COP pompa di calore (Carnot e reale)
Calcola il COP teorico di Carnot e il COP reale stimato di una pompa di calore, in riscaldamento e raffrescamento, a partire dalle temperature di sorgente.
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Formula e metodo
Dati: sorgente 7°C, mandata 45°C, η=50%. COP_Carnot=7,96, COP_reale≈3,98. Ogni kW elettrico produce ~4 kW di calore.
Coefficiente di prestazione
Il COP (Coefficient of Performance) è il rapporto tra l'energia termica fornita dalla pompa di calore e l'energia elettrica consumata per produrla. Un COP di 4 significa che per ogni kWh elettrico consumato, la pompa di calore trasferisce 4 kWh di calore all'ambiente. Questo rende le pompe di calore molto più efficienti delle resistenze elettriche (COP = 1).
Fattori che influenzano il COP
Il COP dipende dalla differenza di temperatura tra sorgente fredda (aria esterna, acqua, terreno) e utilizzo (temperatura di mandata all'impianto). Minore è questa differenza, maggiore è il COP. Con aria esterna a 7°C e mandata a 35°C, il COP può superare 4. Con aria a -5°C e mandata a 55°C, il COP scende a 2-2,5. Per questo le pompe di calore rendono meglio con impianti a bassa temperatura.
SCOP e rendimento stagionale
Il SCOP (Seasonal COP) è il COP medio stagionale, che considera le variazioni di temperatura esterna durante tutta la stagione di riscaldamento. È più rappresentativo delle prestazioni reali rispetto al COP nominale misurato in condizioni standard. La normativa europea impone l'indicazione dello SCOP nelle etichette energetiche dei climatizzatori.
Confronto economico
Per valutare la convenienza economica, confrontare il costo del kWh termico: con metano a 1 €/m³ e caldaia al 90% di rendimento, il kWh termico costa circa 0,11 €. Con elettricità a 0,25 €/kWh e pompa di calore COP 4, il kWh termico costa 0,06 €. La pompa di calore è più conveniente, ma l'investimento iniziale è superiore.
Domande frequenti
COP (Coefficient of Performance) = Energia termica ceduta / Energia elettrica consumata. Un COP di 4 significa che per ogni kWh elettrico ottieni 4 kWh termici. È il rendimento della pompa di calore.
Perché la pompa di calore non crea energia, la sposta. Prende calore dall'esterno (aria, acqua, terra) e lo trasferisce dentro. L'energia elettrica serve solo a far funzionare il ciclo, non a produrre calore.
No, dipende dalla temperatura esterna. Con aria a 7°C: COP 3-4. A -7°C: COP 2-2,5. A -15°C: COP 1,5-2 (quasi come una resistenza). Le pompe geotermiche hanno COP più stabile perché il terreno è a 12-15°C.
SCOP (Seasonal COP) è il COP medio stagionale per riscaldamento. SEER (Seasonal EER) è quello per raffrescamento. Sono più realistici del COP nominale perché considerano condizioni variabili.
Se COP medio > costo elettricità / costo gas. Con elettricità a 0,25€/kWh e gas a 0,10€/kWh: conviene se COP > 2,5. Con fotovoltaico, la convenienza aumenta molto (elettricità quasi gratis).