Una pompa di calore e un impianto radiante sono spesso considerati un abbinamento particolarmente efficace. Il motivo, però, non sta semplicemente nel fatto che entrambe siano tecnologie efficienti. La vera relazione riguarda la temperatura alla quale l’impianto deve lavorare per garantire il massimo comfort negli ambienti e la massima resa.
Infatti, una pompa di calore trasferisce energia da una sorgente esterna all’edificio e, per farlo, deve portare l’acqua dell’impianto alla temperatura richiesta dai terminali. Più bassa è la temperatura richiesta all’acqua dell’impianto, più favorevoli sono, in generale, le condizioni di funzionamento della pompa di calore.
È proprio qui che entra in gioco il sistema radiante. Grazie alla grande superficie attraverso cui scambia energia con l’ambiente, può distribuire il calore utilizzando acqua a temperature inferiori rispetto a terminali progettati per lavorare ad alta temperatura.
Per questo, quando si valuta l’efficienza di una pompa di calore, non basta guardare soltanto la macchina: bisogna capire in quale sistema verrà inserita e a quali temperature sarà chiamata a funzionare.
In sintesi
Pompa di calore e impianto radiante lavorano bene insieme perché il radiante può riscaldare gli ambienti utilizzando acqua a temperatura relativamente bassa. Questo riduce il salto termico che la pompa di calore deve realizzare e crea condizioni generalmente più favorevoli alla sua efficienza. Il risultato, però, dipende dalla progettazione complessiva: fabbisogno dell’edificio, dimensionamento, distribuzione, portate, regolazione e sistema di emissione devono essere pensati insieme.
Perché la temperatura di mandata influenza l’efficienza di una pompa di calore?
La temperatura di mandata è uno dei parametri che incidono maggiormente sul funzionamento di una pompa di calore: a parità delle altre condizioni, produrre acqua meno calda richiede alla macchina un salto termico inferiore.
In termini semplici, una pompa di calore preleva energia da una sorgente, per esempio l’aria esterna, e la trasferisce all’acqua dell’impianto. Maggiore è la differenza tra la temperatura della sorgente e quella che si vuole ottenere lato impianto, maggiore è il lavoro richiesto al ciclo frigorifero della pompa di calore. Documentazione tecnica dedicata alla progettazione delle pompe di calore mostra infatti che l’aumento della temperatura di mandata tende a ridurre le prestazioni stagionali della macchina.
Questo aiuta anche a comprendere meglio il significato del COP, Coefficient of Performance. Il COP esprime il rapporto tra l’energia termica resa e l’energia elettrica assorbita in determinate condizioni di prova. Nelle schede tecniche delle pompe di calore EMMETI, infatti, il valore di COP viene indicato insieme alle condizioni nominali in cui è stato rilevato: per esempio, per Mirai SMI 4.0 e Mirai SMI Leaf le prestazioni in riscaldamento sono dichiarate con aria esterna a 7 (6) °C e acqua a 30/35 °C. Questo perché il COP non è un valore fisso e indipendente dal contesto, ma varia al variare delle condizioni di funzionamento della pompa di calore.
Lo stesso vale, su una scala stagionale, per lo SCOP. Ed è proprio per questo che confrontare due pompe di calore osservando soltanto un valore nominale, senza conoscere le condizioni alle quali è stato misurato, rischia di fornire una lettura incompleta.
Il Regolamento delegato UE 811/2013 aiuta a capire la distinzione: definisce come applicazione a bassa temperatura quella in cui la pompa di calore eroga la propria capacità dichiarata con acqua in uscita a 35 °C, mentre per l’applicazione a media temperatura il riferimento è 55 °C.
Questo non significa che un impianto debba necessariamente funzionare sempre a 35 °C. Significa, però, che la temperatura alla quale il sistema riesce a soddisfare il fabbisogno dell’edificio è una variabile centrale della sua efficienza.
Perché un impianto radiante può lavorare a temperature più basse?
Un impianto radiante può utilizzare temperature dell’acqua contenute perché distribuisce l’energia attraverso una superficie di scambio molto estesa.
Un radiatore tradizionale concentra lo scambio termico in una superficie relativamente piccola. Per trasferire all’ambiente una determinata quantità di calore può quindi essere necessario lavorare con temperature dell’acqua più elevate, soprattutto quando il terminale è stato originariamente dimensionato per generatori ad alta temperatura.
Nel sistema radiante accade qualcosa di diverso. Il pavimento, la parete o il soffitto diventano una grande superficie attiva e l’energia viene distribuita in modo diffuso. La differenza di temperatura necessaria tra superficie radiante e ambiente può quindi essere più contenuta.
È proprio su questo principio che si basano i nostri sistemi EMMETI Floor, particolarmente adatti all’abbinamento con generatori che lavorano a bassa temperatura, comprese le pompe di calore inverter.
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È importante, tuttavia, evitare una semplificazione frequente: non è il pavimento radiante, da solo, a "far consumare meno" la pompa di calore. Il vantaggio nasce dal fatto che un sistema correttamente dimensionato può soddisfare il carico termico dell’edificio mantenendo più bassa la temperatura dell’acqua.
Ed è questa condizione a essere favorevole al funzionamento della pompa di calore.
Cosa cambia per la pompa di calore quando lavora con un impianto radiante?
Come abbiamo visto nel precedente paragrafo, quando il sistema di emissione riesce a fornire il calore necessario utilizzando acqua a temperatura più bassa, la pompa di calore può lavorare con un salto termico inferiore e, in generale, con una migliore efficienza.
Un caso reale: la casa a basso consumo di Gualdo Tadino
Un’applicazione concreta di questo principio si trova nella nostra recente realizzazione firmata Emmeti realizzata a Gualdo Tadino, dove in una nuova abitazione unifamiliare sono stati integrati pompa di calore aria-acqua, impianto radiante a pavimento, fotovoltaico, solare termico e regolazione FEBOS.
Nel progetto, il radiante distribuisce l’energia negli ambienti permettendo alla pompa di calore di lavorare senza dover raggiungere le temperature tipiche di terminali tradizionali progettati per l’alta temperatura. La regolazione climatica FEBOS interviene inoltre sulla temperatura dell’acqua in uscita dal generatore in relazione alle condizioni esterne e al fabbisogno effettivo.
Il risultato finale è un edificio certificato in classe energetica A3, con EPgl,nren pari a 22,880 kWh/m² anno e una copertura da fonti rinnovabili del 70,2% considerando climatizzazione invernale, acqua calda sanitaria e climatizzazione estiva.
È importante leggere questi dati correttamente: sono prestazioni dell’intero sistema edificio-impianto e non possono essere attribuite alla sola pompa di calore o al solo impianto radiante.
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È proprio questo il punto: l’efficienza della macchina e quella del sistema non sono la stessa cosa.
35 °C è davvero la temperatura ideale per un impianto radiante?
I 35 °C rappresentano un riferimento molto utile per parlare di sistemi a bassa temperatura, ma non devono essere interpretati come il valore universale al quale deve funzionare qualsiasi impianto radiante.
Come anticipato, la normativa europea utilizza proprio 35 °C come temperatura di uscita di riferimento per classificare le applicazioni a bassa temperatura delle pompe di calore. È anche una condizione utilizzata nei dati nominali di molte macchine.
Nella realtà, però, la temperatura necessaria dipende dalle caratteristiche specifiche dell’edificio e dell’impianto. Entrano in gioco le dispersioni termiche dell’involucro, le condizioni climatiche esterne, la superficie radiante disponibile, il passo di posa delle tubazioni, il tipo di massetto, il rivestimento, le portate e la temperatura richiesta negli ambienti.
In un edificio molto performante, in determinate condizioni, può essere sufficiente una temperatura inferiore. In un altro edificio può essere necessario lavorare con valori più elevati.
La progettazione deve quindi individuare la temperatura più bassa compatibile con il fabbisogno reale dell’edificio e con il comfort richiesto, non inseguire un valore prestabilito.
Anche la regolazione climatica assume qui un ruolo importante. Il fabbisogno di un edificio non rimane costante durante tutta la stagione: quando la temperatura esterna aumenta, diminuisce normalmente anche l’energia necessaria per mantenere il comfort interno.
Una regolazione corretta può quindi adattare la temperatura dell’acqua alle effettive condizioni di funzionamento, evitando di mantenere una mandata inutilmente elevata.
Basta installare un pavimento radiante per ottenere un impianto efficiente?
L’abbinamento tra pompa di calore e radiante crea condizioni tecnicamente favorevoli, ma l’efficienza reale dipende dal progetto dell’intero sistema. Una pompa di calore sovradimensionata o sottodimensionata, circuiti non correttamente bilanciati, portate inadeguate, una regolazione poco efficace oppure un involucro caratterizzato da elevate dispersioni possono compromettere le prestazioni anche in presenza di un sistema radiante.
Lo stesso Regolamento UE sull’etichettatura energetica ricorda che l’efficienza effettiva di un sistema installato in un edificio può differire da quella indicata nella documentazione del prodotto, perché intervengono fattori come le perdite della distribuzione e il dimensionamento rispetto alle caratteristiche dell’edificio.
Per questo il corretto approccio non è scegliere separatamente "una buona pompa di calore" e "un buon pavimento radiante". Bisogna verificare come generazione, distribuzione e regolazione lavoreranno insieme nelle condizioni reali di utilizzo.
Il caso di Caltana: dalla classe G a 7 appartamenti A4 nZEB
Un esempio particolarmente significativo è la riqualificazione che abbiamo realizzato a Caltana di Santa Maria di Sala, in provincia di Venezia.
L’edificio, originariamente composto da cinque spazi commerciali in classe energetica G, è stato trasformato in sette mini appartamenti. La precedente configurazione, basata su radiatori per il riscaldamento e climatizzazione ad aria, è stata sostituita da sette sistemi autonomi nei quali generazione, distribuzione, deumidificazione, acqua calda sanitaria e regolazione sono stati progettati in modo coordinato.
Ogni appartamento dispone di una pompa di calore Mirai EH0618DC collegata al sistema radiante a pavimento; sono inoltre presenti Eco Hydro Kit, deumidificatori ESD 25 IS EVO e regolazione FEBOS Basic.
Al termine dell’intervento tutte le sette unità hanno raggiunto la classe A4 nZEB, con valori energetici annui indicativamente compresi tra 5 e 20 kWh/m² anno.
Leggi la case history di Caltana
Anche in questo caso non sarebbe corretto attribuire il risultato al solo passaggio dai radiatori al pavimento radiante. La trasformazione deriva dalla riqualificazione complessiva dell’edificio e dalla costruzione di un nuovo sistema impiantistico.
Ed è proprio questo che rende il caso interessante: dimostra che la domanda corretta non è "quale prodotto consuma meno?", ma come progettare l’insieme perché ogni componente lavori nelle condizioni più adatte.
Pompa di calore con impianto radiante o radiatori: cosa cambia?
Sebbene il sistema radiante sia particolarmente coerente con il funzionamento a bassa temperatura, questo non significa che una pompa di calore possa essere utilizzata esclusivamente con il pavimento.
Anche i radiatori possono essere compatibili, purché vengano verificati potenza disponibile, dimensionamento dei terminali, dispersioni dell’edificio e temperatura di mandata necessaria.
Abbiamo approfondito questo tema anche nell’articolo dedicato alle domande più frequenti sull’abbinamento tra pompa di calore e radiatori.
Pompa di calore e radiatori: 5 domande frequenti
La differenza fondamentale resta la superficie di emissione. Un pavimento radiante dispone naturalmente di una superficie molto ampia; un radiatore deve trasferire la potenza termica attraverso una superficie più concentrata.
Se il radiatore è stato progettato per funzionare con acqua molto calda, abbassare semplicemente la temperatura di mandata può ridurre eccessivamente la potenza resa all’ambiente. È quindi necessario verificare ogni progetto nel suo contesto.
Anche l’evoluzione delle pompe di calore amplia le possibilità applicative. Mirai SMI Leaf, per esempio, utilizza refrigerante R290 ed è in grado di raggiungere temperature di mandata fino a 75 °C, caratteristica che ne consente l’utilizzo anche con radiatori e in diversi interventi di riqualificazione.
Questo amplia il campo di applicazione della macchina, ma non modifica il principio termodinamico generale: quando il sistema può soddisfare il fabbisogno a temperature inferiori, le condizioni di lavoro sono normalmente più favorevoli all’efficienza.
E quando il radiante non è la scelta più adatta?
Un’altra nostra realizzazione aiuta a capire perché non esista un terminale corretto in assoluto.
Nella riqualificazione del Borgo Monchiero Heritage by Atmosphere, un antico monastero trasformato in hotel nelle Langhe, le esigenze erano molto differenti da quelle di un’abitazione: variazioni rapide di occupazione, necessità di elevata modulazione, comfort acustico e integrazione dei terminali negli arredi delle camere.
In questo caso il progetto ha previsto otto pompe di calore Mirai da 17 kW installate in parallelo, tre caldaie etiKa Power 115 in cascata e ventilconvettori Silence THIN ETI da incasso nelle camere.
Scopri il progetto di Borgo Monchiero
Il principio progettuale resta lo stesso: prima vengono l’edificio, il suo utilizzo e il fabbisogno; successivamente viene scelta la tecnologia più coerente.
Come lavorano insieme Mirai SMI, Mirai SMI Leaf ed EMMETI Floor?
L’abbinamento tra le nostre pompe di calore Mirai e i sistemi EMMETI Floor traduce in un sistema concreto il principio spiegato fin qui: produrre energia termica e distribuirla negli ambienti facendo lavorare generazione e terminali secondo condizioni coerenti.
Le pompe di calore Mirai SMI 4.0 sono unità aria-acqua inverter che possono essere collegate a terminali radianti, ventilconvettori e radiatori a bassa temperatura. La tecnologia inverter permette alla potenza erogata di adattarsi alla richiesta dell’impianto, mentre la regolazione integrata consente di gestire diversi componenti del sistema termico.
La nuova Mirai SMI Leaf, con refrigerante R290, amplia ulteriormente la flessibilità applicativa, mantenendo elevate prestazioni nelle applicazioni a bassa temperatura ma consentendo anche temperature di mandata più elevate quando le caratteristiche dell’edificio o dei terminali lo richiedono.
I sistemi EMMETI Floor costituiscono invece il livello di distribuzione dell’energia negli ambienti. La grande superficie radiante permette di lavorare con temperature contenute e di distribuire il calore in maniera uniforme.
La relazione tra questi elementi è quindi più importante del singolo prodotto: la pompa di calore genera l’energia, il sistema radiante permette di trasferirla agli ambienti a bassa temperatura e la regolazione adegua il funzionamento alle condizioni effettive dell’edificio.
È in questa relazione che la tecnologia diventa sistema.
Il metodo EMMETI: progettare l’efficienza come sistema
Per EMMETI, l’efficienza di un impianto non dipende da un singolo componente, ma da come generazione, distribuzione, emissione e regolazione vengono progettate per lavorare insieme.
È da questo principio che parte il nostro approccio: prima vengono le caratteristiche dell’edificio, il suo fabbisogno energetico, il tipo di utilizzo degli ambienti e il livello di comfort richiesto. Solo dopo si definisce la combinazione di tecnologie più adatta.
Nel caso di una pompa di calore abbinata a un sistema radiante, questo significa progettare l’impianto affinché il generatore possa lavorare, quando le condizioni lo consentono, con temperature di mandata contenute. Ma significa anche verificare dimensionamento, portate, distribuzione, regolazione climatica e comportamento dell’edificio nel suo complesso.
È la stessa logica che ritroviamo nelle realizzazioni di Gualdo Tadino e Caltana: il risultato non nasce dalla semplice presenza di una pompa di calore o di un pavimento radiante, ma dalla capacità di far dialogare correttamente tutti gli elementi dell’impianto.
È questo il modo in cui EMMETI progetta i propri sistemi: non come una somma di prodotti, ma come un insieme coordinato nel quale ogni componente contribuisce al funzionamento complessivo dell’edificio.
L’obiettivo finale è sempre lo stesso: creare le condizioni perché l’impianto possa garantire il comfort richiesto utilizzando l’energia nel modo più efficiente possibile.
FAQ
Pompa di calore e pavimento radiante fanno consumare meno?
L’abbinamento può favorire una maggiore efficienza perché il pavimento radiante può soddisfare il fabbisogno termico utilizzando acqua a temperatura relativamente bassa. I consumi reali dipendono però anche da clima, involucro, dimensionamento, regolazione, temperatura richiesta e modalità di utilizzo dell’edificio.
A quale temperatura lavora una pompa di calore con il pavimento radiante?
Non esiste una temperatura valida per tutti gli impianti. I 35 °C sono un riferimento utilizzato per le applicazioni a bassa temperatura e per diverse condizioni nominali di prova, ma la temperatura effettiva deve essere determinata in funzione del fabbisogno dell’edificio e delle caratteristiche dell’impianto radiante.
Una pompa di calore può funzionare anche con i radiatori?
Sì. La compatibilità deve essere verificata considerando potenza richiesta, dimensionamento dei radiatori e temperatura dell’acqua necessaria. Radiatori correttamente dimensionati per temperature contenute possono essere utilizzati con una pompa di calore; in altri casi può essere necessario intervenire sui terminali o utilizzare macchine in grado di raggiungere temperature di mandata superiori.