Il terzo di una serie di articoli per capire, senza scorciatoie, cosa succede quando scegliete una pompa di calore per casa vostra.
Come abbiamo visto, quando si valuta il passaggio al riscaldamento con pompa di calore, una domanda ricorre spesso: qual è la taglia giusta per la nostra pompa di calore? Tecnicamente ed economicamente coprire il 100% del carico termico con un solo generatore non è sempre la scelta più razionale. In certi casi, una pompa di calore più piccola affiancata da una caldaia è la strategia migliore per costo, efficienza e coerenza tecnica.
Il carico termico di picco si verifica molto raramente
“Ma quante ore all’anno serve davvero tutta quella potenza?”
Meno di quante pensiate. Il carico termico di picco è calcolato sulle temperature minime registrate in un arco di trent’anni, soglie che con l’innalzamento delle temperature medie si raggiungono ormai raramente, se non mai. A questo si aggiunge che i progettisti applicano convenzionalmente un fattore di sicurezza sul valore calcolato, per coprire l’eventualità che riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria funzionino al massimo contemporaneamente, un’eventualità che nella pratica si verifica per qualche decina di ore l’anno.
Prendiamo Trento come esempio, rappresentativo di gran parte del Nord: in un condominio degli anni ’80, di 900 mq calpestabili, una stagione invernale tipica eroga riscaldamento per circa 2.700 ore, mentre l’acqua calda sanitaria viene richiesta in modo distribuito su tutto l’anno. Calcolando la potenza necessaria a coprire i due contributi insieme, emerge un quadro molto sbilanciato:
- nel 90% delle ore di funzionamento, la potenza richiesta è inferiore al 50% del carico di picco
- nel 70% delle ore, la potenza richiesta è inferiore al 20% del carico massimo
Il motivo è semplice: nelle mezze stagioni e in estate, quando il sistema gira solo per produrre acqua calda, il carico è minimo, ed è proprio questo periodo a spiegare gran parte di quel 70% di ore a bassissimo carico.
Più freddo uguale meno efficiente
C’è un secondo elemento che rende il sovradimensionamento ancora meno conveniente: l’efficacia di una pompa di calore decresce al calare della temperatura esterna.
Il COP (coefficiente di prestazione) di una pompa di calore aria-acqua tipica varia così:
| Temp. esterna | COP 35°C | COP 55°C |
|---|---|---|
| +15°C | 6,42 | 3,88 |
| +7°C | 5,09 | 3,36 |
| 0°C | 3,37 | 2,29 |
| -2°C | 3,22 | 2,24 |
| -7°C | 3,10 | 2,05 |
Dati: Innova Fulda M modello 9M, prestazioni nominali UNI EN 14511.
Le ore più fredde, quelle in cui servirebbe la massima potenza, sono anche quelle in cui la pompa di calore fatica di più a catturare calore dall’aria. Per l’acqua calda sanitaria a 55°C, il COP scende da quasi 4 a +15°C a poco più di 2 a -7°C: a parità di elettricità consumata, il calore reso disponibile dimezza a basse temperature. Lo stesso fattore 1/2 si ritrova anche quando l’acqua è erogata a 35°C, all’interno di un impianto di riscaldamento a pavimento.
In un sistema ibrido, i due generatori possono anche lavorare in parallelo, sommando le rispettive potenze. Nelle ore più fredde la pompa di calore continua a funzionare, ma copre solo una parte del carico; la quota mancante viene fornita dalla caldaia. Non è una rinuncia: è razionale limitare il contributo della pompa di calore proprio nelle condizioni in cui le sue prestazioni sono peggiori, lasciandole il compito di coprire da sola le molte ore in cui lavora al meglio.
Quanto carico termico copre davvero una pompa di calore più piccola?
Ripartiamo dall’esempio del condominio di Trento, e consideriamo di avere installato un impianto ibrido:
- Una pompa di calore con potenza nominale pari al 50% del carico di picco copre l’82% del fabbisogno termico annuo di riscaldamento e acqua calda sanitaria
- Una pompa di calore con potenza nominale pari al 30% del carico di picco copre il 65% del fabbisogno termico annuo
Anche una taglia di pompa di calore pari al 30% del carico di picco permette di produrre i 2/3 dell’energia richiesta per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria. Portare la pompa di calore dal 30% al 50% del carico di picco significa quasi raddoppiarne la taglia per intercettare proprio quella porzione residua, guadagnando appena 17 punti percentuali di copertura. Tecnicamente è spesso conveniente lasciare alla caldaia il compito di integrare la potenza mancante per poche ore all’anno, piuttosto che installare una macchina che per il resto dell’anno funzionerebbe in maniera non ottimale.
Ma quindi conviene sempre installare un impianto ibrido?
La risposta secca è no. Il sistema ibrido non è la soluzione giusta per tutti. Tre situazioni tipiche.
Piccolo residenziale con involucro risanato
Chi affronta una ristrutturazione completa, cappotto, infissi, tetto, riduce significativamente il carico termico. Una pompa di calore di taglia contenuta copre da sola l’intero fabbisogno. Aggiungere una caldaia significa complicare l’impianto e aumentare l’investimento in modo sproporzionato rispetto al beneficio economico negli anni successivi. In questo caso, l’impianto monovalente (cioè, con la sola pompa di calore) è la scelta corretta.
Piccolo residenziale, solo risanamento dell’impianto termico
Chi cambia la caldaia mantenendo l’involucro esistente si ritrova con lo stesso carico termico alto di prima. Coprirlo con una sola pompa di calore richiederebbe probabilmente una macchina grande e costosa, che per gran parte dell’anno lavorerebbe a carico parziale con frequenti cicli di accensione e spegnimento. L’alternativa: una pompa di calore di taglia limitata affiancata da una nuova caldaia a condensazione, anche in kit preassemblati come il Baxi Hybrid Auriga. Il costo aggiuntivo derivante da un impianto più complicato si ripaga spesso con un costo inferiore della pompa di calore. Qui il sistema ibrido può convenire.
Residenziale di grandi dimensioni
Quando il carico termico supera i 35 kW, come nei condomini, la gamma residenziale delle pompe di calore si esaurisce. Installare molte macchine in parallelo è costoso e complesso; ricorrere a unità commerciali significa accettare compromessi in termini di dimensioni, emissioni acustiche e costi. Una o due pompe di calore di taglia residenziale affiancate ad una caldaia a condensazione diventano spesso l’unica soluzione tecnicamente ed economicamente praticabile. Il costo aggiuntivo di una nuova caldaia è irrisorio rispetto all’alternativa.
Il fotovoltaico conviene ancora in relazione ad un impianto termico ibrido?
Il fotovoltaico si integra bene anche con un sistema ibrido, anzi meglio che con una macchina di grande taglia.
Una pompa di calore più piccola ha un assorbimento elettrico più contenuto, più facile da coprire con la produzione fotovoltaica. La sinergia stagionale funziona in modo naturale: la caldaia interviene nelle giornate più fredde e di notte, quando il fotovoltaico produce poco o per niente; la pompa di calore lavora meglio nelle mezze stagioni e in estate, quando la produzione fotovoltaica è più alta.
Domande frequenti
Cos’è un sistema ibrido pompa di calore e caldaia?
È un impianto in cui una pompa di calore, il generatore principale, e una caldaia a condensazione, il generatore di integrazione, lavorano in modo coordinato: la pompa di calore copre la maggior parte del fabbisogno, la caldaia interviene solo nelle condizioni operative più gravose.
Cos’è un impianto bivalente?
Le due definizioni si equivalgono, e oggi i due termini si usano in modo intercambiabile. Il termine impianto bivalente sta però guadagnando terreno: “ibrido” suona come un compromesso, mentre “bivalente” comunica meglio l’idea di due generatori che lavorano in sinergia.
Come si ripartisce il carico tra pompa di calore e caldaia?
Non è un cambio netto tra le due macchine. La pompa di calore continua a lavorare anche a temperature basse, ma progressivamente copre una quota minore del carico. La caldaia integra la differenza, entrando in funzione in parallelo nelle ore in cui il fabbisogno supera quanto la pompa di calore riesce a fornire.
Conviene il sistema ibrido su una casa non isolata?
Sì, spesso è la scelta più razionale. Con un carico termico alto, una pompa di calore da sola dovrebbe essere sovradimensionata. Una macchina più piccola affiancata ad una caldaia copre il 65-82% del fabbisogno annuo con un investimento comparabile.
Posso tenere la mia vecchia caldaia?
In linea di principio sì, anche se va verificata l’efficienza e lo stato di conservazione. Se la caldaia è a condensazione e in buone condizioni, può essere integrata nel sistema senza essere sostituita, riducendo ulteriormente il costo dell’intervento. C’è un importante distinguo: il Conto Termico 3.0 incentiva interventi in cui si mantiene la caldaia solo se questa ha meno di 5 anni di vita.
Ogni edificio è un caso a sé: la scelta tra sistema monovalente e bivalente dipende dal carico termico, dallo stato dell’involucro e dall’impianto di emissione esistente. Possiamo valutare con voi la configurazione più adatta al vostro edificio e dimensionare l’impianto sulla base dei dati reali, non per approssimazione. Contattateci per parlarne.
Per approfondire
- ENEA — Vademecum Sistemi Ibridi
- Croci, Talamo, D’Oria — Sistemi di climatizzazione ibridi e BEMS, QualEnergia Science 1/2025
- Klein, Huchtemann, Müller — Numerical study on hybrid heat pump systems in existing buildings, Energy and Buildings, 2014
Articolo di Roberto Fedrizzi, co-fondatore di Enerways.