Pompa di calore aria-acqua vs. terra-acqua – quale conviene di più?

Questa domanda si pone praticamente in ogni ordine, quando il cliente sta considerando l'installazione di una pompa di calore. E la risposta non è mai semplice – dipende dal terreno, dalla casa, dal budget e da ciò che si aspetta a lungo termine dal sistema. Negli anni di esperienza ho visto entrambe le tecnologie funzionare benissimo e male – dipende sempre dalla scelta e dall'installazione corrette per la situazione specifica. Questo articolo vi aiuterà a comprendere le differenze veramente in profondità, non solo superficialmente, e vi renderà un cliente informato che sa cosa ordina e perché.

Principio di base: da dove la pompa preleva il calore

Entrambe le tecnologie operano sullo stesso principio fisico – la pompa di calore "trasferisce" energia termica da un ambiente a temperatura più bassa a uno a temperatura più alta, utilizzando elettricità solo per alimentare il compressore e le pompe. La differenza sta in da dove preleva questo calore.

Aria-acqua (abbreviato in AW o pompa aria): L'unità esterna aspira l'aria circostante e ne estrae l'energia termica tramite l'evaporatore. L'aria è una fonte inesauribile, è ovunque, e per questo i sistemi sono semplici da installare – l'unità esterna è posizionata vicino alla casa, collegata all'unità interna (o direttamente alla distribuzione) e in pratica è tutto.

Terra-acqua (abbreviato in GW o pompa geotermica): Il calore viene prelevato dal terreno, attraverso un collettore orizzontale (tubazione orizzontale posata a una profondità di circa 1,2–1,5 m) o attraverso fori verticali (di solito profondi 80–150 m). Il terreno ha una temperatura stabile in queste profondità durante tutto l'anno – nel caso del collettore orizzontale intorno a 5–10 °C, nel caso dei fori addirittura 10–12 °C. Questa stabilità è fondamentale per l'efficienza del sistema.

Dati decisivi: COP e SCOP

L'indicatore di prestazione più importante per una pompa di calore è il COP (Coefficient of Performance) – il rapporto tra la potenza termica ottenuta e l'energia elettrica consumata. Se la pompa ha un COP 4, significa che da 1 kWh di elettricità produce 4 kWh di calore. Un indicatore più realistico per un utilizzo stagionale è il SCOP (Seasonal COP), che tiene conto dell'intera stagione di riscaldamento, inclusi i giorni freddi.

Ecco dove le tecnologie si differenziano in modo significativo:

• Aria-acqua: Il COP estivo può arrivare a 4,5–5,5, ma quando fuori fa -15 °C, il COP scende a 2,0–2,5. Il SCOP stagionale medio per le condizioni centrali europee si aggira intorno a 2,8–3,5.
• Terra-acqua (collettore orizzontale): La fonte è più stabile, il COP varia meno. Il SCOP stagionale è generalmente 3,5–4,2.
• Terra-acqua (fori verticali): La fonte di calore più stabile, il COP rimane costante. Il SCOP può raggiungere 4,0–5,0.

Che cosa significa in pratica? Una casa con un fabbisogno annuo di calore di 15 000 kWh con un SCOP 3,0 consuma 5 000 kWh di elettricità all'anno. Con un SCOP 4,0 ne consuma solo 3 750 – una differenza di 1 250 kWh, che a un prezzo di 0,20 €/kWh corrisponde a 250 € all'anno. In 15 anni sono 3 750 €. Questa è una differenza reale che va considerata quando si confrontano i costi iniziali.

Investimenti iniziali: dove si distinguono i numeri reali

Questo è il punto in cui la maggior parte dei clienti commette il primo errore fondamentale – confronta solo il prezzo del dispositivo stesso e dimentica i costi totali dell'installazione. Guardiamo realisticamente a cosa vi costerà ogni tecnologia.

Aria-acqua: investimento iniziale più basso

Il prezzo della pompa di calore aria-acqua stessa per una casa familiare media (potenza 8–12 kW) si aggira tra circa 3 500 e 9 000 €. L'unità esterna viene fissata su una base o appesa a una parete, il tubo frigorifero collega l'unità esterna e interna (di norma 5–15 m), si esegue il collegamento con i sistemi di distribuzione in casa. I costi totali di installazione, inclusi materiali e lavoro, sono di norma nell'intervallo 1 500–3 500 €. L'investimento totale quindi: 5 000–12 500 € per una casa familiare tipica.

Uno degli aspetti spesso trascurati durante l'installazione è la protezione dell'unità esterna e gli accessori per un funzionamento affidabile. Ad esempio il cavo riscaldante autoregolante per pompe di calore ITEC protegge i tubi di condensa dal congelamento durante il freddo – una piccola cosa, ma importante per un funzionamento affidabile della pompa d'aria durante tutto l'anno.

Terra-acqua: prezzo iniziale più alto, ma con giustificazione

Il prezzo del dispositivo stesso è paragonabile o leggermente più alto – si aggira tra 5 000 e 12 000 €. La differenza la fa il collettore geotermico o i pozzi:

• Collettore orizzontale: È necessaria una superficie di circa 1,5–2 volte maggiore rispetto a quella dell'edificio riscaldato – per una casa di 150 m² quindi circa 225–300 m² di giardino. Le opere di scavo e il materiale del collettore costano di norma 3 000–6 000 €.
• Pozzi verticali: Un foro di 100 m di profondità costa circa 3 000–5 000 €, per una casa di 150 m² sono necessari di norma 2–3 pozzi. I costi totali per i pozzi: 6 000–15 000 €. Inoltre è necessaria un'autorizzazione da parte dell'indagine geologica e in alcuni casi anche un permesso edilizio.

L'investimento totale per terra-acqua con collettore orizzontale: 8 000–18 000 €. Per terra-acqua con pozzi: 11 000–27 000 €.

La differenza rispetto all'aria-acqua può quindi essere 3 000–15 000 €. Questa somma deve essere rimborsata con le risparmi sull'esercizio. Con un SCOP più alto e una maggiore durata dei sistemi geotermici, spesso risulta più vantaggioso a lungo termine – ma il periodo di recupero può essere 8–15 anni a seconda delle condizioni specifiche.

Capacità in condizioni estreme: quando l'aria-acqua si arretra

Uno dei temi discussi più frequentemente è il comportamento delle pompe di calore aria in condizioni di gelo. Qui bisogna essere sinceri: la maggior parte delle moderne pompe aria funziona senza problemi fino a −15 °C, alcuni modelli di alta qualità fino a −25 °C. Ma la temperatura sempre più bassa della sorgente (l'aria) riduce direttamente la potenza e il COP.

Nella pratica, ecco come si presenta: una pompa con una potenza nominale di 10 kW a 7 °C/35 °C (A7/W35 – condizione standard di test) può fornire solo 6–7 kW a −15 °C all'esterno e il suo COP scende a 2,0–2,2. Questo è comunque utilizzabile, ma in combinazione con il fatto che proprio in quel momento il fabbisogno di calore è massimo, può verificarsi una situazione in cui la pompa non riesce a soddisfare da sola la richiesta e entra in funzione il riscaldamento elettrico ausiliario (modalità bivalente). Questo è energeticamente molto meno efficiente e può rendere molto costoso l'esercizio durante gli inverni rigidi.

Le pompe geotermiche non hanno questo problema. La temperatura del collettore terrestre a gennaio non è più bassa di quella di ottobre – si mantiene sempre nell'intervallo 0–10 °C (collettore) o 8–12 °C (pozzi). La potenza e l'efficienza non cambiano quasi stagionalmente. Questo è un'enorme vantaggio pratico, soprattutto per le case in aree montane o dove gli inverni sono lunghi e rigidi.

Il rumore e l'ubicazione: dove si presentano problemi nella pratica

La pompa di calore aria ha un'unità esterna con un ventilatore. Le apparecchiature moderne hanno un rumore di norma 45–55 dB(A) – paragonabile a un aspirapolvere più silenzioso o a un climatizzatore. Il problema sorge quando l'unità esterna è posizionata vicino a un'apertura finestra del vicino, a una finestra della stanza da letto o in un piccolo atrio, dove il rumore si riflette. Nelle costruzioni di case unifamiliari con piccoli appezzamenti è un problema reale che va risolto già durante la pianificazione dell'ubicazione.

Un dettaglio pratico ulteriore: durante il sbrinamento (che avviene regolarmente in condizioni di freddo) l'unità esterna produce vapore acqueo e condensa. La condensa deve essere smaltita – e durante il gelo può congelare. Per questo è importante disporre di un sistema di scarico corretto sotto l'unità esterna, eventualmente con un cavo riscaldante. A questo scopo serve ad esempio il cavo riscaldante autoregolante per pompe di calore ITEC, che regola automaticamente la potenza in base alla temperatura e previene il congelamento della condensa.

I pompe di calore geotermiche sono praticamente insonore – non esiste un'unità esterna, tutto è nascosto nella stanza tecnica della casa. Il collettore a piano né i pozzi non generano rumore. L'unico rumore proviene dalla pompa circolatrice del circuito salino, che è trascurabile nella stanza tecnica.

Spazi e condizioni del terreno

Qui la soluzione geotermica è più impegnativa. Il collettore a piano richiede un'ampia area libera, che:

• non deve essere edificata né edificabile (nessun terrazze, tettoie, future estensioni)
• non deve essere in ombra permanente da vegetazione fitta – alberi con radici profonde possono danneggiare le tubazioni e l'ombra riduce la rigenerazione del calore dal sole
• deve essere abbastanza grande – per una casa da 150 m², l'area a piano deve essere 225–300 m²
• deve essere possibile scavare fino a una profondità di 1,2–1,5 m (rocce, acqua sotterranea, reti ingegneristiche)

I pozzi non richiedono molto spazio – basta lo spazio per l'attrezzatura di perforazione (solitamente 3×5 m per ogni pozzo). Questo li rende adatti per terreni più piccoli. Tuttavia, sono più costosi e richiedono un'indagine geologica, un permesso e un operatore specializzato.

I pompe di calore aria-acqua sono decisamente più comode in questo aspetto – l'unità esterna occupa una superficie di circa 0,5–1,5 m², e questo basta. Sono ideali per la ristrutturazione di case esistenti in aree urbanizzate, dove non c'è abbastanza spazio nel giardino né la possibilità di perforare.

Integrazione con l'impianto di riscaldamento e accessori

Entrambe le tecnologie possono essere collegate allo stesso tipo di impianti di riscaldamento – riscaldamento a pavimento, unità di ventilazione, radiatori a bassa temperatura. Le pompe di calore funzionano più efficientemente con un basso salto termico del sistema (ad esempio 35/30 °C), tipico del riscaldamento a pavimento. Con radiatori tradizionali progettati per 70/50 °C, è necessario rinnovare il sistema o ridurre i requisiti e accettare un COP inferiore.

Per il corretto funzionamento dell'impianto di riscaldamento con pompa di calore è fondamentale anche la soluzione di zonizzazione e la regolazione idraulica. I sistemi moderni con circuiti misti richiedono un'adeguata regolazione delle pompe e dei regolatori. Per le pompe di calore con funzione Optimum è disponibile ad esempio un set di relè che converte il segnale 3-10V in on/off per la pompa del circuito misto – dettagli come questi determinano se il sistema regola davvero in modo efficiente o solo con forza bruta.

Un componente importante di ogni pompa di calore è anche la preparazione dell'acqua calda sanitaria (ACS). Entrambe le tecnologie sono in grado di riscaldare efficacemente l'acqua in un bollitore per acqua calda sanitaria, ma è necessario tener conto delle norme igieniche – riscaldamento occasionale fino a 60–65 °C (protezione contro la legionella). Per la scelta degli accessori può aiutare ad esempio UN SET di circolazione dell'acqua calda per pompe di calore della serie ITEC-T, ATHENA-T, LEGEND, CALIBRA e ATLAS, che garantisce la disponibilità immediata di acqua calda in tutta l'installazione senza lunghe attese per il riscaldamento.

Per l'installazione del set di circolazione o per la connessione idraulica sono necessari anche giunti meccanici di alta qualità. Nei sistemi doppi (DUO) è utile l'accessorio di collegamento per pompe di calore della serie CALIBRA DUO e ATLAS DUO, che garantisce un collegamento ermetico e smontabile tra le unità e le tubazioni.

Durata e costi di manutenzione

Le pompe di calore aria-acqua hanno più componenti mobili e sottoposti a stress esposti all'ambiente esterno – compressore, ventilatore esterno, evaporatore a lamelle. La durata degli impianti di alta qualità è di 15–20 anni, e con una buona manutenzione anche di più. L'evaporatore è esposto all'ambiente esterno e soggetto a influenze corrosive (sale lungo le strade, prodotti chimici). Una volta all'anno è necessario controllare lo stato del refrigerante, pulire l'evaporatore a lamelle e controllare le connessioni elettriche.

Le pompe di calore geotermiche hanno un circuito primario protetto (collettore o pozzi sotterranei) e una durata prevista più lunga – solo il tubo del collettore dura 50 anni, l'unità interna della pompa 20–25 anni. La manutenzione annuale è minima – controllo della pressione e composizione della soluzione salina, filtri, pompa circolatrice.

La differenza nei costi per l'assistenza tecnica non è drammatica in caso di funzionamento senza problemi, ma in caso di guasti il sistema geotermico è più sensibile – se si verifica un guasto al collettore (danno meccanico, perdita di soluzione salina), la riparazione è molto costosa e complicata rispetto alla sostituzione dell'unità esterna di una pompa di calore aria-acqua.

Sussidi e legislazione: situazione attuale

In Slovacchia è possibile ottenere sussidi per le pompe di calore attraverso programmi come Green Home o attraverso fondi regionali. L'importo del voucher dipende dal tipo di tecnologia e dalla potenza. In alcuni programmi i sistemi geotermici sono sussidiati con una somma maggiore, poiché il loro costo iniziale più elevato è considerato una barriera all'accesso. È opportuno verificare le condizioni attuali direttamente sul sito SIEA o presso un partner installatore autorizzato, poiché le condizioni dei programmi cambiano.

Dal punto di vista legislativo: l'installazione di fori verticali richiede una comunicazione o un permesso edilizio (legge sull'acqua, legge sulle opere geologiche). Le pompe di calore aria-acqua non richiedono in genere alcun permesso, ad eccezione dei casi in cui l'unità esterna si trova in un'area che disturba una zona tranquilla o il carattere architettonico di un'area protetta.

Quale soluzione per quale tipo di edificio?

In base all'esperienza pratica possiamo riassumere i casi tipici:

Aria-acqua è più adatto se:

• Stai effettuando un ristrutturazione di una casa in costruzione senza un grande giardino
• Hai un budget limitato e desideri un rapido ritorno sull'investimento
• La casa si trova a una quota inferiore (fino a 500 m) e gli inverni non sono estremamente rigidi
• Non hai bisogno di massima efficienza, ti basta un buon SCOP 3,0–3,5
• Pianifichi di installare il sistema velocemente – l'installazione dura normalmente 2–3 giorni

Terra-acqua (collettore orizzontale) è più adatto se:

• Hai una costruzione nuova o pianifichi un'importante opera di terra, dove gli scavi non sono un problema
• Hai abbastanza terreno libero senza costruzioni
• Vuoi una maggiore efficienza e un funzionamento silenzioso (nessuna unità esterna)
• Sei disposto a investire di più all'inizio per ridurre i costi operativi

Terra-acqua (fori) è più adatto se:

• Hai un piccolo terreno o sei completamente costruito
• La casa si trova in una zona montuosa con inverni lunghi e rigidi
• Vuoi massima efficienza e i costi operativi più bassi possibili senza compromessi
• Hai un budget sufficiente e non vuoi pensare all'assistenza annuale dell'unità esterna
• Pianifichi di utilizzare la casa a lungo termine (20+ anni)

Estendibilità e integrazione smart

Le moderne pompe di calore – indipendentemente dal tipo – offrono possibilità di estensione attraverso moduli. Ad esempio, il modulo di espansione per la pompa di calore ITEC permette l'aggiunta di ulteriori circuiti, l'integrazione con un sistema fotovoltaico o l'aggiunta di un controllo remoto. Questi moduli ti danno la flessibilità di espandere gradualmente il sistema senza dover sostituire l'intero impianto – un aspetto molto importante da un punto di vista di investimento a lungo termine.

Se ti interessa sapere come il modulo di espansione si integra in un'installazione specifica, consulta anche l'articolo Modulo di espansione per la pompa di calore – quando e perché ti serve nel nostro Centro di Conoscenza.

Entrambe le tecnologie sono oggi compatibili con le soluzioni smart home, il controllo tramite app, la programmazione del riscaldamento in base ai prezzi dell'elettricità (corrente notturna, blocchi di elettricità economica) o l'integrazione con pannelli fotovoltaici. L'energia elettrica prodotta dai pannelli FV viene utilizzata in primo luogo per alimentare la pompa di calore – e con un SCOP più alto (come nei sistemi geotermici) ogni kilowattora di energia FV è più efficiente.

Punto di vista pratico: tre ordini reali

Ordine 1 – casa unifamiliare a Nitra, ristrutturazione, 2022: Casa degli anni '80, 140 m², giardino 200 m², precedentemente caldaia a gas metano. Il cliente desiderava i costi iniziali più bassi possibili. Abbiamo scelto aria-acqua 10 kW. L'installazione ha richiesto 3 giorni, costo totale incluso impianto elettrico e idraulico ~11 000 €. Dopo il primo anno di funzionamento: SCOP medio 3,1, costi annuali per l'elettricità ~900 €. Il cliente è soddisfatto, a gennaio con −18 °C l'ausilio elettrico ha funzionato per circa 8 giorni, aumentando la spesa mensile di circa il 25 %.

Ordine 2 – costruzione nuova vicino a Žilina, 2021: Casa 180 m², terreno 800 m² – spazio sufficiente. Il cliente ha investito in un collettore orizzontale (320 m²) e in una pompa di calore geotermica 12 kW. Investimento totale ~19 000 €. SCOP medio dopo due stagioni: 4,0. Costi annuali per l'elettricità ~730 €. A gennaio non ci sono problemi, il sistema ha funzionato senza riscaldamento ausiliare anche a −20 °C (la temperatura del collettore non è scesa sotto i 2 °C).

Ordine 3 – casa in collina vicino a Banská Bystrica, 2023: Casa 200 m², terreno piccolo (giardino solo 150 m²), terreno roccioso. Il collettore orizzontale non era fattibile. Il cliente ha investito in due fori da 120 m e in una pompa di calore geotermica 14 kW. Investimento totale incluso fori ~26 000 €. SCOP medio dopo la prima stagione: 4,6. Costi annuali per l'elettricità ~850 €. Il cliente sta valutando pannelli FV per ridurre ulteriormente i costi.

Questi ordini mostrano che la decisione non riguarda solo la tecnologia – è una questione di contesto complessivo: terreno, clima, budget, piani futuri. Per saperne di più su cosa si deve considerare prima della scelta, consulta anche l'articolo Come scegliere la pompa di calore – su cosa concentrarsi prima dell'acquisto, dove andiamo più approfonditamente sui criteri di preselezione.

Domande frequenti (FAQ)

La pompa di calore aria-acqua può funzionare a −20 °C?

Sì, ma con riserve. Le moderne pompe di calore aria-acqua premium di produttori riconosciuti riescono a funzionare anche a −25 °C. Il problema non è tanto la funzionalità in sé, quanto un calo significativo della potenza e del COP. A −20 °C una pompa di calore con potenza nominale 10 kW potrebbe fornire solo 5–6 kW con COP intorno a 1,8–2,0. Per la maggior parte delle case non è sufficiente per coprire la potenza termica massima e il sistema richiede riscaldatori elettrici di supporto – cosa costosa. Per le aree con inverni regolarmente rigidi, la soluzione geotermica è decisamente più adatta.

Ho bisogno di un permesso edilizio per una pompa di calore geotermica con collettore orizzontale?

Per un collettore orizzontale installato nel proprio giardino, in genere non è richiesto un permesso edilizio – basta una comunicazione per piccole opere edilizie o in alcuni casi nemmeno quella. Tuttavia, per i fori verticali la situazione è diversa: i fori profondi più di 30 m rientrano nella legge sulle opere geologiche e nella legge sull'acqua e richiedono un permesso da parte dell'ufficio competente. Consigliamo sempre di verificare la situazione presso l'ufficio edilizio locale e il relativo ufficio geologico prima di iniziare i lavori.

Conviene una pompa di calore geotermica se il prezzo differisce da una pompa aria-acqua di 15 000 €?

Dipende dalle condizioni specifiche. Se la differenza di prezzo è 10 000 € e la differenza nei costi operativi annuali è 400 € (situazione comune), il ritorno sull'investimento è di 25 anni – che è al limite della convenienza economica. Tuttavia, se le risparmi energetiche sono 700–800 € all'anno (maggiore richiesta di calore, inverni più rigidi), il ritorno sull'investimento scende a 12–15 anni, che è realistico. Inoltre, i sistemi geotermici hanno un valore residuo maggiore dell'immobile. Consigliamo sempre di effettuare un'analisi economica per la casa specifica – non un confronto generico.

Che differenza c'è tra funzionamento monovalente e bivalente?

Il funzionamento monovalente significa che la pompa di calore copre il 100 % del fabbisogno termico senza fonte ausiliaria. Il funzionamento bivalente (alternativo o parallelo) combina la pompa di calore con una fonte ausiliaria (riscaldamento elettrico, caldaia), che entra in funzione quando la pompa non è sufficiente. Le pompe aria-acqua sono in genere progettate per funzionare in modo bivalente – la pompa copre l'80–95 % del fabbisogno energetico annuo e il riscaldamento ausiliario (tipicamente una resistenza elettrica nel serbatoio) entra in funzione in caso di gelate estreme. I sistemi geotermici funzionano in genere in modo monovalente grazie alla stabilità della fonte di calore.

Quanto dura l'installazione di una pompa aria-acqua rispetto a una geotermica?

Pompa aria-acqua: l'installazione dell'unità esterna e interna, la connessione del circuito frigorifero e l'idraulica dura in genere 2–4 giorni. Pompa geotermica con collettore orizzontale: i lavori di scavo durano 2–5 giorni (in base alla superficie e alla disponibilità del terreno per le macchine), l'installazione del collettore 1 giorno, l'installazione interna 2–3 giorni. Complessivamente 1–2 settimane. Pompa geotermica con fori: lo stesso foratura dura 3–7 giorni (in base al numero e alla profondità dei fori), più l'installazione ~3 giorni. Complessivamente 1,5–2 settimane. La foratura dipende dalle condizioni meteorologiche e dalla disponibilità dell'equipaggiamento per forare.

Che succede se scelgo male e volessi cambiare sistema in seguito?

Il passaggio da una pompa aria-acqua a una geotermica è tecnicamente fattibile – l'unità interna e l'impianto restano, si cambia solo la fonte di calore (l'unità esterna viene sostituita con un collettore sotterraneo). È un investimento aggiuntivo, ma non una catastrofe. Il passaggio nella direzione opposta (da geotermica a aria-acqua) è anch'esso possibile, anche se collettore o fori restano inutilizzati – cosa un po' sprecata. Per questo è importante prendere la decisione giusta fin dall'inizio. Ti aiuterà anche il nostro articolo Come scegliere la pompa di calore – su cosa concentrarsi prima dell'acquisto, così come il calcolo della potenza nell'articolo Quanta potenza di pompa di calore mi serve per la mia casa.

Conclusione: non esiste una soluzione unica per tutti

Dopo tutto ciò che abbiamo detto, è chiaro che non esiste una tecnologia "migliore" in senso assoluto – esiste soltanto una tecnologia più adatta alla sua casa specifica, al terreno e alla situazione. L'aria-acqua è una soluzione moderna, flessibile e più accessibile dal punto di vista economico, che funziona ottimamente quando è correttamente dimensionata e in condizioni climatiche favorevoli. Il geotermico è una soluzione più potente, più stabile e più economica in esercizio, che richiede però un investimento iniziale più elevato e condizioni del terreno appropriate.

Se sta valutando l'installazione e desidera fare la scelta giusta al primo tentativo, le consigliamo di consultare anche gli argomenti correlati nel nostro Centro di conoscenza – in particolare Installazione della pompa di calore – procedura, requisiti e errori comuni, Collegamento e installazione degli accessori della pompa di calore passo dopo passo e Integrazione della circolazione dell'acqua calda con la pompa di calore – come procedere. Meglio che capisca bene l'intero sistema, meglio sarà la sua decisione – e più a lungo l'investimento le garantirà soddisfazione.

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