Le pompe di calore stanno vivendo un momento di gloria, o quasi, per un apparecchio di riscaldamento e raffreddamento. Che si tratti di pompe di calore canalizzate, mini-split o persino di sistemi geotermici, c'è un gran fermento intorno a questa tecnologia HVAC rispettosa del clima.
Nell'ultimo anno, molti importanti organi di stampa e riviste hanno esaltato il potenziale delle pompe di calore nel mitigare il cambiamento climatico. Le amministrazioni statali e locali e le società di servizi pubblici continuano ad ampliare gli sconti e gli incentivi per i proprietari di case che le installano. Il Dipartimento dell'Energia si dimostra favorevole alle pompe di calore rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali. A maggio sono state presentate in Senato un paio di proposte di legge volte ad accelerare l'adozione delle pompe di calore.
Un numero crescente di americani dichiara che installerebbe una pompa di calore come prossimo sistema di riscaldamento. Secondo un sondaggio rappresentativo a livello nazionale condotto da CR (PDF) su 2.103 adulti statunitensi nel giugno 2022, il 49% di coloro che non ne hanno una ha dichiarato che "forse" la prenderà in considerazione in futuro. (Il 9% ha risposto con un chiaro "sì").
Secondo l'Air Conditioning, Heating, & Refrigeration Institute, un gruppo commerciale del settore, le vendite di pompe di calore sono aumentate del 14,6% rispetto al dicembre 2021.
Avete bisogno di un corso accelerato su cosa sia una pompa di calore?
Al livello più elementare, si tratta di un apparecchio in grado di riscaldare e raffreddare la casa. È come un condizionatore d'aria che fornisce anche calore, ma consuma molta meno energia di un forno, una caldaia o un radiatore elettrico.
Questo perché una pompa di calore - che utilizza serpentine metalliche, una ventola e un refrigerante - assorbe il calore ambientale dall'esterno dell'abitazione e lo trasferisce all'interno (o all'esterno in modalità di raffreddamento), invece di generare calore bruciando carburante o utilizzando una resistenza elettrica ad alto consumo energetico.
Esistono diversi tipi di pompe di calore. I sistemi a sorgente d'aria sono i più comuni perché sono relativamente facili da installare. Raccolgono il calore dall'aria esterna - e c'è sempre un po' di calore libero, anche se il tempo è piuttosto freddo.
Se si dispone di una canalizzazione esistente, è possibile aggiungere una pompa di calore canalizzata a fonte d'aria al proprio sistema, proprio come si farebbe con un condizionatore d'aria centrale. In assenza di canalizzazioni esistenti, l'installazione di una pompa di calore canalizzata mini-split potrebbe essere più semplice. Mentre alcune pompe di calore ad aria possono faticare a funzionare nei climi freddi, molti modelli sono ora in grado di mantenere la casa calda anche a temperature inferiori allo zero.
E poi ci sono le pompe di calore a terra, note anche come pompe di calore geotermiche, che assorbono il calore da buche profonde scavate nel terreno all'esterno dell'abitazione. Queste pompe sono straordinariamente efficienti perché nel sottosuolo si trova una temperatura mite e stabile di 50-60 gradi Fahrenheit tutto l'anno. Ma possono avere costi di installazione proibitivi e non sempre funzionano in tutti i lotti. Per saperne di più su ogni tipo di pompa di calore, consultate la nostra guida all'acquisto delle pompe di calore.
Le pompe di calore esistono da decenni e sono il sistema HVAC principale in oltre il 10% delle case negli Stati Uniti, anche se soprattutto nelle zone più calde del Paese, dove le vecchie pompe di calore possono funzionare in modo efficace ed efficiente.
Ma negli ultimi 10 anni le prestazioni sono migliorate a dismisura, soprattutto in caso di freddo. Le pompe di calore sono oggi un'opzione pratica per la climatizzazione della maggior parte delle abitazioni, sia per sostituire completamente un impianto tradizionale che per integrarlo.
Per sapere come scegliere la pompa di calore giusta per la vostra casa, consultate la nostra guida all'acquisto delle pompe di calore. I soci CR possono anche esplorare le nostre valutazioni sull'affidabilità prevista e sulla soddisfazione dei proprietari per 24 marche di pompe di calore canalizzate ad aria, anche se al momento non disponiamo di valutazioni per i sistemi mini-split canalizzati o per i sistemi a terra.
Ecco perché una pompa di calore potrebbe essere il prossimo sistema di riscaldamento e raffreddamento della vostra casa, insieme ad alcuni fattori cruciali che dovreste considerare prima di fare il cambio.
1. Le pompe di calore sono più ecologiche
Secondo uno studio della UC Davis, i tipi più comuni (pompe di calore ad aria) riducono le emissioni di anidride carbonica di circa il 40% rispetto ai forni a gas. La quantità esatta dipende da come viene generata l'elettricità (che alimenta la pompa di calore). Ma quasi tutte le case ridurranno la loro impronta di carbonio: il 98%, secondo uno studio dell'Università del Texas, dell'Università del Michigan e della Carnegie Mellon University.
L'elettricità pulita amplifica i benefici ambientali di una pompa di calore. Nel Massachusetts orientale, ad esempio, un'importante società elettrica genera già più del 60% della sua elettricità da fonti rinnovabili e non carboniose, tra cui energia nucleare, eolica, solare e dighe idroelettriche. Per l'intero Nord-Est, lo studio della UC Davis stima che il passaggio a una pompa di calore ad aria dovrebbe ridurre le emissioni di carbonio del riscaldamento domestico di circa il 75% rispetto a un forno a gas.
Nel Midwest, dove l'elettricità proviene principalmente dal gas e persino dal carbone, la riduzione è solo del 12%. Ma quando la rete elettrica diventerà più pulita (o più persone installeranno l'energia solare), le emissioni si ridurranno ulteriormente.
Un valido argomento a sfavore è che l'adozione diffusa delle pompe di calore, insieme ad altre tecnologie di recente elettrificazione come i veicoli plug-in, potrebbe affaticare la rete elettrica. Ciò potrebbe comportare un maggior rischio di interruzioni di corrente durante le ondate di calore e le ondate di freddo, o un aumento dell'inquinamento atmosferico causato dalle centrali elettriche a combustibili fossili che fanno gli straordinari durante i periodi di picco di utilizzo dell'elettricità.
I politici potrebbero dover trovare una soluzione a questo problema. Ma a livello individuale, se pensate che una pompa di calore sia giusta per la vostra casa, è molto probabile che l'installazione sia positiva per l'ambiente.
Una pompa di calore mini-split può contribuire a riscaldare e raffreddare in modo efficiente un'abitazione priva di condutture esistenti.
2. Potreste risparmiare denaro
Le pompe di calore non sono solo una tecnologia costosa per i benefattori. Anche se il costo dell'installazione varia notevolmente, i membri di CR intervistati hanno pagato in media 7.791 dollari per un sistema rispetto ai 6.870 dollari di un forno a gas (anche se la maggior parte di queste pompe di calore sono state installate in zone calde o miti del Paese). Le pompe di calore per i climi freddi tendono a costare di più, da 8.700 a 32.000 dollari, secondo i dati condivisi con CR raccolti dal Cadmus Group.
Ma in molti casi, le pompe di calore sono il modo più conveniente per riscaldare e raffreddare una casa. Anche secondo la stima più prudente che abbiamo trovato (lo studio dell'Università del Texas, et al.), una pompa di calore ad aria sarà il sistema HVAC più conveniente nel 32% delle famiglie, ovvero in oltre 37 milioni.
Le case che si riscaldano con il propano, il petrolio o i "normali" sistemi a resistenza elettrica sono quelle che hanno maggiori probabilità di risparmiare installando una pompa di calore. Il propano e il petrolio sono sempre costosi (anche quando non siamo nel bel mezzo di un'impennata dei prezzi). Inoltre, il riscaldamento a resistenza elettrica utilizza in media da due volte e mezzo a tre volte l'elettricità di una pompa di calore per produrre la stessa quantità di calore.
Quindi, in molte zone del Paese, passando a una pompa di calore si potrebbero risparmiare più di 1.000 dollari all'anno sulle bollette del riscaldamento. Il DOE ha delle schede informative per ogni singolo stato che possono darvi un'idea di quanto potreste risparmiare all'anno.
Potreste anche avere diritto a sovvenzioni o incentivi fiscali che riducono ulteriormente i costi delle pompe di calore. Molti Stati e aziende di servizi pubblici offrono sconti per le pompe di calore. Il Massachusetts, ad esempio, offre attualmente uno sconto di 10.000 dollari per i sistemi di pompe di calore ad aria per tutta la casa, se si rimuove il vecchio impianto. Il governo federale offre un credito d'imposta del 26% sulle pompe di calore a terra fino alla fine del 2022. Inserite il vostro codice di avviamento postale su DSIREUSA.org per vedere cosa è disponibile vicino a voi.
Mark Norris, professore di scienze ambientali presso la Stevenson University e residente nella contea di Baltimora, nel Maryland, ha scoperto che una pompa di calore a terra era il modo più conveniente per riscaldare e raffreddare la sua casa, un po' a sorpresa perché sono molto più difficili da installare rispetto alle normali pompe di calore ad aria o alle apparecchiature HVAC tradizionali.
Norris ha fatto installare l'impianto a terra a una profondità di 250 piedi, direttamente nella terra nel cortile anteriore del suo "piccolo lotto di periferia", come lo ha descritto. Il costo iniziale è stato di circa 23.000 dollari, ma con l'arrivo degli sconti e degli incentivi della sua società di servizi e delle amministrazioni federali, statali e locali, il costo totale si aggira intorno agli 8.000 dollari. Norris afferma che il costo finale è inferiore al preventivo ricevuto per l'installazione di un forno a gas di base e di un condizionatore centrale.
Nella maggior parte dei casi, tuttavia, il riscaldamento a gas costa meno di una pompa di calore, soprattutto nei climi più freddi. L'installazione di un forno a gas di base e di un condizionatore centrale di base è di solito più economica dell'installazione di una pompa di calore per tutta la casa per i climi freddi.
Inoltre, le apparecchiature di riscaldamento a gas tendono a costare meno rispetto alle pompe di calore elettriche, afferma Dave Lis, direttore del Northeast Energy Efficiency Partnerships, anche se i costi di gestione sono spesso molto simili. Esistono tuttavia sfumature ed eccezioni, tra cui la possibilità di utilizzare un sistema ibrido di pompa di calore e forno, che fa funzionare una pompa di calore a temperature più miti quando è più efficiente, per poi passare a un forno quando si risparmia. (Per saperne di più sugli ibridi, consultate la nostra guida all'acquisto delle pompe di calore).
Secondo Francis Dietz, vicepresidente degli affari pubblici dell'Air-Conditioning, Heating, & Refrigeration Institute, il modo più semplice per capire se una pompa di calore è adatta alla vostra casa è quello di richiedere alcuni preventivi a imprese di HVAC locali.
"Sapranno quanti giorni di riscaldamento avete in base al luogo in cui vivete e quali sono le vostre tariffe", dice Dietz. Sapranno anche quali apparecchiature funzionano bene nella vostra zona e quali sono le sovvenzioni disponibili. Un buon appaltatore eseguirà un calcolo del carico per capire esattamente la capacità di riscaldamento e raffreddamento di cui ha bisogno la vostra casa e se potete trarre vantaggio da un miglioramento dell'efficienza. (La nostra guida all'acquisto di pompe di calore contiene ulteriori informazioni su come trovare un appaltatore esperto).
3. Installare una pompa di calore può essere facile
Lis afferma che di solito c'è un modo per installare una pompa di calore in casa, anche se si tratta di un sistema più piccolo destinato solo a una o due stanze che necessitano di riscaldamento e raffreddamento supplementari. "Sono molto flessibili, molto personalizzabili e ci sono un milione di varianti di questi sistemi, da quelli canalizzati a quelli senza condotto e tutto il resto", spiega Lis.
Se avete già una canalizzazione, siete in una buona posizione. Le pompe di calore canalizzate possono essere collegate ai sistemi ad aria forzata esistenti, il che può contribuire a ridurre i costi di installazione. Se avete già l'aria condizionata centralizzata, è ancora più facile. L'installazione di una pompa di calore non è sostanzialmente diversa da quella di un impianto di condizionamento centralizzato, per cui avrete già i collegamenti elettrici e i percorsi giusti per il cablaggio e le linee del refrigerante.
Anche le pompe di calore canalizzate, note anche come mini-split, possono essere piuttosto facili da installare. Non richiedono una canalizzazione esistente. La parte esterna della pompa di calore è identica a quella di un modello canalizzato, ma invece di collegarsi a un sistema centrale ad aria forzata, il condensatore si collega a una o più "teste" posizionate sulle pareti o nei soffitti della casa: sono una sorta di bocchette d'aria individuali. (Per maggiori informazioni sui dettagli tecnici, consultare la nostra guida all'acquisto delle pompe di calore). I costi di un sistema a più teste possono aumentare rapidamente, ma di solito è meno costoso dell'aggiunta di una canalizzazione.
Ci sono alcuni avvertimenti importanti da considerare. Le pompe di calore potrebbero avere difficoltà in case piene di spifferi e poco isolate. Potrebbe essere necessario potenziare l'impianto elettrico per supportare il riscaldamento elettrico a casa intera. Inoltre, è possibile che vogliate mantenere (o aggiungere) un sistema di riscaldamento di riserva, nel caso in cui il tempo diventi così insolitamente freddo che la vostra pompa di calore non riesca a tenere il passo.
Nella nostra guida all'acquisto delle pompe di calore esaminiamo questi scenari in modo più dettagliato. Ma anche se trovate qualche ostacolo all'adozione di una pompa di calore nella vostra casa, di solito c'è un modo per risolverlo, a volte con l'aiuto di incentivi per l'efficienza energetica da parte di un governo o di una società di servizi.
4. La casa può essere più confortevole
I sistemi di riscaldamento tradizionali (e i condizionatori d'aria di base) non sono molto efficaci nel mantenere una temperatura costante in casa.
"Con i forni, siamo abituati ad accenderli, a rendere calda la stanza, a spegnerli e a farli raffreddare, con una forte oscillazione della temperatura", spiega Iain Walker, scienziato edile presso il Lawrence Berkeley National Laboratory.
Le moderne pompe di calore, invece, sono molto più efficaci nel mantenere la stessa temperatura e la stessa umidità in casa. "Preferiscono funzionare costantemente a un livello basso e fisso, in modo da non oscillare come un forno", spiega Walker.
Poiché sono più efficienti quando funzionano al minimo, si scopre anche che si risparmia di più se si lascia il termostato impostato sulla stessa temperatura, anche durante la notte, contrariamente a tutti i consigli ecologici che abbiamo interiorizzato nel corso degli anni.
"Se continuate a premere i pulsanti del termostato, non otterrete l'efficienza che volevate ottenere dalla pompa di calore, perché non sono progettate per funzionare in questo modo", dice Walker. Quindi, se avete tollerato le basse temperature notturne per risparmiare energia, una pompa di calore vi libererà da questo peso.
(Naturalmente, se preferite una stanza più fresca di notte, potete sempre abbassare la temperatura; userete solo un po' di energia in più).
Le pompe di calore mini-split sono anche un ottimo modo per aggiungere la climatizzazione a parti della casa che ne hanno bisogno, ma che di solito non ce l'hanno: ad esempio, un sottotetto appena terminato o un'aggiunta alla casa. Sono anche un ottimo modo per aggiungere una climatizzazione permanente a una casa senza un sistema ad aria forzata esistente (come una casa che si riscalda con i termosifoni), perché sono molto più facili da installare rispetto alla canalizzazione. Anche se li installate principalmente per le loro capacità di raffreddamento, potreste rimanere piacevolmente sorpresi dall'efficacia e dall'efficienza con cui sono in grado di riscaldare, riducendo la quantità di tempo in cui dovrete far funzionare il vostro sistema di riscaldamento principale.