Chiedi a un installatore quale pompa di calore montare e di solito ti proporrà quella che monta più spesso. Chiedi a internet e otterrai un elenco puntato che evita accuratamente l'unica domanda che conta. Quella domanda non è quale tecnologia sia migliore, visto che la geotermica vince quasi ogni confronto tecnico, ma da che punto in poi il sovrapprezzo smette di valerne la pena per il tuo edificio.
Quel punto di pareggio è reale, si calcola, e si colloca in posizioni diverse a seconda di quattro fattori: per quanto tempo terrai l'edificio, se ti serve raffrescamento, che cosa consente il tuo sito e a quale temperatura lavorano i tuoi terminali. Ecco come trovarlo.
La differenza, un paragrafo per ciascuna
Una pompa di calore ad aria (aria-acqua) estrae calore dall'aria esterna tramite un'unità esterna (un ventilatore e uno scambiatore, di norma fissata a una parete o appoggiata in giardino) e lo innalza con un compressore. È semplice da installare, non richiede scavi e tipicamente si mette in servizio in un paio di giorni.
Una pompa di calore geotermica (acqua glicolata-acqua) estrae calore dal sottosuolo, tramite sonde geotermiche verticali di norma fra 50 e 300 metri di profondità, oppure con collettori orizzontali se hai il terreno. Una miscela di acqua e glicole circola in tubi chiusi, raccoglie calore dalla roccia e lo porta a una pompa di calore collocata all'interno. Non c'è alcuna unità esterna. Il cantiere richiede una perforatrice e dura molto più a lungo.
Stesso principio, sorgente molto diversa. Tutto quello che segue discende da quest'unica differenza.
Efficienza: il divario è più ampio di quanto suggeriscano i numeri
Le pompe di calore si misurano con il coefficiente di prestazione stagionale (SPF): il calore fornito in un anno diviso l'elettricità consumata.
Geotermica e ad aria, fianco a fianco
| Geotermica | Ad aria | |
|---|---|---|
| SPF tipico (riscaldamento) | da 4 a 5 | da 2,5 a 3,5 |
| Temperatura della sorgente a gennaio | da 8 a 14 °C | da −5 a +5 °C |
| Temperatura della sorgente ad agosto | da 8 a 14 °C | da 25 a 35 °C |
| Resa nel giorno più freddo | Invariata | La più bassa dell'anno |
| Cicli di sbrinamento | Nessuno | Sì, con freddo umido |
| Costo installato, casa unifamiliare | Da 2 a 3 volte superiore | Il più basso dei due |
I valori sono intervalli tipici per impianti ben progettati in climi europei temperati. I tuoi numeri dipenderanno da terminali, clima e dimensionamento.
Le medie sottostimano la differenza, per via di quando il divario si manifesta. Una pompa ad aria è meno efficiente proprio nella mattina più fredda dell'anno, quando la domanda raggiunge il picco. La sorgente da cui attinge si è raffreddata, il salto di temperatura che deve compiere è aumentato, e con freddo umido smette periodicamente del tutto di riscaldare casa tua per sciogliere il ghiaccio dalla propria batteria. La temperatura del terreno, al contrario, non si cura del tempo che fa. La sorgente su cui hai dimensionato a ottobre è la sorgente che hai a febbraio.
Per il proprietario questo si traduce in una bolletta di riscaldamento più bassa di circa il 25-40 % e in una casa che resta calda nella settimana in cui l'impianto di tutti gli altri arranca.
Costo di investimento: le ragioni della pompa ad aria
È qui che la pompa ad aria vince, e vince nettamente.
La perforazione è la voce dominante di un budget geotermico e cresce con i metri, la geologia e l'accessibilità del cantiere. Un impianto geotermico per una casa unifamiliare costa comunemente due o tre volte un impianto ad aria equivalente, talvolta di più su un lotto urbano stretto dove la perforatrice deve lavorare in un cortile. Con un budget ridotto, o se l'edificio cambierà proprietario entro pochi anni, quel divario è difficile da giustificare con i soli costi di esercizio.
Il ritorno del sovrapprezzo attraverso bollette più basse si colloca tipicamente fra gli 8 e i 15 anni per un edificio solo riscaldato. È un tempo lungo, abbastanza lungo perché la decisione dipenda di solito da qualcosa di diverso dalla bolletta.
Il che ci porta ai tre elementi che spostano davvero la decisione.
Che cosa decide davvero
1. Il raffrescamento cambia completamente i conti
È l'asimmetria che quasi ogni confronto si perde.
Una pompa di calore ad aria può raffrescare. Invertila e diventa un condizionatore. Ma raffresca come fa un condizionatore: il compressore va, l'unità esterna va, consuma elettricità in quantità nei pomeriggi più caldi e scarica calore in una strada già troppo calda.
Un impianto geotermico raffresca senza alcun compressore. L'acqua tiepida dei circuiti a pavimento o a soffitto dell'edificio viene messa in scambio con il fluido termovettore freddo che arriva dalle sonde. Funziona solo un circolatore. Fornire un'unità di freddo in questo modo costa tipicamente una piccola frazione di quanto userebbe un compressore, comunemente indicata fra un ventesimo e un quarantesimo.
Ne discendono tre conseguenze:
- Costo di esercizio. Il raffrescamento estivo è quasi gratuito. In un edificio con un reale fabbisogno di freddo, questo da solo può dimezzare il tempo di ritorno del sovrapprezzo geotermico.
- Normativa e autorizzazioni. In gran parte d'Europa il raffrescamento attivo di comfort è soggetto a un vaglio da cui il geocooling passivo è esente: limiti di potenza nei regolamenti energetici, obbligo di giustificare il fabbisogno, vincoli sulle unità esterne a vista, limiti di rumore al confine e un regime sui refrigeranti sempre più stretto. Chi parte per installare un condizionatore si sente spesso rispondere di no. Il raffrescamento geotermico passa spesso dove un impianto convenzionale non passa, perché non c'è unità esterna, non c'è rumore e l'elettricità in gioco è minima. (Le regole variano parecchio per paese e comune, quindi verifica il tuo sito.)
- Vita dell'impianto. Immettere il calore estivo nel terreno lo rigenera e contrasta la lenta deriva di temperatura di cui soffrono nei decenni i campi dedicati al solo riscaldamento. Raffrescare non consuma un impianto geotermico. Lo preserva. Approfondiamo il tema nella nostra guida alla geotermia a bassa entalpia per riscaldare e raffrescare.
Se il tuo edificio ha bisogno di raffrescamento (e se è ben isolato, recente, molto vetrato o ha appartamenti all'ultimo piano, probabilmente ce l'ha), il confronto smette di essere in bilico.
2. Rumore, vicini e permessi
Un'unità esterna fa rumore. Non tanto, ma di continuo, all'aperto, vicino a un confine, di notte in inverno. In una casa isolata con spazio non è un problema. In villette a schiera, cortili, vie urbane dense e centri storici tutelati è spesso il problema: i limiti di rumore al confine e le regole di decoro sono il motivo più frequente per cui un impianto ad aria viene negato o deve essere spostato in una posizione meno efficiente.
Un impianto geotermico non ha nulla all'esterno. Niente da vedere, niente da sentire, niente su cui discutere. Dove i vincoli urbanistici sono stretti, a volte non è tanto un vantaggio quanto l'unica strada per avere una pompa di calore.
3. Per quanto tempo terrai l'edificio
Tempi di ritorno di un decennio contano solo se ci sei per quel decennio. Per uno sviluppatore che vende a fine lavori, la pompa ad aria è di norma la scelta razionale, a meno che il raffrescamento o l'urbanistica non forzino la mano. Per un proprietario che abita l'immobile, una cooperativa di abitazione o un proprietario istituzionale con un orizzonte di trent'anni i conti si ribaltano, e alla sonda geotermica stessa si attribuisce una vita utile di 50-100 anni, contro i 15-20 di un'unità esterna esposta alle intemperie.
Dove la geotermica semplicemente non è disponibile
L'onestà impone anche il caso opposto. La geotermica è fuori gioco, o pesantemente compromessa, quando:
- Non puoi perforare. Zone di protezione delle acque potabili, certe formazioni geologiche, terreni contaminati e la congestione del sottosuolo urbano rendono le perforazioni limitate o vietate. Molte regioni pubblicano carte di ammissibilità: consulta la tua prima di ogni altra cosa.
- Il lotto è troppo piccolo. Le sonde hanno bisogno di una separazione significativa fra loro e dai confini, altrimenti si sottraggono calore a vicenda.
- Non c'è accesso per la perforatrice. Una perforatrice deve poter raggiungere fisicamente il punto.
- I tempi autorizzativi non sono compatibili. Diversi mesi sono la norma. Se la caldaia si è rotta la settimana scorsa, non è il vincolo che ti serve.
- I terminali sono ad alta temperatura. Vale per entrambe le tecnologie, ma colpisce più duramente il caso economico della geotermica: se l'edificio lavora con radiatori a 65-70 °C, nessuna pompa di calore raggiungerà l'efficienza nominale, e avrai speso un budget da geotermica per prestazioni da pompa ad aria. Sistema prima i terminali, oppure non perforare.
Uno schema decisionale di massima
Scegli la pompa ad aria se l'edificio è dominato dal riscaldamento, se il budget è stretto, se venderai entro pochi anni, se il sito non è perforabile, o se hai spazio esterno lontano dai vicini.
Scegli la geotermica se ti serve raffrescamento, se rumore o urbanistica bloccano un'unità esterna, se terrai l'edificio a lungo, se hai già o stai installando terminali a bassa temperatura, oppure (il caso che i proprietari trascurano più spesso) se gli edifici sono più di uno.
Valuta una soluzione ibrida quando il picco di riscaldamento è elevato ma breve: un impianto geotermico dimensionato per la gran parte dell'anno con un piccolo supporto per le ore più fredde costa spesso meno che perforare per l'1 % dei casi.
Il caso che i proprietari trascurano: più di un edificio
Se possiedi o stai sviluppando più edifici sullo stesso sito, il confronto cambia di nuovo. Unità ad aria individuali significano un'unità esterna per edificio, ciascuna dimensionata sul proprio picco. Un anello geotermico condiviso che li serve tutti richiede molta meno potenza complessiva, perché gli edifici non vanno in picco nello stesso momento e perché un edificio che ha bisogno di freddo rigenera il terreno per uno che ha bisogno di calore. Le centrali si accorpano. Il costo per edificio scende, a volte nettamente.
È il punto in cui la decisione smette di essere un confronto fra prodotti e diventa un problema di progettazione, e in cui vale la pena modellare sul serio prima di impegnarsi.
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Domande frequenti
Una pompa di calore geotermica è sempre più efficiente di una ad aria?
In pratica sì. Il terreno è una sorgente più calda e molto più stabile in inverno. Gli SPF tipici sono 4-5 contro 2,5-3,5 per l'aria. La vera domanda è se il guadagno di efficienza ripaga il costo della perforazione entro il tuo orizzonte di proprietà.
Entrambi i tipi possono raffrescare?
Entrambi possono, ma in modo molto diverso. La pompa ad aria raffresca con un compressore, come un condizionatore. La geotermica può raffrescare in modo passivo con il solo circolatore, con una frazione dell'elettricità e senza unità esterna, il che conta sia per il costo di esercizio sia per ottenere l'autorizzazione.
Quanto costa in più la geotermica?
Comunemente due o tre volte un impianto ad aria per una casa unifamiliare, quasi interamente per via della perforazione. Il divario si riduce negli edifici con fabbisogno di freddo e su più edifici dello stesso sito.
Una pompa di calore ad aria funziona con il freddo?
Sì, le unità moderne lavorano ben sotto lo zero, ma l'efficienza cala man mano che fa più freddo e iniziano i cicli di sbrinamento, quindi la resa è minima proprio quando la domanda è massima. Il dimensionamento deve tenerne conto.
Quale dura di più?
Alle sonde geotermiche si attribuiscono 50-100 anni e alla pompa di calore geotermica stessa 20-25. Un'unità esterna ad aria dura tipicamente 15-20 anni, essendo esposta alle intemperie.