Quanto è Il COP Di Una Pompa Di Calore Aria-Acqua?

1. I Fattori Che Influenzano Il COP Di Una Pompa Di Calore Aria-Acqua

Il COP, acronimo di Coefficient of Performance, rappresenta il principale indicatore di efficienza per una pompa di calore. Esso esprime il rapporto tra l’energia termica fornita all’ambiente e l’energia elettrica consumata per ottenerla. In termini semplici, un COP pari a 3 indica che la macchina genera 3 kWh termici utilizzando 1 solo kWh elettrico.

Tuttavia, il valore indicato nei datasheet dei produttori, chiamato COP nominale, rappresenta una condizione ideale, ottenuta in laboratorio con parametri standard. Il COP reale può essere molto differente e dipende da numerose variabili ambientali e impiantistiche. Vediamo le principali:

• Temperatura dell’aria esterna: più bassa è la temperatura dell’aria da cui la pompa estrae calore, minore sarà il COP. Questo perché il fluido refrigerante, per evaporare e trasferire calore, ha bisogno di un delta termico sufficiente, e questo diventa sempre più difficile man mano che la temperatura esterna scende.
• Temperatura dell’acqua in uscita: il secondo parametro critico è la temperatura alla quale si vuole riscaldare l’acqua di mandata. Se l’impianto è a bassa temperatura (es. pannelli radianti), si lavora a circa 35°C. Se invece l’acqua alimenta dei termosifoni, si può arrivare anche a 65-70°C. Questo richiede un salto termico maggiore, e dunque un assorbimento elettrico più elevato a parità di calore fornito.
• Efficienza meccanica e qualità della macchina: infine, il rendimento della pompa di calore vera e propria (cioè l’efficienza del compressore, della valvola di espansione, dei ventilatori e degli scambiatori di calore) ha un forte impatto sul COP. Un modello domestico medio può raggiungere un rendimento globale del 35%, ma esistono soluzioni più avanzate, dotate di compressori inverter, fluidi refrigeranti a basso GWP o scambiatori ottimizzati, che offrono prestazioni migliori, soprattutto nelle mezzestagioni.

È importante ricordare che il COP, oltre che variare istantaneamente in base alle condizioni operative, può essere rappresentato anche in forma stagionale, tramite l’indicatore SCOP (Seasonal COP), più rappresentativo del comportamento medio annuale della macchina.

 

2. Stima Del COP Di Una Pompa Di Calore Aria-Acqua Domestica

Per aiutare chi deve scegliere una pompa di calore, è utile capire come varia il COP al variare delle condizioni esterne. Con l’ausilio di modelli teorici semplificati (o software di calcolo), è possibile stimare in modo abbastanza affidabile il rendimento atteso in condizioni reali.

Prendiamo come riferimento un sistema con rendimento globale del 35% (che tiene conto delle perdite meccaniche interne alla pompa). In base a questo valore, e supponendo una temperatura dell’acqua in uscita pari a 35°C (quindi impianto a bassa temperatura), possiamo osservare le seguenti stime indicative:

• 10°C esterni → COP ≈ 4,3
• 5°C esterni → COP ≈ 3,6
• 0°C esterni → COP ≈ 3,1

Nel caso invece si debba alimentare un impianto ad alta temperatura (es. termosifoni), con acqua a 65°C, il COP diminuisce sensibilmente:

• 10°C esterni → COP ≈ 2,2
• 5°C esterni → COP ≈ 2,0
• 0°C esterni → COP ≈ 1,8

Questo comportamento riflette il principio di Carnot, secondo cui la quantità di energia necessaria per spostare il calore aumenta all’aumentare del salto termico tra la fonte (aria) e il fluido riscaldato (acqua).

Per questo motivo, le pompe di calore lavorano meglio se abbinate a impianti a pavimento o a pannelli radianti, che funzionano con acqua a temperature più basse, riducendo lo sforzo richiesto al compressore e massimizzando il rendimento. Al contrario, impianti tradizionali con termosifoni rendono meno vantaggioso l’uso di pompe di calore, se non si abbinano a modelli ad alta temperatura.

 

3. Il “Punto Di Equilibrio” Nella Curva Del COP Di Una Pompa Di Calore

Un concetto chiave da tenere a mente è quello del punto di equilibrio termico, cioè il punto in cui la potenza termica fornita dalla pompa di calore e il fabbisogno energetico dell’edificio coincidono. Oltre quel punto (cioè a temperature esterne inferiori), la pompa non riesce più a soddisfare da sola il fabbisogno di calore e necessita di un integrazione con una fonte ausiliaria, come una caldaia o una resistenza elettrica.

Il punto di equilibrio dipende da:

• le caratteristiche dell’edificio (isolamento termico, esposizione, superficie)
• le caratteristiche dell’impianto di riscaldamento (potenza disponibile, tipologia)
• la temperatura esterna di progetto (ad es. -5°C in pianura padana o -10°C in montagna)
• la temperatura dell’acqua di mandata necessaria

Per esempio, in una casa ben isolata con impianto a bassa temperatura, il punto di equilibrio può situarsi attorno ai -3/-5°C. In edifici vecchi e poco isolati, già a +2°C la pompa di calore può non essere più sufficiente.

È per questo che nelle progettazioni corrette, si prevede l’integrazione con una fonte secondaria, o si adottano pompe di calore con potenze elevate e cicli ottimizzati. Laddove possibile, la combinazione con un impianto fotovoltaico aiuta a ridurre il costo dell’energia elettrica utilizzata per l’integrazione.

 

4. Variabilità Del COP Per Le Pompe Di Calore Con Sorgente L’Aria

La sorgente di calore più utilizzata è senza dubbio l’aria esterna, disponibile ovunque e gratuita. Ma proprio questa disponibilità si accompagna a grandi variazioni stagionali, che influenzano pesantemente il rendimento.

Nel periodo estivo e nelle mezze stagioni, con temperature esterne miti, la pompa lavora in condizioni ottimali, raggiungendo COP superiori a 4 o 5. Nei mesi invernali rigidi, al contrario, si registrano cali anche sotto COP 2, rendendo necessario il supporto di un sistema ausiliario.

Un esempio pratico: con una temperatura esterna di 7°C e acqua a 35°C, un modello di fascia medio-alta può garantire COP 4. Quando la temperatura scende a -2°C, lo stesso modello lavora con un COP attorno a 2,5, e sotto i -5°C può scendere a 2 o meno.

È importante che il progettista tenga conto di questa variabilità in fase di dimensionamento, adattando la taglia della macchina alle temperature di progetto della zona climatica.

Inoltre, per migliorare il rendimento nelle giornate più fredde, alcune pompe di calore ad aria utilizzano:

• Compressori scroll o inverter
• Cicli di sbrinamento intelligenti
• Pre-riscaldamento del refrigerante
• Ventilazione controllata e ottimizzata

Un’altra strategia efficace è l’accoppiamento con un impianto solare termico, che può pre-riscaldare l’acqua sanitaria o supportare il riscaldamento nei periodi meno freddi. Questa combinazione è vantaggiosa soprattutto per migliorare lo SCOP complessivo e ridurre l’assorbimento elettrico totale.

 

5. Il Coefficiente Di Prestazione (COP): Termico, Economico E Normativo

Quando si parla di efficienza di una pompa di calore, si distingue tra:

• COP termico: il classico rapporto fra energia termica fornita ed energia elettrica consumata.
• COP economico: rapporto fra il costo dell’energia elettrica e quello del calore fornito, espresso in €/kWh.

Questo secondo valore è molto importante per valutare la convenienza economica della tecnologia. Per esempio:

• se il costo dell’elettricità è 0,25 €/kWh
• e quello del gas metano (con caldaia a condensazione al 95%) è 0,08 €/kWh termici

allora il COP minimo per pareggiare i costi è circa:
0,25 / 0,08 = 3,12

Quindi, solo sopra COP 3,1 la pompa di calore diventa più conveniente del metano, a parità di condizioni. Tuttavia, se si utilizza energia elettrica prodotta da un impianto fotovoltaico, anche con un COP più basso si può avere un risparmio netto.

Dal punto di vista normativo, i requisiti minimi di efficienza per pompe di calore sono definiti dal Regolamento (UE) 813/2013 e successivi aggiornamenti. In Italia, per accedere agli incentivi del Conto Termico o del Superbonus 70% (2025), la pompa deve essere certificata secondo il Regolamento EcoDesign e avere SCOP ≥ 3,5 (clima medio).

Ricordiamo anche che oggi lo scambio sul posto non esiste più, sostituito dal meccanismo del Ritiro Dedicato (RID) e dal Servizio di Autoconsumo Immediato. Questo modifica le strategie di progettazione degli impianti fotovoltaici + pompa di calore, rendendo prioritario massimizzare l’autoconsumo diretto.

 

Conclusioni

Il COP di una pompa di calore aria-acqua è una grandezza fondamentale per stimarne l’efficienza, ma non può essere considerato isolatamente. Va contestualizzato in funzione delle temperature operative, della zona climatica, del tipo di impianto termico e soprattutto dei costi energetici e delle strategie di integrazione impiantistica.

Una pompa di calore ben dimensionata, abbinata a un impianto a bassa temperatura e supportata da produzione elettrica da fotovoltaico, può rappresentare oggi una delle soluzioni più efficienti ed economiche per il riscaldamento domestico. Tuttavia, serve attenzione in fase progettuale per evitare sottodimensionamenti, inefficienze e sprechi.

Per chi sta valutando un nuovo impianto, è importante non fermarsi solo al COP dichiarato dal costruttore, ma ragionare in termini di SCOP reale, convenienza economica e integrazione intelligente con il sistema edificio-impianto-energia.