Come funziona la pompa di calore: il ciclo, il COP e la resa reale

Come funziona una pompa di calore: il ciclo in quattro passaggi, cosa dicono COP e SCOP, quanto rende davvero d'inverno e come farla lavorare bene.

Una pompa di calore restituisce tre o quattro volte l'energia elettrica che consuma. Non è un trucco contabile e non viola nessuna legge della fisica: la macchina non produce calore, lo sposta. Prende energia termica che è già presente nell'aria esterna, nel terreno o nell'acqua di falda, la concentra e la consegna dentro casa. L'elettricità serve solo a far girare la pompa, non a generare il calore. È esattamente il motivo per cui un kWh di elettricità può valere quattro kWh di riscaldamento.

Capito questo punto, tutto il resto — perché rende meglio con il pavimento radiante, perché d'inverno la resa scende, perché il dimensionamento conta più della marca — diventa immediato.

Il principio: spostare calore, non crearlo

Nell'aria a 0 °C c'è una quantità enorme di energia termica: lo zero della nostra scala è un riferimento convenzionale, non l'assenza di calore. Il problema è che quel calore si trova a una temperatura troppo bassa per essere utile: non puoi scaldare una casa a 20 °C con aria a 0 °C, perché il calore fluisce spontaneamente solo dal caldo al freddo.

La pompa di calore risolve proprio questo. Usando un compressore, alza la temperatura del calore raccolto fino a un livello utilizzabile, come una pompa idraulica solleva l'acqua a un serbatoio più in alto. L'analogia è nel nome. E come per la pompa idraulica, l'energia spesa dipende da quanto in alto devi sollevare: più è ampio il salto fra la temperatura della sorgente e quella di consegna, più elettricità serve.

È lo stesso ciclo del frigorifero di casa, usato al contrario. Il frigorifero toglie calore dall'interno e lo scarica nella stanza attraverso la griglia posteriore; la pompa di calore toglie calore all'esterno e lo scarica dentro casa.

Il ciclo in quattro passaggi

Nel circuito chiuso della macchina circola un fluido refrigerante, scelto perché evapora a temperature molto basse. Il ciclo si ripete continuamente e ha quattro stazioni.

  1. Evaporatore. Nell'unità esterna il refrigerante arriva freddo e a bassa pressione, più freddo dell'aria che lo circonda. Assorbe quindi calore dall'aria esterna ed evapora, diventando gas. Questo è il passaggio in cui l'energia gratuita entra nel sistema.
  2. Compressore. Il gas viene compresso. La compressione ne alza la pressione e con essa la temperatura, che passa da pochi gradi a 60-80 °C. È l'unico componente che assorbe elettricità in modo significativo, ed è qui che si concentra il consumo della macchina.
  3. Condensatore. Il gas caldo cede il suo calore all'acqua dell'impianto o all'aria degli ambienti e, raffreddandosi, torna liquido. È il momento in cui il calore arriva in casa.
  4. Valvola di espansione. Il liquido attraversa una strozzatura, la pressione crolla e con essa la temperatura. Il refrigerante torna freddo, pronto a ricominciare dall'evaporatore.

Nelle macchine reversibili una valvola a quattro vie inverte il senso del ciclo: d'estate l'evaporatore e il condensatore si scambiano i ruoli, il calore viene tolto dalla casa e scaricato fuori, e la stessa macchina raffresca.

COP e SCOP: i due numeri che contano

Il COP (Coefficient of Performance) è il rapporto fra il calore reso e l'elettricità consumata in una singola condizione di prova. COP 4 significa 4 kWh di calore per 1 kWh di elettricità. È un valore di targa, misurato per esempio con aria esterna a 7 °C e acqua di mandata a 35 °C: utile per confrontare due macchine, meno per prevedere la bolletta.

Il numero che conta davvero è lo SCOP, il coefficiente stagionale: media il rendimento su tutta la stagione di riscaldamento, tenendo conto delle temperature che si presentano realmente. Il metodo di calcolo e le condizioni di prova sono fissati dal Regolamento UE 813/2013 sulla progettazione ecocompatibile degli apparecchi di riscaldamento, che stabilisce anche l'efficienza stagionale minima necessaria per immettere una macchina sul mercato europeo. Lo stesso regolamento definisce l'ηs, l'efficienza energetica stagionale in percentuale, che è il valore che compare sull'etichetta energetica.

Tre fattori muovono lo SCOP, e sono tutti sotto il tuo controllo almeno in parte:

  • La temperatura di mandata. È la leva più potente. Ogni grado in meno sull'acqua che esce dalla macchina è un guadagno diretto di efficienza. Un impianto che lavora a 35 °C sta in una classe di rendimento superiore rispetto a uno che chiede 55 °C.
  • La temperatura esterna. Quando fuori fa più freddo il salto si allarga e il COP istantaneo scende. Le macchine attuali continuano a lavorare bene anche sotto zero, ma la resa non è quella di ottobre.
  • Il dimensionamento. Una macchina troppo grande si accende e si spegne di continuo, e ogni avvio costa. Una che modula e lavora in continuo a carico parziale rende di più della stessa macchina che parte e si ferma.

Cosa succede quando fa freddo

Due fenomeni meritano una spiegazione, perché sono la fonte principale dei dubbi su queste macchine.

Il ciclo di sbrinamento. Con aria esterna fredda e umida, sulla batteria dell'unità esterna si forma brina che ostacola lo scambio termico. La macchina se ne accorge e inverte brevemente il ciclo per sciogliere il ghiaccio, consumando un po' di energia. È un comportamento normale e previsto, già conteggiato dentro lo SCOP dichiarato: dura pochi minuti e si ripete solo nelle giornate in cui serve.

La resistenza di integrazione. Quasi tutte le pompe di calore hanno una resistenza elettrica di riserva, che interviene nelle poche ore più fredde dell'anno o per l'igienizzazione periodica del bollitore sanitario. Se lavora spesso, il problema non è la tecnologia: è che la macchina è sottodimensionata rispetto al fabbisogno, oppure che l'involucro disperde più di quanto previsto. Un calcolo del carico termico fatto prima dell'acquisto è ciò che evita questa situazione.

Le diverse macchine, in breve

Il principio è identico per tutte, cambia dove prendono il calore e come lo consegnano. Una aria-acqua prende dall'aria e scalda l'acqua dell'impianto, coprendo anche l'acqua calda sanitaria; una aria-aria consegna direttamente aria calda ed è di fatto il climatizzatore split; una acqua-acqua attinge da falda o da sonde geotermiche e, avendo una sorgente stabile a 10-14 °C tutto l'anno, raggiunge i rendimenti più alti. Il confronto completo, con prezzi e casi d'uso, è nella guida su pompa di calore aria-acqua, aria-aria e acqua-acqua.

Un cenno anche al refrigerante: il Regolamento UE 2024/573 sui gas fluorurati programma la riduzione progressiva degli HFC, e sta portando il mercato verso il propano R290, che ha un potenziale di riscaldamento globale pari a 3 e raggiunge agevolmente mandate a 70 °C. È la ragione tecnica per cui oggi anche le case con radiatori tradizionali rientrano nel campo di applicazione delle pompe di calore.

Come farla lavorare al meglio

Una pompa di calore installata bene e regolata bene consuma sensibilmente meno della stessa macchina lasciata alle impostazioni di fabbrica. Quattro accorgimenti concreti:

  • Imposta la curva climatica. La macchina deve calcolare la temperatura di mandata in funzione di quella esterna, alzandola solo quando serve, invece di lavorare sempre a un valore fisso. È la regolazione che dà il guadagno maggiore a costo zero.
  • Fai funzionare l'impianto in continuo. Con una pompa di calore la strategia vincente è una temperatura costante e moderata, non accensioni e spegnimenti. Le valvole termostatiche e un buon termostato servono a bilanciare le stanze, non a inseguire l'accensione.
  • Cura l'involucro. La resa dipende dal fabbisogno: cappotto termico e infissi abbassano la temperatura di mandata necessaria, e con essa il consumo. Insieme migliorano anche la classe energetica dell'immobile.
  • Abbinala al fotovoltaico. L'elettricità autoprodotta è ciò che porta il costo di esercizio al minimo, soprattutto per il riscaldamento dell'acqua sanitaria nelle ore centrali della giornata. Vedi la guida al fotovoltaico per la casa.

Sugli incentivi il quadro 2026 offre due strade alternative: la detrazione fiscale al 50% sull'abitazione principale e al 36% sugli altri immobili, confermata per l'anno in corso dalla Legge di Bilancio 2026 (L. 199/2025) con tetto di 96.000 euro per unità immobiliare, oppure il Conto Termico 3.0 introdotto dal DM 7 agosto 2025, che per i privati arriva a coprire il 65% della spesa ammissibile con un contributo erogato dal GSE. I dettagli operativi sono negli articoli su Conto Termico 3.0 e costi e incentivi della pompa di calore.

Ceisteanna coitianta

Come funziona una pompa di calore in parole semplici?

Non produce calore, lo sposta. Un fluido refrigerante assorbe il calore già presente nell'aria esterna, nel terreno o nell'acqua ed evapora; un compressore lo comprime alzandone la temperatura fino a 60-80 °C; il calore viene ceduto all'acqua dell'impianto o all'aria di casa; una valvola di espansione riporta il fluido freddo e il ciclo ricomincia. L'elettricità serve solo a muovere il calore, non a generarlo.

Perché una pompa di calore rende più del 100%?

Perché il confronto non è fra energia prodotta ed energia consumata, ma fra calore consegnato ed elettricità assorbita. La maggior parte del calore consegnato viene dall'ambiente esterno ed è gratuito. Un COP di 4 significa 4 kWh di calore per ogni kWh elettrico: tre arrivano dall'aria o dal terreno, uno dalla presa di corrente.

Qual è la differenza fra COP e SCOP?

Il COP misura il rendimento in una singola condizione di prova, per esempio aria esterna a 7 °C e mandata a 35 °C. Lo SCOP media il rendimento sull'intera stagione di riscaldamento e comprende anche i cicli di sbrinamento, quindi è il valore realistico per stimare i consumi. Entrambi sono definiti dal Regolamento UE 813/2013.

La pompa di calore funziona anche con il freddo?

Sì, continua a estrarre calore dall'aria anche sotto zero, perché il refrigerante evapora a temperature molto più basse. Quello che cambia è la resa: più si allarga il salto fra temperatura esterna e temperatura di mandata, più elettricità serve. Nelle giornate fredde e umide entra in funzione il ciclo di sbrinamento, che dura pochi minuti ed è già conteggiato nello SCOP dichiarato.

Cosa fa scendere i consumi di una pompa di calore già installata?

Tre regolazioni: impostare la curva climatica, così che la temperatura di mandata salga solo quando la temperatura esterna lo richiede; far lavorare l'impianto in continuo a temperatura moderata invece di accenderlo e spegnerlo; bilanciare i terminali per abbassare la mandata necessaria. Sull'involucro, cappotto e infissi riducono ulteriormente la temperatura richiesta e quindi il consumo.

Tá meastacháin saor in aisce EnergyClass léiritheach agus ar mhaithe le faisnéis amháin: ní Rátáil Fuinnimh Foirgnimh (BER) iad agus ní ghlacann siad áit ceann. Is iad gairmithe cáilithe deimhniúcháin fuinnimh a eisíonn an Rátáil Fuinnimh Foirgnimh (BER) oifigiúil, mar sheirbhís íoctha.