aria, maggiore è lo sforzo per estrarne calore. In inverno, con temperature intorno o sotto lo 0°C, il COP cala drasticamente, fino a valori inferiori a 2.
Il secondo parametro critico è la temperatura di mandata dell’acqua. Se l’impianto di riscaldamento è a bassa temperatura – come nel caso dei pavimenti radianti – l’acqua può circolare anche a 30-35°C, permettendo alla pompa di lavorare in condizioni ottimali. Al contrario, in presenza di vecchi termosifoni, l’acqua deve essere portata a 60-70°C, aumentando lo sforzo del compressore e abbattendo il COP.
Infine, un aspetto spesso sottovalutato è il rendimento del sistema nel suo complesso, che dipende anche da perdite di carico, efficienza del compressore, qualità degli scambiatori e regolazione elettronica. Un buon impianto deve essere dimensionato correttamente, evitando sovradimensionamenti che portano a cicli brevi e continui spegnimenti/accensioni, dannosi per la durata della macchina e penalizzanti in termini di efficienza.
In questo contesto, è utile parlare di SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), un parametro che tiene conto del rendimento stagionale e che è ormai obbligatorio nelle etichette energetiche europee. Un buon impianto aria-acqua in zona climatica italiana media può raggiungere SCOP pari a 3,5–4,5, un valore eccellente per il riscaldamento domestico.
5) Stima Del COP Di Una Pompa Di Calore Aria-Acqua Domestica
Grazie a software di simulazione e tool online, oggi è possibile stimare con buona accuratezza il COP reale di una pompa di calore, partendo da dati come la temperatura esterna, la temperatura di mandata e il rendimento della macchina.
Supponendo una pompa aria-acqua domestica, con un rendimento generale del 35% (che include compressore, ventilatori, perdite termiche e controllo elettronico), possiamo fare alcune stime indicative.
Con acqua di mandata a 35°C, adatta per impianti radianti, e temperatura esterna di 10°C, il COP effettivo può raggiungere 4,3. Scende a 3,6 con 5°C e a 3,1 con 0°C. In condizioni più severe (aria a -5°C), può arrivare a 2,5 o meno.
Con acqua di mandata a 65°C, invece, come richiesto dai termosifoni, il COP è molto più basso: 2,2 a 10°C, 2,0 a 5°C, e 1,8 a 0°C. Questo spiega perché è sempre consigliabile abbinare pompe di calore a impianti a bassa temperatura, che consentono di sfruttarne al meglio il potenziale.
È interessante notare che, con l’avvento delle pompe di calore inverter con gas R32 o R290, le prestazioni sono migliorate sensibilmente, grazie a una maggiore efficienza e una miglior modulazione. Le nuove etichette energetiche europee (dal 2021) classificano molti modelli elettrici in classe A+++, a conferma delle prestazioni elevate.
Conclusione
Nel confronto fra pompe di calore a gas ed elettriche, è evidente che le seconde risultano vincenti in quasi tutti gli scenari residenziali moderni, soprattutto se si considerano le politiche energetiche europee, l’incentivo all’elettrificazione dei consumi e la progressiva decarbonizzazione della produzione di energia.
Le pompe a gas trovano ancora nicchie di applicazione in contesti particolari, come grandi edifici, zone senza disponibilità elettrica adeguata, oppure per esigenze specifiche di riscaldamento e produzione di ACS. Tuttavia, per la casa singola moderna, ben coibentata e magari dotata di fotovoltaico, la pompa di calore elettrica non ha rivali in termini di efficienza, costi e sostenibilità.
