Se vivete nel Minnesota, nel Quebec, in Scandinavia o nella Cina settentrionale, probabilmente vi è stato detto che le pompe di calore ad aria «non funzionano bene al freddo». Questa affermazione è obsoleta. Le pompe di calore per climi freddi (CCHP) hanno radicalmente modificato il quadro valutativo — tuttavia, le loro curve reali di COP differiscono notevolmente da un marchio all’altro e la scelta di un’unità inadatta al vostro clima potrebbe costarvi migliaia di euro in spese aggiuntive per il riscaldamento integrativo.
Questa guida presenta dati verificati sull’efficienza COP a temperature fino a -25 °C, ricavati da test di laboratorio certificati IEA e AHRI, integrati da studi sul campo condotti dal Building Research Establishment (BRE) e dal database NEEP del Dipartimento dell’Energia statunitense.
Il COP (Coefficiente di Prestazione) misura quanti kWh di energia termica una pompa di calore eroga per ogni kWh di elettricità consumata. Un COP pari a 3,0 significa che si ricevono 3 kWh di calore per ogni 1 kWh di elettricità. In condizioni climatiche miti, le moderne pompe di calore raggiungono un COP compreso tra 4,0 e 5,5. A -15 °C, tale valore scende generalmente a 1,8–2,8, a seconda della progettazione.
| Temperatura esterna (°C) | Pompa di calore ad aria standard (COP) | Pompa di calore ad aria per climi freddi (COP) | Pompa di calore ad aria per temperature ultra-basse (COP) | Percentuale di mantenimento della capacità (%) |
|---|---|---|---|---|
| +7 °C | 3.8–4.5 | 4.0–5.0 | 4.2–5.3 | 100% |
| 0°c | 2.8–3.5 | 3.2–4.0 | 3.5–4.4 | 85–92% |
| -8 °C | 2.0–2.5 | 2.6–3.3 | 2.9–3.7 | 72–80% |
| -15 °C | 1.5–1.9 | 2.0–2.8 | 2.3–3.1 | 58–70% |
| -20°C | 1.0–1.3* | 1.6–2.2 | 1.9–2.6 | 45–60% |
| -25°C | Ritagliare | 1.2–1.8 | 1.6–2.2 | 35–50% |
*Molti pompe di calore aria-acqua standard si spengono automaticamente al di sotto di -15 °C ÷ -20 °C. I dati provengono dalla norma AHRI 210/240-2023 e dalle specifiche NEEP per pompe di calore adatte ai climi freddi, edizione 2024.
Una casa norvegese in legno di 120 m², con isolamento murario da 200 mm e finestre a triplo vetro, presenta un carico termico di progetto di circa 6–8 kW a -20 °C. Una pompa di calore aria-acqua ad altissima efficienza, con potenza nominale di 8 kW, riesce comunque a erogare 4,8–5,6 kW a -20 °C (COP ≈ 2,1). Il carico residuo è coperto da un elemento riscaldante elettrico integrato. Costo annuo di esercizio rispetto a una caldaia elettrica diretta: circa il 45% inferiore, secondo gli studi sul campo condotti dall’agenzia norvegese per l’energia Enova SF su 200 abitazioni nel 2023.
Le zone di riscaldamento centralizzato della Cina settentrionale stanno integrando in misura crescente le pompe di calore ad aria (ASHP) come sistemi ausiliari. Un appartamento di 90 m² a Harbin, dotato di un sistema ASHP a cascata (compressione a due stadi, tecnologia EVI), ha mantenuto una temperatura interna di 20 °C durante un evento notturno con temperatura esterna di -26 °C nel gennaio 2024, registrando un COP misurato pari a 1,75. Fonte: Istituto di Tecnologia di Harbin, Laboratorio di Ingegneria Termica, Rapporto sul campo 2024-HIT-03.
Il programma Rénoclimat del governo del Quebec ha monitorato 312 installazioni di pompe di calore ad aria (ASHP) dal 2021 al 2024. Alle temperature di progetto inferiori a -25 °C, le unità per climi freddi (Mitsubishi Hyper Heat, Bosch IDS, Daikin Fit) hanno mantenuto un COP medio pari a 1,65 e coperto l’80–95% delle ore annuali di riscaldamento senza attivare il sistema di supporto. Solo 45 delle 312 abitazioni hanno richiesto riscaldamento ausiliario per più di 20 ore all’anno. Fonte: Transition énergétique Québec, Rapporto annuale sulle prestazioni delle pompe di calore 2024.
| Marca / Modello | Capacità nominale (kW) | COP a -15 °C | Temperatura minima di funzionamento | Tipo di compressore | Certificazione |
|---|---|---|---|---|---|
| Mitsubishi Zubadan MXZ | 8.0 | 2.5–2.8 | -25°C | Inverter variabile | NEEP v5 Livello 2 |
| Daikin Altherma 3 H HT | 9.0 | 2.2–2.6 | -25°C | Scroll EVI | Ecodesign UE A+++ |
| Bosch Compress 7000i | 7.0 | 2.0–2.4 | -20°C | Rotativo gemellare | AHRI 210/240 |
| Stiebel Eltron WPL 25 AC | 8.3 | 2.3–2.7 | -25°C | Scroll variabile | EN 14825 |
| Panasonic Aquarea T-Cap | 9.0 | 2.0–2.3 | -20°C | Rotativo ad inverter | UE A+++ |
Fonte: Banca dati delle specifiche sulle pompe di calore per climi freddi del NEEP (neep.org/emv), Allegato 53 del programma HPT dell'UE sul monitoraggio sul campo, 2024. I valori indicati rappresentano le medie misurate sul campo, non i valori nominali dichiarati dai produttori.
L'iniezione migliorata di vapore (EVI) è la caratteristica ingegneristica che distingue le pompe di calore adatte ai climi freddi da quelle standard. Iniettando vapore refrigerante durante la compressione, i compressori EVI ottengono due benefici fondamentali:
Il Rapporto tecnologico sull’impiego delle pompe di calore dell’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA, 2023, p. 84) identifica l’EVI come «il miglioramento tecnologico singolo più conveniente per estendere la funzionalità delle pompe di calore ad aria (ASHP) in climi freddi». L’EVI è ormai standard nei modelli Mitsubishi Zubadan, Daikin Altherma HT e nella maggior parte delle varianti Stiebel Eltron T-Cap.
Anche la migliore pompa di calore per climi freddi raggiungerà infine un «punto di equilibrio»: la temperatura esterna al di sotto della quale non è più in grado di coprire autonomamente il 100% del carico termico richiesto. Piuttosto che dimensionare la pompa di calore per coprire il 100% del carico di progetto (soluzione raramente conveniente dal punto di vista economico), la maggior parte degli ingegneri energetici raccomanda il seguente approccio:
Per un’abitazione situata a Helsinki (temperatura di progetto: -26 °C), la temperatura al 99° percentile è approssimativamente -18 °C. Dimensionare la pompa di calore ad aria (ASHP) per -18 °C anziché per -26 °C riduce tipicamente il costo iniziale in conto capitale del 15–22%, coprendo comunque il 96% delle ore annuali senza attivare l’elemento ausiliario.
Le unità certificate per climi freddi funzionano effettivamente a -25 °C, ma con una capacità significativamente ridotta. In base ai dati di campo monitorati in modo indipendente da NEEP e Transition énergétique Québec (2024), i modelli più performanti hanno fornito dal 35% al 50% della capacità nominale a -25 °C, con un COP misurato compreso tra 1,6 e 2,2. Ciò corrisponde comunque a un’efficienza superiore del 60–120% rispetto al riscaldamento elettrico diretto per resistenza. Tuttavia, a -25 °C, virtualmente tutte le unità richiederanno almeno un supporto parziale da parte di un elemento elettrico, uno scambiatore di calore o un sistema di backup a gas. Qualsiasi dichiarazione pubblicitaria relativa al funzionamento a carico completo a -25 °C, priva di specifiche condizioni, deve essere verificata confrontando i dati di prova AHRI o EN 14825, e non i dépliant dei produttori.
La maggior parte delle pompe di calore standard a sorgente aria (non CCHP) ha un blocco a bassa temperatura impostato in fabbrica compreso tra -15 °C e -20 °C, al di sotto del quale il compressore si spegne automaticamente per prevenire danni. A -10 °C, le unità standard forniscono tipicamente un COP pari a 1,8–2,2 e una capacità pari al 60–70%. Per i climi in cui le temperature scendono regolarmente al di sotto di -10 °C per più di 500 ore all’anno (ad esempio Chicago, Ottawa, Stoccolma), si raccomanda vivamente l’impiego di un modello certificato per climi freddi dotato della tecnologia compressore EVI. Fonte: database di certificazione delle prestazioni AHRI Standard 210/240-2023.
No. Anche a un COP di 1,6 (valore minimo a -25 °C), una pompa di calore fornisce il 60% in più di calore per kWh rispetto al riscaldamento elettrico a resistenza (COP = 1,0 per definizione). Il punto di pareggio — ossia la temperatura alla quale l’efficienza di una pompa di calore diventa pari a quella del riscaldamento a resistenza — corrisponde a un COP di 1,0, che le unità certificate per climi freddi non raggiungono se non a temperature ben inferiori a -30 °C, al di fuori dell’intervallo operativo di qualsiasi sistema residenziale. A un COP di 1,6, le bollette annuali per il riscaldamento sono generalmente inferiori del 35–45% rispetto a quelle del riscaldamento a resistenza, a seconda dei prezzi locali dell’elettricità. Fonte: AIE, Il futuro delle pompe di calore, 2022, Capitolo 4.
NEEP (Northeast Energy Efficiency Partnerships) definisce una CCHP come una pompa di calore che eroga almeno il 70% della sua capacità di riscaldamento nominale a -15 °C. Le pompe di calore ad aria standard (ASHP) sono tipicamente valutate a +2 °C o +8,3 °C e possono mantenere solo il 40–60% della loro capacità a -15 °C. Le CCHP raggiungono tale prestazione grazie alla tecnologia del compressore EVI, a scambiatori di calore di dimensioni maggiori e a regolatori di velocità per motori a velocità variabile. La Specifica NEEP per le pompe di calore per climi freddi (aggiornata nel 2024) mantiene un database pubblico dei modelli conformi su neep.org/emv.
In generale, sì, se il vostro clima prevede più di 200 ore/anno al di sotto dei 5 °C. Il costo iniziale maggiore di una pompa di calore combinata (CCHP) (tipicamente da 500 a 1.200 USD in più rispetto a un’unità standard) è compensato da prestazioni migliori a carico parziale su un intervallo operativo più ampio. In climi miti (ad esempio, Regno Unito costiero, Pacific Northwest), il vantaggio in termini di efficienza è minore, ma l’autonomia estesa offre una resilienza utile. Nei climi in cui la temperatura scende raramente al di sotto dei 5 °C, una pompa di calore ad alta efficienza con inverter (ASHP) standard è generalmente sufficiente.
Le pompe di calore ad aria per climi freddi certificate secondo gli standard NEEP, AHRI o EN 14825 offrono prestazioni misurabili e verificate sul campo a temperature fino a -25 °C, con valori di COP compresi tra 1,6 e 2,2 in condizioni di freddo estremo — significativamente migliori rispetto al riscaldamento per resistenza. Il divario prestazionale tra unità standard e unità per climi freddi si amplia nettamente al di sotto di -10 °C, rendendo la tecnologia del compressore (in particolare l’EVI) il fattore determinante nella scelta per le regioni settentrionali. Dimensionare l’impianto sulla base della temperatura al 99° percentile, anziché sulla temperatura minima di progetto, ottimizza il costo iniziale mantenendo una copertura superiore al 95% delle ore annuali di riscaldamento.
SIDITE Energy fornisce scaldacqua solari e sistemi a pompa di calore per uso residenziale e commerciale. Le nostre tecnologie efficienti e a basse emissioni riducono l'inquinamento e risparmiano energia. Riconosciuti a livello globale da 19 anni. Scopri di più.
Parco Industriale Yuxin, Regione di Nanhu, Jiaxing, Zhejiang, Cina
Copyright © 2025 di SIDITE Energy Co., Ltd. Informativa sulla privacy
EN
Ultime notizie