Clima e impianti termici

Calcolo pompa di calore: potenza, consumi e confronto col metano

Misure della casa e rendimento della macchina: ottieni la potenza termica, l’assorbimento elettrico, i kWh della stagione e il confronto diretto con il costo del metano.

Risultato

Potenza termica necessaria 11,34 kW
Costo annuo con pompa di calore 1.134
Dati del calcolo

25 W/m³ per una casa isolata, 35 per una media, 45–50 per una casa vecchia. Con la pompa di calore l’isolamento conta il doppio, perché condiziona anche lo SCOP.

Rendimento istantaneo in condizioni di prova (aria 7 °C, acqua 35 °C). Serve a stimare l’assorbimento elettrico di punta.

Ipotesi di calcolo (5) — puoi modificarle

Sono i valori tipici di settore usati dal calcolo. Se hai i dati reali del materiale che compri o del tuo cantiere, sostituiscili: il risultato si aggiorna subito.

Ipotesi di calcolo

La media su tutta la stagione. 4–4,5 con pavimento radiante in casa isolata, 3–3,5 con radiatori a bassa temperatura, 2–2,5 con radiatori ad alta temperatura in casa non isolata.

Quante ore all’anno la macchina lavorerebbe a piena potenza: 1.000–1.200 al sud, 1.400–1.800 al nord.

Prezzo tutto compreso al metro cubo, imposte incluse: è quello che paghi davvero in bolletta.

Assorbimento elettrico di punta
2,84 kW
Energia termica stagionale
15.876 kWh
Energia elettrica consumata
4.536 kWh
Metano equivalente di una caldaia
1.736
Costo annuo con caldaia a gas
1.910
Risparmio annuo stimato
776
Volume riscaldato
324,0

Assorbimento elettrico di punta: Da confrontare con la potenza del contatore: con 3 kW impegnati una pompa di calore da 11 kW termici va stretta.

Risparmio annuo stimato: Se è negativo, ai prezzi indicati la pompa di calore costa di più: quasi sempre significa che lo SCOP ipotizzato è troppo basso per quel tipo di impianto.

Come si calcola

Una pompa di calore non produce calore: lo sposta, prendendolo dall’aria esterna. Per questo con 1 kWh elettrico ne consegna 3 o 4 di calore, e il rapporto fra i due è il COP.

Il numero che conta davvero però non è il COP ma lo SCOP, la media su tutta la stagione: comprende le giornate fredde, in cui il rendimento cala, e i cicli di sbrinamento. Ed è qui che si decide se conviene: lo stesso apparecchio ha SCOP 4,3 su un pavimento radiante in casa isolata e SCOP 2,4 su radiatori a 65 °C in una casa senza cappotto.

I passaggi, uno per uno

  1. Potenza termica = volume × fabbisogno specifico × fattore climatico.
  2. Assorbimento elettrico di punta = potenza termica ÷ COP.
  3. Energia termica dell’anno = potenza × ore equivalenti di funzionamento.
  4. Energia elettrica = energia termica ÷ SCOP; costo = energia × prezzo del kWh.
  5. Confronto: metano = energia termica ÷ (9,94 kWh/m³ × rendimento della caldaia).

La convenienza economica dipende dal rapporto fra prezzo del kWh elettrico e prezzo del metano. Con elettricità a 0,25 €/kWh e gas a 1,10 €/m³, il pareggio sta intorno a uno SCOP di 2,1: sopra conviene la pompa di calore, sotto la caldaia.

Esempio svolto: casa di 120 m² in zona climatica E

  1. Volume: 120 × 2,70 = 324 m³.
  2. Potenza termica: 324 × 35 = 11.340 W, cioè 11,3 kW.
  3. Assorbimento elettrico di punta: 11,34 ÷ 4 = 2,8 kW.
  4. Energia termica della stagione: 11,34 × 1.400 = 15.876 kWh.
  5. Energia elettrica: 15.876 ÷ 3,5 = 4.536 kWh, cioè 1.134 € all’anno.
  6. La stessa energia con una caldaia: 1.736 m³ di metano, cioè 1.910 €.

Circa 775 euro di risparmio all’anno, ma solo se lo SCOP resta 3,5. Se l’impianto ha radiatori ad alta temperatura e lo SCOP scende a 2,5, il risparmio si riduce a 320 euro, e sotto 2,1 la pompa di calore comincia a costare più del gas.

Valori tipici di riferimento

Numeri medi di settore, utili quando non hai sottomano la scheda tecnica del prodotto. Non sono dati di un marchio specifico: il materiale che compri può discostarsene.

SCOP realistico per tipo di impianto
EmissioneMandataSCOP atteso
Pavimento radiante, casa isolata30–35 °C4,0–4,5
Ventilconvettori40–45 °C3,5–4,0
Radiatori sovradimensionati45–50 °C3,0–3,5
Radiatori normali55–60 °C2,5–3,0
Radiatori in casa non isolata65–70 °C2,0–2,5

La regola è semplice: ogni grado in meno di temperatura di mandata vale circa il 2–3% di efficienza in più.

Quanto costa produrre 1 kWh di calore
SistemaRendimentoCosto per kWh termico
Pompa di calore, SCOP 4,0400%0,063 €
Pompa di calore, SCOP 3,0300%0,083 €
Pompa di calore, SCOP 2,0200%0,125 €
Caldaia a condensazione a metano92%0,120 €
Stufa a pellet85%0,098 €
Resistenza elettrica100%0,250 €

Calcolato con elettricità a 0,25 €/kWh, metano a 1,10 €/m³ e pellet a 0,40 €/kg. Cambiando i prezzi cambia tutta la classifica: è il motivo per cui i campi sono modificabili.

Domande frequenti

Quanti kW deve avere la pompa di calore?

Per una casa di 120 m² mediamente isolata servono circa 11 kW termici. A differenza della caldaia, però, qui il sovradimensionamento costa caro: una macchina troppo grande lavora sempre a carico parziale, con cicli di accensione e spegnimento che abbassano lo SCOP reale.

Bastano 3 kW di contatore?

Per una pompa di calore da 11 kW termici l’assorbimento di punta è circa 3 kW, a cui si aggiunge tutto il resto della casa. Quasi sempre serve portare il contatore a 4,5 o 6 kW, con un aumento del costo fisso annuo da mettere nel conto.

Conviene sostituire la caldaia con una pompa di calore?

Dipende quasi solo dalla temperatura a cui lavora l’impianto. Con pavimento radiante o radiatori sovradimensionati sì, con margine largo. Con radiatori normali in una casa non isolata il risparmio si assottiglia fino a sparire: prima conviene isolare, poi cambiare generatore.

Che differenza c’è fra COP e SCOP?

Il COP è il rendimento istantaneo misurato in condizioni fisse di laboratorio; lo SCOP è la media pesata su tutta la stagione di riscaldamento, e tiene conto anche delle giornate fredde e degli sbrinamenti. Un apparecchio con COP 4,5 può avere SCOP 3,2: è sempre lo SCOP il numero da guardare.

Funziona anche quando fa molto freddo?

Sì, le macchine moderne lavorano fino a −15 o −20 °C, ma con efficienza ridotta e potenza minore proprio quando serve di più. Nelle zone più fredde si dimensiona su una temperatura di progetto realistica e si prevede una resistenza elettrica di integrazione per i pochi giorni estremi.

Come leggere questo risultato

I risultati sono stime indicative, calcolate con valori tipici di settore. Le quantità reali cambiano in base ai materiali, al sottofondo e alle condizioni di cantiere: controlla sempre le schede tecniche dei prodotti che acquisti e, per interventi strutturali o impiantistici, rivolgiti a un tecnico abilitato.

Da dove arrivano i valori usati:

  • Il potere calorifico del metano (9,94 kWh/m³) è il valore convenzionale usato in bolletta per il gas naturale.
  • I valori di SCOP per tipo di impianto sono valori tipici di settore; il dato di targa si legge sull’etichetta energetica della macchina secondo il regolamento UE 811/2013.

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