POMPE DI CALORE A METANO

Nel settore della climatizzazione assumono un ruolo importante le pompe di calore alimentate a gas metano, in luogo delle consuete pompe di calore a compressione di vapore ed azionamento elettrico.

Le pompe di calore a gas metano sono di due tipi: ad assorbimento ed azionate da motore endotermico; le prime sfruttano un ciclo termico per la produzione di calore ed energia frigorifera mentre le seconde sfruttano un ciclo frigorifero come le pompe di calore elettriche, ma la fase di compressione del fluido frigorigeno è svolta da un motore endotermico alimentato a gas combustibile.

CONFRONTO ENERGETICO

Analizzando la Figura 1 si possono fare le seguenti considerazioni:

Dal punto di vista del consumo di energia primaria, in funzionamento invernale, per temperature inferiori a 0 °C, le pompe di calore ad assorbimento sono le più efficienti, mentre le pompe di calore con motore endotermico sono le più efficienti a temperature superiori a 0 °C. Le pompe di calore elettriche sono sempre meno efficienti
di quelle endotermiche, ma diventano più efficienti di quelle ad assorbimento per temperature dell’aria superiori a 7 °C.

In funzionamento estivo l’efficienza maggiore è raggiunta sempre dalle pompe di calore elettriche, seguite da quelle endotermiche, mentre le pompe di calore ad assorbimento scontano un’efficienza molto bassa.

Figura 1 (AICARR Journal #52)

CONFRONTO ECONOMICO

Si raffronta il costo per produrre 1 kWh di energia termica/frigorifera.

Pompe di calore ad assorbimento vs Pompe di calore elettriche

Osservando la Figura 2 si nota che, nel funzionamento invernale, le macchine ad assorbimento sono sempre convenienti; questa convenienza, ovviamente, si accentua quando il costo del metano è basso e il costo dell’energia elettrica elevato. Il costo unitario è sostanzialmente simile tra le due macchine per valori di temperatura compresi tra 2 °C e 10 °C solo se il costo del metano è pari a 0,7 €/kWh e quello dell’energia elettrica pari a 0,25 €/kWh.

In funzionamento estivo le macchine ad assorbimento, data la bassa efficienza, sono sempre poco convenienti rispetto alle pompe di calore elettriche.

Figura 2 (AICARR Journal #52)

Pompe di calore endotermiche vs Pompe di calore elettriche

Nel funzionamento invernale, le macchine endotermiche sono sempre più convenienti, mentre in quello estivo molto dipende dal costo dell’energia elettrica. Con un costo dell’energia elettrica di 0,15 €/kWh e del metano pari a 0,50 €/kWh, ad esempio, la spesa unitaria per la produzione di 1 kWh è equivalente per le due tecnologie. La figura 3 dimostra i comportamenti appena descritti.

Figura 3 (AICARR Journal #52)

Dall’analisi condotta si evidenzia che non esiste una tecnologia migliore per tutte le applicazioni, quindi è sempre necessaria una diagnosi energetica che evidenzi gli aspetti energetici ed economici di ogni tecnologia in relazione all’ambito applicativo considerato.

Tuttavia si può affermare che le pompe di calore ad assorbimento hanno una convenienza rispetto le altre tecnologie nel funzionamento invernale mentre sono penalizzate nel funzionamento estivo (residenziale). Le pompe di calore endotermiche sono invece un buon compromesso laddove ci sia significativa richiesta sia di energia termica che di energia frigorifera (terziario/direzionale).