A che temperature le pompe di calore sono più efficienti?

Investire in una pompa di calore potrebbe essere una delle migliori decisioni che tu abbia mai preso. Dopo tutto, sono incredibilmente convenienti, efficienti dal punto di vista energetico e producono emissioni molto inferiori rispetto alle forme convenzionali di riscaldamento. Sebbene i costi iniziali per l’acquisto e l’installazione possono sembrare un po’ intimidatori all’inizio, sei sicuro di ottenere grandi risparmi sulle bollette energetiche. Le persone fanno spesso domande sulle pompe di calore e una delle domande più comuni è: a quale temperatura una pompa di calore è più efficiente o non è efficiente?

Il clima migliore per le pompe di calore

Va notato che i climi ottimali per le pompe di calore ad aria sono quelli caldi o moderati. Questo perché le pompe funzionano estraendo il calore dall’aria circostante e convertendolo in energia. Quindi più caldo è il clima, più calore può essere estratto. Naturalmente, il fatto che le pompe di calore possano essere utilizzate come forme di riscaldamento centralizzato e aria condizionata è anche molto utile.

Alcune pompe di calore sono in grado di funzionare meglio nei climi più freddi di altre, cosa che dovrebbe essere tenuta presente. La pompa di calore ad aria ha meno probabilità di funzionare in modo efficiente con tempo più freddo a causa delle tubazioni esposte. Di conseguenza, la pompa di calore dovrà lavorare più duramente per rimuovere il ghiaccio che si è formato all’interno o all’esterno del sistema.

D’altra parte, le pompe di calore geotermiche tenderanno a funzionare efficacemente con il freddo perché sono state interrate dove c’è una fornitura costante di calore naturale. Se il tuo sistema a pompa di calore non è in grado di ottenere abbastanza calore dall’aria circostante, sarà necessario implementare un sistema supplementare per far funzionare le cose.

Anche se questo può portare a un aumento delle bollette energetiche per un breve periodo di tempo, si avrà una forma di riscaldamento di riserva che può aumentare il rallentamento quando la pompa di calore ad aria inizia a perdere efficienza. Le pompe di calore ad aria sono molto più a rischio di inefficienza nella stagione fredda a causa delle tubazioni esposte, soprattutto se paragonate alle pompe di calore geotermiche nascoste.

Dipendenza dell’efficienza dalla sorgente

Sebbene alcune pompe di calore ad aria funzionino fino a -20 ° C, più fredda è l’aria esterna, più duramente dovrà lavorare la pompa di calore per produrre calore per la tua casa. È possibile misurare quanto bene una pompa di calore produce calore utilizzando una formula chiamata coefficiente di prestazione (COP).

Il coefficiente di prestazione misura essenzialmente la quantità di energia prodotta per uno specifico input di energia e la esprime come un numero. Ad esempio, se una pompa di calore richiede 1 watt di energia per produrre 4 watt di energia fuori, avrebbe un COP 4/1 o 4,0. I tre watt extra di energia provengono dall’aria (per le pompe di calore ad aria) o dalla terra (per le pompe di calore geotermiche).

Le pompe di calore geotermiche hanno un COP costante perché la loro fonte di calore (il suolo) non oscilla mai di temperatura. Il terreno mantiene sempre una temperatura costante, non importa quanto sia freddo o caldo fuori. Questa fonte di calore stabile rende le pompe di calore geotermiche la miglior pompa di calore per il clima freddo, ma le pompe di calore ad aria possono ancora svolgere il lavoro.

Le pompe di calore ad aria hanno un COP fluttuante perché la loro fonte di calore (l’aria) varia al variare della stagione. Più calda è l’aria esterna, migliori saranno le prestazioni della pompa di calore ad aria. Quando la temperatura dell’aria esterna diminuisce, la pompa di calore deve lavorare di più, quindi diventa meno efficiente. Il COP continua a diminuire fino a raggiungere una temperatura esterna di -20 ° C.

A temperature inferiori a quella, la pompa di calore si spegne e subentra il riscaldamento elettrico di riserva. Il calore di backup protegge il compressore e preserva la longevità della macchina. Il riscaldamento di riserva può anche attivarsi periodicamente a temperature più elevate se la pompa di calore da sola non è in grado di soddisfare il carico termico della tua casa. Il calore di backup elettrico ha un COP di 1.0.

Al contrario, una pompa di calore geotermica non perderà mai efficienza (tranne in casi estremi) e non avrà mai bisogno di calore di riserva. Le pompe di calore ad aria possono essere ottimizzate per eseguire il riscaldamento a basse temperature, ma le pompe di calore geotermiche saranno sempre la pompa di calore ideale a basse temperature.

A quale temperatura una pompa di calore non è efficace?

Alcuni di voi sapranno che le pompe di calore funzionano solo entro un certo intervallo di temperatura, motivo per cui sono così popolari in Italia. Se sei impaziente, non ti farò aspettare; le pompe di calore non funzionano bene sotto i -1 / -4 °C. Ma quello che potresti non sapere è che l’intervallo di temperatura della pompa di calore è più ampio di quanto la maggior parte delle persone pensi e con l’aggiunta del riscaldamento supplementare può funzionare anche nelle temperature più fredde.

Nella sua spiegazione più semplice, una pompa di calore può essere pensata come un condizionatore d’aria che ha la capacità di funzionare al contrario. Un condizionatore funziona utilizzando un refrigerante per intrappolare il calore all’interno della tua casa ed espellerlo all’esterno utilizzando un’unità a condensazione. Una pompa di calore funziona esattamente allo stesso modo, solo che ha un piccolo asso nella manica: la valvola di inversione.

Una valvola di inversione consente alla pompa di calore di funzionare come un condizionatore d’aria quando fuori fa caldo. Quindi, può invertire il flusso del suo refrigerante e riscaldare la tua casa quando fuori fa freddo! Sembra fantastico, vero? Ma c’è un problema: l’intervallo di temperatura della pompa di calore. La tua pompa di calore non è efficace al di sotto di un certo intervallo di temperature.

Gli intervalli di temperatura della pompa di calore esistono a causa di come funziona effettivamente la pompa di calore. Le pompe di calore, come i condizionatori d’aria, funzionano rimuovendo il calore dall’aria (invece di creare calore, come fa un forno). Ma se fuori c’è una temperatura negativa di 22 gradi, non c’è molto calore da togliere dall’aria per riscaldare la tua casa, giusto? Ecco perché le pompe di calore non funzionano bene al di sotto dello zero.

L’intervallo di temperatura ottimale della pompa di calore è superiore a -1/-4 °C. Come puoi immaginare, il funzionamento della pompa di calore a basse temperature non è il migliore, motivo per cui vengono in genere utilizzate solo in climi temperati: pensa a spiagge, palme e arance. Ma le pompe di calore hanno anche un enorme vantaggio che manca ai forni: le pompe di calore funzionano in aree che non hanno accesso a gas naturale o propano, perché sono elettriche!

Perché le pompe di calore aria-aria perdono efficienza con il freddo

La quantità di calore che una pompa di calore ad aria è in grado di trasferire alla vostra casa dipende in gran parte dalla temperatura esterna. Quando questo inizia a diminuire, la potenza termica complessiva della pompa di calore ad aria lo fa con essa.

Anche la capacità di riscaldamento della pompa di calore ad aria tenderà a diminuire al diminuire della temperatura esterna. La pompa di calore ad aria è generalmente dimensionata per essere in grado di fornire calore per l’80-90% del fabbisogno annuale. Quando le temperature sono sopra lo zero, dovrebbe essere in grado di soddisfare il 100% del fabbisogno di riscaldamento della tua famiglia.

Di conseguenza, si consiglia vivamente di investire in una forma di riscaldamento di riserva che sia prontamente disponibile quando la temperatura esterna scende. In questo modo, può recuperare il gioco quando la pompa di calore ad aria inizia a diminuire in potenza ed efficienza.

Se non vuoi che la tua casa sia collegata alla rete del gas, alla rete elettrica o ad altre forme di riscaldamento convenzionale, puoi acquistare taniche di metallo piene di gas. Questi possono essere usati in caminetti finti e altri contenitori per riscaldare la tua casa. Questi tendono ad avere costi bassi e sono anche in grado di supportare bene la pompa di calore della fonte d’aria.