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Cos’è una pompa di calore e come funziona

Pompa di calore Innova tipo Fulda - Enerways

Il primo di una serie di articoli per capire, senza scorciatoie, cosa succede quando si sceglie una pompa di calore per casa propria.

Se state valutando una pompa di calore per la vostra casa, probabilmente volete risposte chiare e utili, e allo stesso tempo non vi serve un trattato tecnico. Qui trovate spiegazioni pratiche, esempi semplici e i concetti chiave per capire se questa tecnologia può fare al caso vostro.

Partiamo dalla domanda che si fanno tutti

“Ma come fa, d’inverno, a scaldare la casa usando aria fredda?”

La domanda è giusta, e la risposta è che la pompa di calore non produce il calore come una caldaia: lo “pompa”, come dice la parola stessa, esattamente come una pompa idraulica non produce acqua ma la sposta da un posto in basso ad uno più in alto.

In pratica, la pompa di calore è una macchina che prende energia termica che è già presente nell’aria a bassa temperatura e la trasferisce dentro casa a temperatura maggiore, utile per il riscaldamento e l’acqua calda. Usando un altro paragone, è quello che fa un frigorifero (che di fatto è una pompa di calore), ma al contrario: il frigo estrae il calore da dentro il suo involucro raffreddando il cibo e lo riemette nella cucina a una trentina di gradi centigradi; la pompa di calore sposta calore da fuori, catturandolo dall’aria esterna, verso il vostro salotto.

Ma quindi l’aria fredda contiene calore?

Sì. Quando fuori ci sono 0°C non significa che non ci sia energia: 0°C è più caldo di -10°C, quindi l’aria può ancora cedere calore. La pompa di calore cattura questa energia disponibile utilizzando un liquido a temperature ancora più basse rispetto a quella dell’aria.

Come funziona il processo in quattro punti

Dentro la pompa di calore circola un fluido speciale, chiamato refrigerante, che ha una caratteristica preziosa: si trasforma da liquido a vapore a temperature molto basse (al contrario dell’acqua, ad esempio, che ha bisogno di circa 100°C per questo passaggio). Senza questa caratteristica non ci sarebbe modo di “catturare” l’energia dell’aria fredda e portarla a una temperatura utile per la casa. Il funzionamento è questo:

1. ➜ 2. Il refrigerante freddo e liquido passa in uno scambiatore a contatto con l’aria esterna. Anche se fuori fa freddo, il refrigerante è ancora più freddo e quindi assorbe calore dall’aria. Mentre si scalda il refrigerante evapora.

2. ➜ 3. Al contrario di un liquido, il vapore ottenuto può essere compresso. Questo processo avviene grazie ad un compressore azionato da un motore elettrico. Comprimere un vapore lo scalda fino ad una temperatura utile per la casa. È lo stesso effetto che si sente toccando il corpo di una pompa da bici dopo qualche colpata: si scalda perché comprime l’aria.

3. ➜ 4. Il vapore caldo e ad alta pressione passa in un secondo scambiatore, questa volta collegato con l’impianto termico di casa (pavimento radiante, radiatori, acqua sanitaria). Cede calore e si raffredda.

4. ➜ 1. Per tornare liquido, il refrigerante è espanso alla pressione iniziale, si raffredda bruscamente — lo stesso effetto che si sente tenendo in mano una bomboletta spray mentre si preme il pulsante — e ritorna liquido. Qui il ciclo si chiude e ricomincia.

Il compressore è l’unico componente che consuma energia elettrica per pompare il calore dall’esterno all’interno della casa innalzandone la temperatura.

Schema del ciclo termico di una pompa di calore
Componenti nell'unità esterna di una pompa di calore

L’energia rinnovabile “invisibile”

Ed è questo che rende la tecnologia estremamente interessante: la maggior parte dell’energia trasferita in casa è sempre disponibile nell’ambiente che ci circonda, e solo una parte è invece imputabile all’elettricità utilizzata.

Per questo motivo le pompe di calore sono ufficialmente riconosciute come tecnologia rinnovabile dall’Unione Europea. La Direttiva europea RED III definisce l’energia termica dell’aria (aerotermica), dell’acqua (idrotermica) e del terreno (geotermica) come fonti rinnovabili a tutti gli effetti.

La quota di calore che la pompa di calore preleva dall’ambiente conta come energia rinnovabile, esattamente come conta l’energia di un pannello fotovoltaico.

Quanta elettricità consuma quindi?

Una pompa di calore che consuma 1 kWh di elettricità per il compressore, trasferisce attorno a 3 kWh di calore utile dentro casa. La differenza tra il calore utile ed il consumo di elettricità – 2 kWh in questo caso -viene dall’ambiente.

Il parametro sempre associato alla pompa di calore, che misura la bontà del processo si chiama COP, ed è calcolato come il rapporto tra il calore utile ed il consumo elettrico: un COP di 3 significa che per ogni kWh di elettricità consumata, la macchina restituisce 3 kWh di calore.

Va detto a questo punto che non è sempre ugualmente semplice estrarre calore dall’aria: più è bassa la sua temperatura, più elettricità serve per estrarlo e renderlo disponibile; più la temperatura dell’aria si alza, maggiore è l’energia estratta e quindi il COP che ne deriva.

Va da sé quindi che il numero che conta davvero per esprimere le prestazioni di un impianto di casa non è il COP in una specifica condizione operativa ma lo SCOP – il COP stagionale –, cioè la media dei COP in tutte le condizioni in cui la pompa di calore si trova a funzionare.

E d’estate?

Un dettaglio che spesso sorprende: quasi tutte le pompe di calore moderne sono reversibili. Invertendo il ciclo del refrigerante, la stessa macchina che d’inverno estrae calore dall’aria esterna per portarlo dentro, d’estate estrae calore da dentro casa e lo scarica fuori. In questo modo la pompa di calore si comporta esattamente come il frigorifero di cucina.

In pratica: un’unica macchina fa il riscaldamento invernale, l’acqua calda sanitaria e il raffrescamento estivo.

L’accoppiata con il fotovoltaico

Come abbiamo detto, la pompa di calore consuma elettricità. Un impianto fotovoltaico produce elettricità. La coppia è quasi naturale: l’energia prodotta sul tetto alimenta la macchina che riscalda la casa. Nei periodi in cui il sole non basta (mattine invernali, notti), la pompa di calore attinge alla rete elettrica; nelle ore centrali, l’impianto fotovoltaico copre parte o, nei casi migliori, tutto il consumo della pompa di calore.

Per dare un’idea concreta: una casa mediamente isolata di 100 mq ha un fabbisogno netto di energia per il riscaldamento attorno a 8.000–10.000 kWh l’anno. Per fornire questa energia, una caldaia a gas brucerebbe circa 900-1100 m3 di metano all’anno, equivalenti a 9.000-11.000 kWh lordi all’anno (questo perché una parte dell’energia contenuta nel gas viene dispersa nei fumi di scarico). Con uno SCOP di 3 il consumo elettrico per il riscaldamento sarebbe di circa 2.700–3.300 kWh l’anno. Utilizzando un impianto fotovoltaico l’elettricità prelevata dalla rete può essere ridotta ad una frazione di questo valore. La sinergia funziona ancora meglio se la pompa di calore è programmata per lavorare nelle ore in cui il fotovoltaico produce di più, che sono anche le ore in cui, non a caso, la temperatura dell’aria esterna è più alta e quindi il COP della macchina è più favorevole: un doppio vantaggio.

Un’ultima cosa: non sono tutte uguali

Chiudiamo con un avvertimento. Nonostante il mercato sia cresciuto molto – in Europa sono state vendute circa 2,63 milioni di pompe di calore residenziali nel 2025 (dati EHPA, aprile 2026) –, una pompa di calore non è un elettrodomestico che si compra al banco. È un elemento di un sistema che va dimensionato per l’edificio in cui si troverà ad operare, tenendo conto del suo stato di conservazione, del tipo di impianto di distribuzione, del clima locale e delle abitudini della famiglia.

Nei prossimi articoli entreremo nel merito di come si progetta un impianto integrato e cosa cambia in base al tipo di edificio.

Possiamo valutare con voi lo stato del vostro edificio e capire quale configurazione si adatti meglio alla vostra casa. Se avete domande, scriveteci e parliamo del vostro caso specifico.

FAQ

  • Una pompa di calore funziona a -10°C?
    Sì, le macchine di nuova concezione possono funzionare anche a -20°C ma il COP diminuisce: in climi molto freddi può servire un’integrazione.
  • Serve sempre un serbatoio per l’acqua calda?
    Sì, per accumulare e gestire la produzione di acqua calda sanitaria in modo efficiente.
  • Conviene abbinarla al fotovoltaico?
    Non è necessario, ma il fotovoltaico può coprire molto del consumo elettrico della pompa di calore e la programmazione intelligente dei carichi massimizza l’autoconsumo.

Per chi vuole approfondire

  • RED III – Direttiva (UE) 2023/2413 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 18 ottobre 2023, che modifica la direttiva (UE) 2018/2001, il regolamento (UE) 2018/1999 e la direttiva n. 98/70/CE per quanto riguarda la promozione dell’energia da fonti rinnovabili e che abroga la direttiva (UE) 2015/652 del Consiglio
  • Assoclima (2023), Libro Bianco sulle Pompe di Calore, IV edizione — il riferimento italiano più completo su tecnologia, mercato e normativa
  • European Heat Pump Association (EHPA), European Heat Pump Market and Statistics Report — dati di mercato aggiornati annualmente, ehpa.org/market-data
  • International Energy Agency (2022), The Future of Heat Pumps, IEA World Energy Outlook Special Report — iea.org/reports/the-future-of-heat-pumps

 

Articolo di Roberto Fedrizzi, co-fondatore di Enerways.

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