Ho i termosifoni: posso installare una pompa di calore?

“Con i radiatori la pompa di calore non funziona, ci vuole il riscaldamento a pavimento.” È una delle frasi che sento più spesso, ma non è sempre vera. In molte case con i termosifoni la pompa di calore si può installare benissimo: dipende da quanto sono grandi i radiatori, dalla temperatura dell’acqua che la pompa di calore riesce a produrre, da quante ore al giorno resta acceso l’impianto e da quanta energia chiede la casa.

Per capire perché, serve una piccola premessa.

Energia e potenza: l’esempio dell’acqua

Due parole che si confondono spesso sono energia e potenza. Pensiamole con l’acqua:

Come litri = portata × tempo, così energia = potenza × tempo. Un fornelletto da 1 kW acceso per 10 ore consuma la stessa energia (10 kWh) di una stufa da 10 kW accesa per un’ora.

La casa è un secchio bucato

Immaginiamo la casa come un secchio con un piccolo foro sul fondo.

• L’acqua nel secchio è il calore che teniamo in casa: secchio pieno vuol dire casa a 20 °C.
• Il foro è la dispersione di calore verso l’esterno, da muri, finestre e tetto. Più la casa è isolata, più il foro è piccolo. In inverno, quando fuori fa più freddo, il foro si allarga.
• Il rubinetto è l’impianto di riscaldamento, che deve rimettere nel secchio l’acqua che esce dal foro.

Il secchio si può tenere pieno in due modi:

1. Rubinetto grande, aperto ogni tanto. Si riempie in fretta qualche volta al giorno, poi si chiude. È il modo di lavorare tipico della caldaia, che manda ai radiatori acqua a 70 °C per poche ore.
2. Rubinetto piccolo, sempre aperto. Un filo d’acqua continuo, pari a quella che esce dal foro, tiene il secchio sempre pieno. È il modo di lavorare ideale della pompa di calore: acqua meno calda, 45-50 °C, ma per molte più ore.

La quantità d’acqua totale (l’energia) è la stessa: cambia solo come la si distribuisce nel tempo.

Cosa c’entrano i radiatori

Un radiatore scalda tanto più quanto più è calda l’acqua che ci passa dentro. Se lo alimentiamo a 45 °C invece che a 70 °C, rende circa un terzo della sua potenza di catalogo.

Sembra un problema, ma spesso non lo è, per tre motivi:

• I radiatori esistenti nelle abitazioni di una certa età sono quasi sempre sovradimensionati. Sono stati scelti per la caldaia, spesso con margini abbondanti, e magari prima che la casa venisse isolata o si cambiassero i serramenti.
• La pompa di calore lavora per più ore. Se il rubinetto resta aperto tutto il giorno, basta un filo d’acqua: serve meno potenza di quella che serviva alla caldaia accesa a orari.
• La temperatura si adatta al meteo. Le giornate davvero fredde sono poche: per gran parte dell’inverno l’acqua a 45-50 °C è più che sufficiente.

Quando invece i radiatori sono piccoli rispetto alla casa, la pompa di calore deve alzare la temperatura dell’acqua per farcela. Funziona lo stesso se la pompa di calore può riscaldare l’acqua a temperature più elevate, ma consuma di più. In quei casi si può ingrandire qualche radiatore, solo nelle stanze critiche, o ridurre le dispersioni.

Lo si vede bene con una simulazione mese per mese della stessa casa. Il primo grafico mostra il fabbisogno di energia: quanto calore serve ogni mese per tenere la casa a 20 °C. È massimo a gennaio e si annulla da maggio a settembre.

Fabbisogno mensile di energia per il riscaldamento della casa.

Nei due grafici successivi alla stessa linea blu si aggiunge l’area rossa, cioè l’energia che la pompa di calore riesce effettivamente a fornire. A parità di potenza della pompa di calore e nelle stesse condizioni di funzionamento, l’unica cosa che cambia tra i due casi è la dimensione dei radiatori.

Radiatori adeguati alla temperatura della pompa di calore: l’area rossa copre tutta la linea blu, la pompa di calore basta da sola per tutto l’inverno.

Radiatori troppo piccoli per lavorare a bassa temperatura: da dicembre a febbraio resta una parte di fabbisogno scoperta, che va compensata in altro modo, per esempio con una resistenza elettrica o un generatore di supporto.

Radiatori e pompa di calore: una prima valutazione di massima

1. Quanto sono grandi i radiatori rispetto alle stanze che devono scaldare.
2. La temperatura di mandata che la pompa di calore riesce a garantire, e con quale efficienza.
3. Il tempo di funzionamento: un impianto acceso con continuità chiede meno potenza di uno acceso a orari.
4. Il fabbisogno di energia della casa, cioè quanto è grande il foro del secchio.

Quanto si spende?

Prendiamo una casa indipendente di circa 120 m², mediamente isolata, che ha bisogno di 14.500 kWh di calore all’anno. Tra distribuzione, regolazione e radiatori si perde circa il 10% (rendimento 0,9), quindi il generatore deve produrre circa 16.100 kWh.

Prezzi considerati: energia elettrica 0,30 €/kWh, gas metano 1,00 €/Nm³ (1 Nm³ di metano contiene 9,94 kWh).

In questo esempio la pompa di calore fa risparmiare circa 300 € l’anno. Con questi prezzi conviene rispetto alla caldaia quando lo SCOP supera circa 2,9, qualunque sia il fabbisogno della casa.

Ed è qui che si chiude il cerchio. Lo SCOP (coefficiente di prestazione stagionale) dice quanti kWh di calore la pompa di calore produce, in media su tutto l’inverno, con 1 kWh di energia elettrica: è in pratica il suo rendimento. È il dato decisivo per capire se ha senso installare una pompa di calore con i radiatori: più è alto, più l’impianto è efficiente e meno costa farlo funzionare.

Attenzione però: lo SCOP non dipende solo dalla temperatura dell’acqua mandata ai radiatori, come spesso si sente dire in modo superficiale. Dipende da una progettazione adeguata all’edificio, caso per caso, che parte da una buona diagnosi energetica, passa per il progetto dell’impianto e arriva fino alla sua impostazione e al collaudo.

Se poi sul tetto c’è un impianto fotovoltaico, parte dell’energia elettrica è autoprodotta e il confronto si sposta ancora a favore della pompa di calore.

In conclusione

I termosifoni non vanno per forza in pensione insieme alla vecchia caldaia. In molte case possono lavorare bene anche con una pompa di calore, ma è una scelta da valutare con attenzione, casa per casa.

Se stai pensando di sostituire la caldaia, possiamo valutarlo insieme. Lo studio riceve su appuntamento: scrivimi o chiamami dai contatti del sito.