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Caldaia a condensazione o pompa di calore? Quale conviene?

Ecco un utile confronto che rivela quale sistema sia più vantaggioso, anche in termini economici. Quali fattori analizzare? E come valutare gli impianti ibridi?

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I clienti  spesso mi chiedono informazioni su quale sia il sistema economicamente più vantaggioso. In genere rispondo: “dipende”.

Ci sono però diversi punti da analizzare (oltre a esempi pratici) per capire i pro e i contro di una caldaia a condensazione rispetto a una pompa di calore.

Caldaia a condensazione o pompa di calore?

Rimanendo nel campo del riscaldamento e facendo un primo confronto, possiamo affermare che la caldaia è un generatore che produce calore sfruttando l’energia chimica del combustibile (in genere gas metano o GPL, anche se ci sono sul mercato ma meno diffure anche quelle il gasolio). La caldaia condensazione, in particolare, ha un doppio ciclo: nella prima fase si presenta come una normale caldaia tradizionale premiscelata (rendimenti intorno al 95-97%), poi i fumi caldi (a 180°-200°C), in uscita dal ciclo di combustione, vengono passati in scambiatore che capta il calore latente in essi contenuto (circa 10-11%) ciò porta a rendimenti calcolati sul Potere Calorifero Inferiore  (P.C.I.)del 105-108%.

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La pompa di calore elettrica, invece, non è un vero generatore, ma una macchina che trasferisce il calore dall’esterno all’interno in regime invernale (e se è di tipo reversibile fa il contrario in estate, cioè trasferisce il calore dagli ambienti interni all’ambiente esterno). Da questa affermazione sorge nell’interlocutore subito il bisogno di porre un’altra domanda: come si può produrre calore se nell’ambiente esterno, in inverno, sono presenti basse temperature?

Temperatura e calore

Bene, va sfatato un mito: l’alta temperatura non è sinomimo di calore, alta temperatura è sinonimo di calore concentrato, esiste calore anche a basse temperature. Una delle unità di misura del calore è la Kilocaloria (kcal), per definizione la kilocaloria è la quantità di calore necessaria per innalzare  la temperatura  di un litro di acqua di un grado centrigrado.

Per esempio se prendiamo un litro di acqua ad 80° C, potremmo affermare che è molto calda e che potenzialmente in essa vi sono 80 kcal. Se prendiamo lo stesso litro di acqua a 10°C avremo calore per 10 kCal il calore è inferiore; ma se possiamo disporre di 8 litri di acqua a 10° avremo comunque 80 kcal (10kcal x 8 litri di acqua) il calore è lo stesso ma la temperatura inferiore. In ambiente quindi è presente il calore ma meno concetrato.

La pompa di calore permette di trasferire il calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un luogo confinato a temperatura più alta. Per farlo però necessita di energia elettrica. Il rapporto tra l’energia elettrica consumanta dalla pompa di calore e l’energia termica che riesce ad accumulare è detto C.O.P. (Coefficient Of Performance).

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Quale conviene economicamente?

Facciamo un esempio per poterne valutare la convenienza economica. Valutati i carichi termici invernali consideriamo che dobbiamo installare un impianto termico in grado di fornire 10kWh di energia (1 kcal=1,16Wh – 1000kcal=1,16Kwh). Se utilizziamo la caldaia a  gas condensazione consideriamo un rendimento del 105% con il P.C.I.  del Metano di 9,45 KWh/mc. Se prendiamo in considerazione la pompa di calore consideriamo una pompa di calore con COP =3 . Consideriamo che il costo di acquisto del metano sia 0,90 €/mc invece il costo dell’elettricità sia 0,21 €/kWh.

CALDAIA

10kWh : 1,05 = 9,52 Kwh consumo orario di energia termica

9,52 : 9,45 = 1,00 mc consumo orario di combustibile

1,00 · 0,90 = 0,90 € costo per ora di accensione

POMPA DI CALORE

10,0 kWh/3= 3,3 kWh consumo  orario energia elettrica

3,3·0,21= 0,693€  costo per ora di accensione

Le 4 variabili fondamentali

Da questa analisi superficiale potremmo dedurre che la pompa di calore è più conveniente rispetto alla caldaia. E allora perché all’inizio dell’articolo la risposta era “dipende”? Perché  analizzando meglio, i fattori in gioco sono molti ed influenzano in maniera più meno pesante il risultato dei nostri calcoli e della conclusione a cui si perviene:
– dipende dal rendimento della caldaia;
– dipende dal COP della pompa di calore;
– dipende dal costo del metano;
– dipende dal costo dell’elettricità.

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Quali altri fattori valutare?

Queste quattro variabili fondamentali a loro volta sono influenzate da altri fattori.

Il primo che mi viene in mente ad esempio è il COP della pompa di calore. Quello dichiariato è il risultato di una prova a 7° esterni e 20°interni. Se come accade in inverno si scende intorno a 0° o a -5°C, il calore effettivamente è molto dluito e la pompa di calore fa più fatica a svolgere il proprio lavoro. In tal caso, il COP della pompa di calore dell’esempio, probabilmente si riduce a 2,5 o 2,0… e magari se il periodo in cui il clima è rigido, è piuttosto lungo, potrebbe essere più conveniente installare la caldaia.

Questa valutazione è molto diversa se la facciamo a Milano, a Firenze o Palermo. I dati climati sono molto diversi nelle tre località. Certo è che si tratta di dati statistici che servono solo per farci un’idea considerato gli sconvolgimenti climatici degli ultimi anni.

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Impianti “ibridi”, come valutarli?

Chi si può permettere di sostenere delle spese maggiori fa ricorso agli impianti “ibridi”,  che utilizzano più generatori di tipo diverso in maniera alternata o parallela. Rimanendo su qualscosa di semplice potremo avere un impianto che ha due generatori per esempio la caldaia e la pompa di calore da usare in maniera alternata. A inizio della stagione fredda, quando le temperature sono più miti, si accende la pompa di calore quando le temperature si abbassano (in genere in italia si parla di 10-15 gg per stagione di riscaldamento) e si può utilizzare la caldaia che in questo caso risulta essere più conveniente.

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4 Commenti

  1. Salve,
    articolo molto interessante.
    Da profano, mi permetto solo di segnalare che per il calcolo del costo orario di accensione della caldaia, il fabbisogno di 10 kWh va diviso per il rendimento di 1,05 e non moltiplicato. Alla fine dei conti risulterebbe un costo orario di circa 0,698 di poco superiore alla PDC. Rimane comunque valido il confronto.
    Un saluto

  2. Salve mi associo ai complimenti,
    Se 105% è efficienza o rendimento , l’efficienza si moltiplica sempre; però non mi risulta una efficienza del 105% per macchine termiche come sono anche le caldaie a condensazione;
    una macchina “ideale” quindi che esiste solo in teorie al massimo ha il 100% di efficienza;
    le macchine “reali” come appunto la caldaia di casa al massimo arriverà al 95% (che sappia io) . 105% vorrebbe dire appunto che la caldaia a condensazione ha un COP pari a 1,05, non mi sembra possibile per le caldaie.
    E’ solo una definizione commerciale dovuta all’equivoco dell’uso di PCI o PCS nel calcolo iniziale

  3. Concordo con quanto scrive…non si va contro le leggi della fisica…nel libro è spegato meglio quanto lei riporta all’attenzione:
    il 105% è sul potere calorifero inferiore giusto per fare un paragone con le caldaie tradizionali se si calcola sul PCS il rendimento è sempre inferiore al 100%…

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