Con una pompa di calore è possibile attingere direttamente l'energia geotermica o l'energia presente nelle acque sotterranee e nell'aria. In futuro, la pompa di calore potrebbe sostituire completamente il riscaldamento convenzionale. Ma come funziona la tecnologia della pompa di calore? Lo spieghiamo.
Le pompe di calore funzionano effettivamente come un frigorifero invertito: mentre il frigorifero conduce il calore dall'interno all'esterno, la pompa di calore aspira energia dall'aria, dal suolo o dall'acqua, la porta a un livello di energia utilizzabile e la immette nel circuito di riscaldamento.
Con i sistemi di riscaldamento a pompa di calore, il 75% dell'energia proviene dall'ambiente. Solo l'azionamento richiede alimentazione elettrica. Grazie all'utilizzo del calore ambientale gratuito e ai bassi consumi energetici, le pompe di calore si ripagano dopo pochi anni. Inoltre, la pompa di calore ha una valutazione ecologica molto positiva a causa dell'elevata percentuale di calore ambientale rinnovabile.
Efficienza delle pompe di calore
Un buon 75 percento dell'energia utilizzata proviene dall'area circostante, mentre la pompa di calore preleva il restante quarto dell'energia motrice dalla rete elettrica. La quantità di elettricità effettivamente necessaria dipende dalla differenza tra la temperatura della fonte di calore e l'acqua di riscaldamento e di servizio. Minore è la differenza, più efficace è la pompa. Funziona particolarmente bene in combinazione con sistemi di riscaldamento a superficie che funzionano a bassa temperatura.
Il fattore di prestazione annuale (JAZ) è decisivo per l'efficienza di una pompa di calore. Indica la relazione tra il calore fornito e la quantità di elettricità utilizzata. Affinché i maggiori costi di acquisto delle pompe di calore rispetto alle caldaie a condensazione siano completamente ripagati, il JAZ di una pompa di calore dovrebbe essere maggiore di 2,6. Più alto è il numero, meglio è: le pompe con un JAZ di 3.5 sono ecologicamente efficaci. Ciò significa che un chilowattora (kWh) di elettricità e 2,5 kWh di calore ambientale producono 3,5 kWh di calore per il riscaldamento e l'acqua sanitaria. I dati sulla performance annuale compresi tra 2,3 e 3,9 sono realistici. Quando si installa la pompa di calore, installare un contatore di calore in modo da poter calcolare autonomamente il fattore di rendimento annuale. Le pompe di calore monovalenti forniscono solo Your-Best-Home.net.Se è presente un secondo generatore di calore o una resistenza elettrica che sostiene la pompa durante i matrimoni, si parla di sistemi bivalenti.
Il luogo di utilizzo influenza il tipo di pompa di calore
Una pompa di calore può assorbire energia dalla terra, dall'aria e dall'acqua. Nel caso di un deposito di ghiaccio, tutte e tre le fonti di calore vengono persino utilizzate per generare energia.
Una pompa di calore>
Con i sistemi di riscaldamento a pompa di calore, il 75% dell'energia proviene dall'ambiente.
Energia dal ghiaccio
Un riscaldatore ad accumulo di ghiaccio può prelevare l'energia gratuita dalla terra, dall'aria e dall'acqua. La cosa più importante, tuttavia, è il banco di ghiaccio. Nessun permesso è richiesto per il montaggio. Un banco di ghiaccio è costituito da una cisterna di cemento piena d'acqua che è sepolta nel terreno. Nella cisterna ci sono grandi spirali fatte di tubi. Sono disposti in modo tale che l'acqua possa gelare dall'interno e si suddividono in scambiatori di calore di estrazione e scambiatori di calore di rigenerazione. Gli scambiatori di calore di estrazione estraggono l'energia dall'acqua e la indirizzano alla pompa di calore. Qui l'energia viene compressa e quindi immessa nel circuito di riscaldamento. A causa dell'energia sprigionata dall'acqua, si congela gradualmente. Ora entrano in gioco gli scambiatori di calore di rigenerazione. Forniscono nuovamente calore alla cisterna e l'acqua si scioglie di nuovo.La cisterna utilizza anche altre funzioni per scongelare più velocemente: utilizza il calore della terra circostante. Una volta che l'acqua nella cisterna si è liquefatta di nuovo, l'intero processo può ricominciare da capo.
La particolarità di una ghiacciaia non è solo nella ripetizione dell'assorbimento e della produzione di energia, ma nell'uso della cosiddetta energia di cristallizzazione. Quando lo stato fisico cambia - l'acqua liquida diventa ghiaccio - viene rilasciata tanta energia quanta è necessaria per riscaldare un litro d'acqua a 80 gradi Celsius.
Energia geotermica tramite sonde geotermiche
Probabilmente il più grande vantaggio delle sonde geotermiche è il loro minimo ingombro. Una sonda ha un diametro che è appena più grande di quello di un CD. Devi solo pianificare un po 'di spazio per la perforazione, poiché i grandi veicoli di perforazione vengono utilizzati per perforare dieci metri di profondità per l'energia. Dopo che l'energia è stata trovata, i doppi tubi a U in plastica vengono inseriti nei fori e sigillati con calcestruzzo speciale. Un liquido resistente al gelo, chiamato salamoia, viene fatto circolare in questi tubi per mezzo di una pompa di circolazione. La salamoia assorbe l'energia immagazzinata nel terreno e la cede alla pompa di calore geotermica. Lo stato di aggregazione diventa gassoso per mezzo di un evaporatore. Attraverso un processo di compressione, il gas viene ora compresso finchéfino al raggiungimento della temperatura necessaria per il funzionamento dell'impianto di riscaldamento. Ora il gas si liquefa di nuovo e viene rilasciato nel circuito di riscaldamento. Una sonda fornisce una media di 30-50 watt per metro di profondità.
Costi di sviluppo: circa 7.000 euro
pompa di calore: in media 8.000
euro di energia elettrica all'anno: 400 euro
JAZ: 3,82
Energia geotermica tramite collettori geotermici
I collettori geotermici sono un buon sostituto delle sonde geotermiche in quanto non richiedono l'approvazione ufficiale. Sono anche durevoli e possono essere combinati con l'energia solare termica. I collettori geotermici sono sistemi piani di utilizzo dell'energia geotermica che vengono posti sotto la superficie terrestre a una profondità di uno o due metri, a seconda della regione e della linea di gelo. Esistono collettori a spirale, collettori di superficie, collettori di trincee e cesti geotermici. Sono costituiti da tubi di plastica spessi da due a quattro centimetri, a seconda della natura del terreno, della profondità di posa e del fabbisogno termico. La salamoia circola anche nei collettori geotermici, che assorbe energia dalla terra e la trasferisce alla pompa di calore per la compressione. Un collettore geotermico eroga tra i dieci ei 25 watt per metro quadrato.
Costi di sviluppo: circa 3.000 euro (per lavori di sterro autodiretti)
Pompa di calore: in media 8.000 euro di
energia elettrica all'anno: 450 euro
JAZ: 3,82
Energia dall'acqua
Le acque sotterranee hanno una temperatura di dieci gradi Celsius tutto l'anno da una profondità di dieci metri e possono quindi essere utilizzate come fonte di energia per una pompa di calore. Purtroppo non è possibile utilizzare ovunque questa fonte di energia, in quanto l'acqua di falda non è sempre disponibile in una qualità adeguata - troppo ferro o manganese - e in abbondanza. È possibile ottenere informazioni in merito dall'autorità idrica responsabile, dal fornitore di energia elettrica o tramite un'analisi dell'acqua. Per far funzionare una pompa di calore sono necessari due pozzi. Un cosiddetto pozzo di mandata, che trasporta l'acqua verso l'alto, e un pozzo di assorbimento, che riporta l'acqua di nuovo. Questi pozzi dovrebbero essere scavati a dieci metri l'uno dall'altro e, secondo le autorità, dovrebbero essere alla stessa profondità.Una pompa di calore azionata da un pozzo eroga dieci kilowatt di elettricità con due metri cubi di acqua.
Costi di sviluppo: circa 5.000 euro
Pompa di calore: circa 8.000 euro
Costi di elettricità all'anno: 360 euro
Fattore di prestazione annuale (JAZ): 4,25
Energia dall'aria
La cosa buona dell'aria è che è sempre presente e gratuita. I costi di acquisto di una pompa di calore>
Le acque sotterranee hanno una temperatura di dieci gradi Celsius tutto l'anno da una profondità di dieci metri.
"Aria calda" è una parola straniera
Di tutte le pompe di calore, le pompe di calore ad aria sono le più economiche. I dispositivi sono tecnicamente maturi, facili da installare e stanno quindi diventando interessanti per sempre più proprietari di case. Le pompe di calore ad aria stanno guadagnando popolarità come sistemi di riscaldamento e per la produzione di acqua calda nelle case unifamiliari. E questo sia quando si costruiscono nuove case che quando si modernizzano i sistemi di riscaldamento. La pompa di calore ad aria è ora il sistema a pompa di calore più venduto in Germania. Ma qual è il segreto del successo delle pompe di calore ad aria? Cosa possono fare questi dispositivi? Quanto costano? E quale consiglio c'è per i proprietari di case quando acquistano una pompa di calore ad aria? Vogliamo perseguire queste domande fondamentali di seguito.
Il potenziale delle pompe di calore aerotermiche
Le pompe di calore ad aria sono disponibili in diversi modelli. Nella cosiddetta costruzione monoblocco, i dispositivi possono essere installati sia all'esterno in giardino che all'interno nel seminterrato in un angolo della casa. In alternativa, esistono pompe di calore ad aria in versione split (pompe di calore split), in cui una parte del dispositivo si trova nel seminterrato o nel ripostiglio e l'altra parte è all'esterno, solitamente direttamente sul muro della casa. Questi dispositivi sono notevolmente più economici dei dispositivi monoblocco, il che potrebbe spiegare la loro grande popolarità e la forte crescita nel recente passato.
In terzo luogo, le pompe di calore per acqua sanitaria rientrano nella categoria delle pompe di calore ad aria. Tuttavia, questi dispositivi non possono essere utilizzati per un corretto riscaldamento; riscaldano solo l'acqua per la cucina e il bagno. Il riscaldamento centralizzato tradizionale come il gas o il gasolio continua ad essere utilizzato per il riscaldamento. Il calore di scarto inutilizzato di queste caldaie e di altri elettrodomestici come lavatrici o congelatori viene catturato dalla pompa di calore dell'acqua per usi domestici tramite l'aria di scarico e riscalda così l'acqua potabile. Trova il suo posto nel locale caldaia o nel locale tecnico ed è un esempio pratico di come aumentare l'efficienza energetica in casa.
Ciò che accomuna tutti e tre i dispositivi è che estraggono calore dall'aria ambiente e lo rilasciano nell'acqua, che viene conservata in un serbatoio di acqua potabile, un serbatoio di accumulo o un serbatoio combinato per il riscaldamento e l'acqua potabile. Le unità monoblocco e split estraggono calore dall'aria esterna, mentre le unità idrosanitarie estraggono calore dall'aria ambiente. Ecco perché le pompe di calore>
Il potere calorifico delle pompe di calore ad aria
Se la pompa di calore ad aria estrae calore dall'aria esterna per il riscaldamento, sorge la domanda su come utilizzare l'aria ghiacciata per il riscaldamento a temperature inferiori. Ciò è dovuto al fatto che, dal punto di vista fisico, non esiste il “freddo”, ma solo differenze di temperatura basate sullo zero assoluto (-273,15 ° C / 0 Kelvin). Con l'aiuto dell'energia dell'aria ambiente, una pompa di calore ad aria fa evaporare un refrigerante il cui punto di ebollizione è inferiore a -10 ° C. Pertanto, anche temperature minime sono sufficienti per far evaporare questo refrigerante e riscaldarlo con una pompa di calore ad aria in inverno. Se la temperatura esterna scende al di sotto del punto di ebollizione, si attiva una resistenza elettrica.
Il refrigerante gassoso viene quindi compresso con un compressore e portato a un livello di temperatura superiore (pompato). Ciò richiede elettricità, che svolgerà un ruolo centrale in quanto segue. Il calore guadagnato viene trasferito all'acqua tramite uno scambiatore di calore. Il gas si liquefa di nuovo, si rilassa e il ciclo ricomincia.
Con questo principio tecnico, le pompe di calore ad aria raggiungono una potenza termica fino a 20kW (picco fino a circa 50kW) e temperature di mandata fino a circa 60 ° C, sufficienti per una casa unifamiliare. Come regola generale, si dice che una pompa di calore ad aria deve far circolare circa 400 metri cubi d'aria all'ora per un kW. La potenza termica di una pompa di calore ad aria dipende da quanto "fredda" è la fonte di calore (aria esterna) e da quanto "caldo" dovrebbe essere il mezzo di trasferimento del calore (acqua per il riscaldamento, cucina e bagno). È qui che entra in gioco la suddetta corrente. Maggiore è questa differenza di temperatura (corsa), più elettricità consuma il compressore della pompa di calore ad aria per comprimere il calore guadagnato dall'ambiente fino al livello di temperatura desiderato.La potenza termica delle pompe di calore ad aria è quindi specificata secondo EN 14511 nel rapporto tra 2 ° C di temperatura dell'aria e 35 ° C di temperatura di mandata.
Il cosiddetto valore COP (Coefficient of Performance) mostra quanta elettricità consuma l'unità a pompa di calore. Per i proprietari di case, questo è un ottimo valore di confronto per le prestazioni di diversi dispositivi e produttori. È compreso tra 3,0 e 4,4 tra produttori e dispositivi ed è anche indicato nel rapporto di temperatura tra la temperatura dell'aria di 2 ° C e la temperatura del flusso di 35 ° C. Maggiore è il valore COP, più efficiente è la pompa di calore aerotermica. Un valore COP di 3,7 con una potenza termica di 9,5 kW significa che la pompa di calore ad aria da 1 parte di elettricità (2,56 kW) e 2,7 parti di energia ambientale (6,94 kW) 3,7 parti di potenza termica (9, 50kW).
Il valore COP viene misurato in condizioni di laboratorio e riflette solo le prestazioni della pompa di calore. In pratica, le pompe di calore ad aria raggiungono valori leggermente inferiori. L'efficienza effettiva nel funzionamento quotidiano viene quindi data come fattore di prestazione annuale (JAZ). Un test a lungo termine del Fraunhofer ISE ha dimostrato che le pompe di calore ad aria raggiungono un JAZ di 2,9 nei nuovi edifici e un JAZ di 2,6 negli edifici esistenti.
Per i proprietari di case, questo gioco di numeri pone la sfida di mantenere la temperatura del flusso in casa il più bassa possibile. Il risparmio energetico consente, ad esempio, l'uso di radiatori a bassa temperatura, riscaldamento a pavimento o radiatori di grandi dimensioni nonché un buon isolamento termico della casa.
I proprietari di abitazione possono ammortizzare in qualche modo i costi di acquisto di una pompa di calore ad aria grazie al finanziamento dell'Ufficio federale dell'economia e del controllo delle esportazioni (BAFA).
Il costo delle pompe di calore ad aria
La fascia di prezzo delle pompe di calore ad aria è vasta, a seconda del design e della capacità di riscaldamento del dispositivo e di come il dispositivo può essere posizionato in loco. Per il tuo primo orientamento, abbiamo compilato i prezzi dei dispositivi di due principali produttori tedeschi di pompe di calore ad aria dai loro listini prezzi attuali.
- Pompe di calore per acqua sanitaria: € 2.500 - € 3.100
- Pompe di calore split da 3kW a 13kW: € 4.000 - € 9.000
- Pompe di calore aria / acqua per
installazione interna: - fino a 12kW: 8.500 €
- 11.000 € - da 12kW a 18kW: 12.000 € - 16.000 € - Pompe di calore aria / acqua per
installazione esterna: - fino a 10kW: da 7.000 € a 11.000 €
- pacchetto completo fino a 10kW comprensivo di acqua calda e accumulo: 12.000 € -
16.000 € - - Da 10 a 18 kW: 12.000 € - 25.000 €
Un'offerta vincolante, comprensiva dei costi di installazione e di tutti gli accessori, può essere presentata solo da un'azienda specializzata dopo un'ispezione in loco, ma è anche possibile utilizzare i seguenti calcolatori a pompa di calore per un rapido confronto. Ad esempio, le linee del refrigerante per le sole pompe di calore split costano circa 500 euro per 25 metri. I proprietari di abitazione possono stipulare tariffe speciali per l'elettricità dal loro fornitore di base locale.
Calcolatore della pompa di calore
Contributi per una pompa di calore ad aria
I proprietari di abitazione possono ammortizzare in qualche modo i costi di acquisto di una pompa di calore ad aria grazie al finanziamento dell'Ufficio federale dell'economia e del controllo delle esportazioni (BAFA). La borsa di studio di base è di almeno 1.500 euro. Dal 1 ° gennaio 2018 il finanziamento deve essere richiesto prima dell'attuazione della misura e non successivamente. Tuttavia, il prerequisito è che la pompa di calore ad aria sia utilizzata per il riscaldamento e la preparazione dell'acqua calda, non solo per la preparazione dell'acqua. Sono escluse dal finanziamento anche le pompe di calore aria / aria. BAFA ha messo insieme un elenco di tutte le pompe di calore ad aria ammissibili al finanziamento sul suo sito web.
Il governo federale sovvenziona l'installazione di pompe di calore efficienti. Per gli impianti nei nuovi edifici, il costruttore riceve dieci euro per ogni metro quadrato riscaldato di superficie abitabile fino a un limite massimo di 2.000 euro. Sono previsti anche 20 euro al metro quadro di superficie abitabile per convertire vecchi impianti di riscaldamento in pompe di calore, con un massimo di 3.000 euro.
Sigillo di approvazione per pompe di calore ad aria
Come consiglio finale, i costruttori dovrebbero attenersi a due sigilli di approvazione se sono interessati a una pompa di calore ad aria: Il sigillo di approvazione EHPA dell'associazione europea delle pompe di calore definisce standard di qualità uniformi per i produttori di pompe di calore. La certificazione EUCERT della stessa associazione identifica gli installatori di pompe di calore certificati UE.