Livelli di efficienza di una pompa di calore a compressione elettrica

La pompa di calore elettrica costituisce, oggi, un’ottima ed efficiente alternativa ai tradizionali generatori per il riscaldamento e agli impianti di condizionamento. È in grado di rispondere in un’unica soluzione alle esigenze di climatizzazione in ogni periodo dell’anno e di produzione di acqua calda sanitaria anche in ambito residenziale.
 
La stessa macchina, infatti, mediante una semplice valvola di inversione (presente in una pompa di calore inverter), è in grado di scambiare tra loro le funzioni dell'evaporatore e del condensatore, fornendo così calore in inverno e freddo in estate. Una pompa di calore elettrica ha il vantaggio di utilizzare, come detto, un’unica fonte energetica per il funzionamento ossia l’energia elettrica, la quale può essere parzialmente o totalmente prodotta da un impianto fotovoltaico; anche laddove tale impianto non fosse presente, le odierne pompe di calore hanno un rendimento molto alto.
 
L'efficienza di una pompa di calore elettrica, in fase di riscaldamento, è misurata dal coefficiente di prestazione C.O.P. rappresentato dal rapporto tra energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) ed energia elettrica consumata. Il C.O.P. è variabile a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento.
 
A titolo esemplificativo un C.O.P. = 3 indica che per 1 kWh di energia elettrica consumato, il sistema fornisce 3 kWh di calore al mezzo da riscalda. In generale, si può affermare che l'efficienza di una P.d.C. sarà tanto maggiore quanto più bassa è la temperatura a cui il calore viene ceduto (nel condensatore) e quanto più alta quella della sorgente da cui viene assorbito (nell'evaporatore), semplificando, nella valutazione del rendimento si deve tener conto del fatto che la potenza termica resa dalla pompa di calore dipende dalla temperatura a cui la stessa assorbe calore.
 
L’indice E.E.R. è un parametro del tutto simile al C.O.P., sia per quanto concerne il calcolo che per quanto concerne il valore, e rappresenta il rendimento delle pompe di calore nella fase di raffrescamento. Parimenti alla pompa di calore con compressione elettrica, l'efficienza di una pompa di calore a gas è misurata dal valore di efficienza di utilizzazione del gas G.U.E. ossia il rapporto tra energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) ed energia consumata dal bruciatore.
 
Nell’ambito delle pompe di calore, riprendendo quanto accennato ad inizio articolo, è doveroso fare una distinzione legata al funzionamento dei sistemi, più in particolare andando a definire quali siano la cosiddetta sorgente fredda, ossia il “mezzo” esterno da cui si estrae calore, principalmente costituito da:
 

• l’aria esterna al locale da riscaldare, tipicamente l'aria dell'ambiente esterno;

 

• l'acqua di falda, di fiume, di lago quando questa è presente in prossimità dei locali da riscaldare e a ridotta profondità; altre sorgenti possono essere costituite da acqua accumulata in serbatoi e riscaldata dalla radiazione solare;

 

• la terra, nella quale vengono inserite a profondità variabile delle specifiche tubazioni relative all'evaporatore (tubazioni chiamate sonde geotermiche);

 
e il cosiddetto pozzo caldo, ossia l’aria o l’acqua, al quale si cede il calore prodotto/recuperato, identificabile, più in generale, con l’ambiente da riscaldare.