Quali Pompe Di Calore Hanno Il COP Più Elevato?

Il COP – Coefficiente di Performance – è il parametro chiave per valutare le prestazioni energetiche di una pompa di calore. Ma dire semplicemente “quale pompa ha il COP più alto” è una domanda troppo generica. Il COP varia infatti in funzione delle condizioni operative, in particolare della temperatura della sorgente esterna e della temperatura del fluido di mandata. Per questo motivo, stabilire quale tecnologia abbia il COP più elevato dipende da molti fattori: il tipo di pompa di calore, la sorgente di calore (aria, acqua di falda o terreno), la stagione, il sistema di distribuzione interna e altri aspetti progettuali.

In questo articolo analizzeremo le variabili che influenzano il COP, le prestazioni dei diversi tipi di pompe di calore, la differenza tra COP e rendimento energetico reale, e le implicazioni in termini di comfort ed efficienza. Tutto ciò, con uno sguardo aggiornato anche alla normativa, agli incentivi e ai dati di mercato attuali.

1. Quale Pdc Ha Il Cop Più Alto Dipende Dalla Temperatura Esterna

Le pompe di calore, per definizione, trasferiscono calore da una sorgente a bassa temperatura (aria, terreno, acqua di falda) a un ambiente a temperatura più elevata (interni di un edificio). Il COP dipende direttamente dal differenziale di temperatura tra la sorgente e l’ambiente da riscaldare. Più piccolo è il salto termico da colmare, più alta è l’efficienza della macchina.

Sorgenti geotermiche: costanti e prevedibili

A 100 metri di profondità, la temperatura del sottosuolo è stabile intorno ai 13-14°C durante tutto l’anno. Ogni 33 metri in più di profondità, la temperatura aumenta di circa 1°C. Le pompe geotermiche verticali, che impiegano sonde calate fino a 100-150 metri, sfruttano questa costanza per mantenere prestazioni elevate anche in pieno inverno. Il loro COP, infatti, resta pressoché invariato e può superare il valore di 4 in molte condizioni operative.

Le pompe geotermiche orizzontali, che utilizzano tubazioni interrate a 1-2 metri di profondità, risentono maggiormente delle variazioni stagionali. In inverno, la temperatura del terreno può scendere fino a 3-5°C, riducendo l’efficienza dell’impianto.

Acqua di falda: una sorgente ideale

L’acqua di falda rappresenta un’ottima sorgente di calore, con una temperatura relativamente costante tra gli 8°C e i 12°C. Le pompe di calore che la utilizzano possono raggiungere COP superiori a 5, soprattutto se abbinate a impianti di riscaldamento a bassa temperatura. Tuttavia, non sempre è possibile utilizzare l’acqua di falda: servono autorizzazioni, verifiche idrogeologiche e sistemi di reiniezione.

Aria esterna: più economica ma meno prevedibile

Le pompe di calore aria-acqua e aria-aria sono le più diffuse in ambito residenziale, grazie al costo inferiore e alla semplicità di installazione. Tuttavia, sono anche le più sensibili alla temperatura esterna. A 15°C, una buona pompa di calore aria-acqua può avere un COP di 4 o più; a 0°C, può scendere a 2,5 o meno. In alcune zone d’Italia, dove gli inverni sono miti, questa fluttuazione è accettabile. Nelle aree alpine o appenniniche, invece, le basse temperature invernali possono compromettere il rendimento.

In conclusione, non esiste una pompa con COP sempre più alto: tutto dipende dalla sorgente di calore disponibile, dalla stagione e dall’uso previsto.

 

2. Le Prestazioni Di Un Sistema A Pompa Di Calore

Il rendimento globale di un impianto a pompa di calore dipende da diversi elementi concatenati: il tipo di pompa, il dimensionamento, la regolazione, il sistema di distribuzione e le condizioni ambientali. Il COP fornisce una fotografia istantanea, ma per valutare la reale efficienza stagionale si usa un altro parametro: lo SCOP (Seasonal COP), che esprime il rendimento medio durante un intero anno di funzionamento.

L’importanza del salto termico

La termodinamica ci insegna che ogni trasferimento di calore richiede energia, e più grande è il salto termico, più energia sarà necessaria. Una pompa di calore sarà tanto più efficiente quanto più basse saranno le temperature di mandata (35-40°C) e quanto più alta sarà quella della sorgente.

Ecco perché è fondamentale abbinare le pompe di calore a sistemi di riscaldamento a bassa temperatura, come i pannelli radianti a pavimento o i ventilconvettori di nuova generazione. Se si cerca di far funzionare una pompa di calore con termosifoni tradizionali a 70°C, l’efficienza cala drasticamente e l’impianto diventa antieconomico, a meno che non si tratti di una pompa di calore ad alta temperatura, espressamente progettata per questo tipo di impiego.

Integrazione con solare termico e fotovoltaico

L’efficienza di un impianto può essere ulteriormente aumentata integrando una pompa di calore con:

• Solare termico: per preriscaldare l’acqua, riducendo il lavoro della pompa.
• Fotovoltaico: per coprire parte dell’energia elettrica richiesta, migliorando il bilancio energetico complessivo e abbattendo la bolletta.

 

3. La Curva Del COP Per Una Pompa Di Calore Geotermica Orizzontale

Durante la stagione invernale, il COP giornaliero di una pompa geotermica orizzontale mostra una certa variabilità, legata all’andamento della temperatura del terreno nei primi metri di profondità.

Profondità e rendimento

• Tra gli 0 e i 2 metri, la temperatura del suolo varia fortemente tra estate e inverno, e anche tra giorno e notte.
• A 2-4 metri, le variazioni sono più smorzate, ma ancora presenti.
• Solo oltre i 10 metri si ha una temperatura sostanzialmente costante, tra i 12 e i 14°C.

In un impianto geotermico orizzontale, dove i tubi sono posizionati a circa 1-2 metri di profondità, la temperatura del fluido scambiatore segue ancora le oscillazioni climatiche. Il risultato è un COP variabile, che si attesta tra 3 e 5 nel periodo invernale. Per migliorare la resa si possono:

• Incrementare la superficie di scambio, aumentando la lunghezza dei tubi.
• Ottimizzare la stratigrafia del terreno, posizionando i collettori in zone non soggette a ombreggiamento e con buona capacità termica.

Sistemi verticali e acqua di falda

Le pompe di calore geotermiche verticali, con sonde fino a 100 metri di profondità, non risentono di queste variazioni. Il COP resta stabile tra 4 e 5, anche con temperature esterne molto basse. Le pompe ad acqua di falda, in condizioni ottimali, possono superare COP di 5,5, rendendole tra le più efficienti in assoluto – ma anche le più complesse da installare.

 

4. Il COP Di Una Pompa Di Calore Aria-Acqua

Il COP nominale indicato nei datasheet di una pompa di calore aria-acqua è spesso calcolato in condizioni standard (ad esempio aria a 7°C e acqua in uscita a 35°C). Tuttavia, questo valore è solo indicativo e non rappresenta il comportamento reale in tutte le situazioni.

Fattori che influenzano il COP reale

1. Temperatura esterna dell’aria: È la variabile più importante. A 7°C il COP può essere 4, ma a -5°C può scendere a 2 o meno. Le pompe di calore moderne, tuttavia, sono progettate per funzionare anche con temperature esterne inferiori a -15°C, grazie all’adozione di compressori scroll inverter, valvole di espansione elettroniche e gas refrigeranti ottimizzati (come l’R32).
2. Temperatura di mandata dell’acqua: Minore è questa temperatura, maggiore sarà il COP. Con acqua a 35°C il COP può superare 4, ma se si richiedono 65-70°C (come nei radiatori tradizionali) il COP scende drasticamente a 2 o meno.
3. Carico parziale: Le pompe di calore inverter modulano la potenza in funzione del fabbisogno. In condizioni di carico parziale (tipiche delle mezze stagioni), il COP può essere anche più elevato rispetto al valore nominale.
4. Cicli di sbrinamento: In presenza di umidità e basse temperature, si forma ghiaccio sullo scambiatore esterno, che deve essere rimosso attraverso cicli di sbrinamento attivo. Questo processo consuma energia e riduce l’efficienza media.

SCOP: un parametro più affidabile

Per rappresentare meglio il comportamento stagionale, le normative europee (EN 14825) introducono il SCOP, ovvero il COP medio ponderato su un intero anno. In Italia, nelle zone climatiche temperate, un buon SCOP per una pompa aria-acqua residenziale è compreso tra 3,5 e 4,5. In climi più freddi scende, in climi più miti può essere anche superiore.

 

5. La Differenza Tra Efficienza Energetica e COP

Una distinzione fondamentale da chiarire è quella tra efficienza energetica e COP. L’efficienza è il rapporto tra energia utile in uscita e energia fornita in ingresso. In un impianto elettrico classico, l’efficienza non può superare il 100%: ad esempio, un radiatore elettrico converte 1 kWh elettrico in 1 kWh termico, con efficienza del 100%.

COP: una misura ambientale più che meccanica

Il COP, invece, non rappresenta un “rendimento meccanico”, ma l’efficienza del processo termodinamico di trasferimento del calore. Una pompa di calore può avere COP anche superiori a 5, perché non “produce” calore, ma lo trasferisce da una sorgente esterna.

Ad esempio:

• Un COP di 3 significa che per ogni kWh elettrico consumato, la macchina fornisce 3 kWh termici.
• Un COP di 5 significa un’efficienza apparente del 500%, impossibile per una resistenza elettrica ma perfettamente normale per una pompa di calore.

Questo perché l’energia in ingresso è solo una parte del ciclo, e il resto dell’energia viene “presa in prestito” dall’ambiente (aria, acqua o suolo).

Altri indicatori: SPF e PEF

Oltre al COP e SCOP, esistono altri indicatori utilizzati per valutare le pompe di calore:

• SPF (Seasonal Performance Factor): simile allo SCOP, ma calcolato su dati reali di funzionamento.
• PEF (Primary Energy Factor): tiene conto dell’energia primaria consumata, utile per confrontare diverse fonti energetiche.

 

Conclusione: Qual È La Pompa Di Calore Con Il Miglior COP?

La risposta corretta è: dipende dalle condizioni operative.

• Se si dispone di un pozzo o si può sfruttare l’acqua di falda, le pompe geotermiche ad acqua sono imbattibili, con COP anche superiori a 5.
• Le geotermiche verticali sono molto efficienti e costanti, ma richiedono costi d’installazione elevati.
• Le geotermiche orizzontali offrono buoni COP (tra 3 e 5), ma risentono delle variazioni stagionali.
• Le aria-acqua sono più economiche, flessibili e diffuse, con COP variabile (da 2 a 4,5), ma ottimizzabili se abbinate a impianti a bassa temperatura e fotovoltaico.

Oggi esistono anche pompe di calore ibride, che combinano un compressore con una caldaia a condensazione per intervenire nei picchi di richiesta, ottimizzando efficienza e continuità di servizio.

Incentivi come il Conto Termico 2.0 o le detrazioni fiscali al 65% (Ecobonus) rendono le pompe di calore un investimento interessante per l’efficienza energetica e la transizione ecologica. Tuttavia, per ottenere il massimo dal proprio impianto è essenziale affidarsi a un progettista esperto che sappia valutare il contesto climatico, la tipologia edilizia, il sistema di distribuzione del calore e la strategia di integrazione energetica più adatta.