La pompa di calore trasferisce calore da una sorgente fredda a una calda. COP, EER, SCOP e le formule per il dimensionamento.
Principio di funzionamento
La pompa di calore (PdC) sfrutta il ciclo frigorifero inverso: un fluido refrigerante assorbe calore dalla sorgente fredda (aria, acqua, terreno) evaporando, viene compresso dal compressore aumentando di temperatura, cede calore all'impianto nel condensatore, e si espande nella valvola di laminazione.
COP e EER
COP = Qriscaldamento / Welettrico
EER = Qraffrescamento / Welettrico
Il COP (Coefficient of Performance) indica l'efficienza in riscaldamento: un COP di 4 significa che per ogni kWh elettrico la PdC fornisce 4 kWh termici. L'EER vale per il raffrescamento. Valori tipici: COP 3-5, EER 2.5-4.
SCOP e SEER
Lo SCOP (Seasonal COP) e il SEER (Seasonal EER) misurano l'efficienza stagionale media, più rappresentativa delle prestazioni reali. La classe energetica si basa su questi parametri (EU Reg. 626/2011).
Tipologie
Aria-acqua: la più diffusa, sorgente è l'aria esterna. COP cala con temperature rigide.
Aria-aria: equivale al condizionatore split in modalità riscaldamento.
Acqua-acqua: sfrutta acqua di falda, COP stabile tutto l'anno.
Terra-acqua (geotermica): sonde nel terreno, temperature stabili (12-15°C). COP elevato ma costo di installazione maggiore.
Dimensionamento
Ptermica = Dispersioni edificio / COPdi progetto
Si parte dal calcolo delle dispersioni termiche (UNI/TS 11300) e si divide per il COP alla temperatura di progetto esterna. Per Zona E si usa tipicamente -5°C come temperatura esterna.
Domande frequenti
Il COP nominale (a 7°C esterno, 35°C mandata) è tipicamente 4-5 per le macchine moderne. A -5°C scende a 2,5-3,5. Lo SCOP stagionale medio si attesta su 3,5-4,5 in zona climatica E. Significa che per ogni kWh elettrico si ottengono 3,5-4,5 kWh termici.
Si calcolano le dispersioni termiche dell'edificio (UNI EN 12831 o UNI/TS 11300), si determina la potenza termica necessaria e si divide per il COP alla temperatura esterna di progetto. Per zona E (-5°C) con COP 3, un edificio da 10 kW dispersi richiede circa 3,3 kW elettrici.
Con un COP medio di 3,5-4, la pompa di calore consuma meno energia primaria della caldaia a condensazione (rendimento 0,90-0,95). La convenienza economica dipende dal rapporto tra prezzo elettricità e gas: con tariffa dedicata e fotovoltaico, la PdC è quasi sempre più conveniente.
La pompa di calore è ottimale con impianti a bassa temperatura (pavimento radiante, 30-35°C). Con termosifoni tradizionali serve una temperatura di mandata più alta (55-65°C) che riduce il COP. Si possono usare termosifoni sovradimensionati o ventilconvettori per mantenere buone prestazioni.
Il COP è misurato in condizioni standard di laboratorio (es. 7°C/35°C). Lo SCOP (Seasonal COP) è la media stagionale calcolata su un profilo climatico rappresentativo e include gli ausiliari, lo sbrinamento e le variazioni di temperatura. Lo SCOP è più rappresentativo delle prestazioni reali.