Pompe di calore nel contesto del GEG 2026: Panoramica e significato
La pompa di calore si è evoluta da una tecnologia di nicchia a un elemento centrale della transizione termica in Germania. Con la Legge sull'energia degli edifici (GEG), entrata in vigore a gennaio 2024 e i cui requisiti avranno effetto diffuso entro il 2026, le pompe di calore diventano la soluzione di riscaldamento preferita nelle nuove costruzioni e sempre più anche negli edifici esistenti.
Il GEG 2024 – spesso indicato come "GEG 2026" poiché la pianificazione termica comunale deve essere completata entro la metà del 2026 o del 2028 – prevede che i sistemi di riscaldamento appena installati utilizzino almeno il 65% di energie rinnovabili. Le pompe di calore soddisfano generalmente questo requisito senza problemi e offrono inoltre significativi vantaggi di efficienza rispetto ai sistemi di riscaldamento fossili.
Per i progettisti specializzati, gli installatori e gli esperti di tecnologie edilizie, ciò significa: la domanda di soluzioni a pompa di calore sta aumentando rapidamente, mentre i requisiti tecnici e normativi aumentano contemporaneamente. Una conoscenza approfondita delle diverse tecnologie di pompe di calore, dei loro campi di applicazione e del quadro normativo è oggi indispensabile.
La regola del 65% e le sue opzioni di adempimento
Il fulcro del GEG è il requisito che ogni sistema di riscaldamento appena installato deve coprire almeno il 65% del calore necessario da fonti rinnovabili. Questa regola si applica in momenti diversi a seconda della posizione dell'edificio e della pianificazione termica comunale:
- Nelle aree di nuova costruzione: immediatamente da gennaio 2024
- Nelle grandi città (oltre 100.000 abitanti): a partire dalla metà del 2026, una volta disponibile la pianificazione termica comunale
- Nei comuni più piccoli: a partire dalla metà del 2028, una volta disponibile la pianificazione termica comunale
Le pompe di calore sono una delle opzioni di adempimento esplicitamente nominate dalla legge e, grazie al loro elevato coefficiente di prestazione annuale, nella maggior parte dei casi supereranno il requisito del 65%. Opzioni alternative di adempimento come sistemi ibridi solartermici, riscaldamenti a biomassa o l'allacciamento a una rete di teleriscaldamento competono con la pompa di calore a seconda della situazione dell'edificio.
Sviluppo del mercato e dinamica del settore
Il mercato tedesco delle pompe di calore ha registrato una crescita dinamica dal 2020. Mentre nel 2015 venivano installate circa 60.000 pompe di calore all'anno, nel 2023 il numero era già superiore a 350.000 dispositivi. Il governo federale si è prefissato l'obiettivo di installare almeno 500.000 pompe di calore all'anno a partire dal 2024 per raggiungere gli obiettivi climatici nel settore edilizio.
Questa dinamica di mercato pone sfide significative al settore: carenza di manodopera qualificata, colli di bottiglia nella fornitura di componenti e la necessità di rendere gli edifici esistenti idonei alle pompe di calore sono questioni centrali. Allo stesso tempo, lo sviluppo offre significative opportunità commerciali per le aziende che costruiscono tempestivamente le competenze necessarie.
Tecnologie di pompe di calore: Panoramica
Le pompe di calore utilizzano processi termodinamici ciclici per trasferire calore da un livello di temperatura inferiore a uno superiore. I diversi tipi di pompe di calore si differenziano principalmente in base alla fonte di calore da cui traggono energia.
Pompe di calore aria-acqua
Le pompe di calore aria-acqua, con una quota di mercato superiore all'80%, sono la variante più frequentemente installata. Estraggono il calore dall'aria esterna e lo trasferiscono al sistema di acqua di riscaldamento. Il grande vantaggio risiede nei costi di investimento relativamente contenuti e nella semplicità dell'installazione – non sono necessari scavi o perforazioni di pozzi.
La sfida con le pompe di calore aria-acqua risiede nella dipendenza dalla temperatura dell'efficienza: nelle fredde giornate invernali, quando il fabbisogno di calore è massimo, il coefficiente di prestazione annuale (COP) diminuisce. Tuttavia, i dispositivi moderni con tecnologia inverter e tecnica del fluido refrigerante ottimizzata raggiungono ancora valori di prestazione accettabili di 2,0-2,5 anche a temperature esterne di -15°C.
Nell'installazione, l'emissione acustica è un fattore critico. Le attuali istruzioni tecniche per la protezione dal rumore (TA Lärm) devono essere rispettate, il che in particolare nelle aree residenziali densamente costruite può portare a limitazioni nella scelta del sito. Involucri fonoassorbenti, supporti isolati dalle vibrazioni e l'uso di funzioni di modalità silenziosa sono aspetti importanti della pianificazione.
Pompe di calore soletta-acqua (pompe di calore geotermiche)
Le pompe di calore geotermiche sfruttano il calore immagazzinato nel terreno tramite collettori orizzontali o sonde geotermiche. Le temperature costanti nel terreno (circa 8-12°C a 1-2 metri di profondità, fino a 15°C a profondità maggiori) consentono coefficienti di prestazione annuale costantemente elevati di 4,0-5,0 – significativamente superiori al livello delle pompe di calore aria-acqua.
Collettori geotermici sono posati orizzontalmente a circa 1,2-1,5 metri di profondità e richiedono una superficie di circa 1,5-2 volte l'area abitativa da riscaldare. Sono quindi adatti principalmente per nuove costruzioni con spazi sufficienti sulla proprietà.
Sonde geotermiche sono introdotte verticalmente in fori di perforazione di solito 50-150 metri di profondità. Richiedono meno spazio sulla proprietà, ma necessitano di un'autorizzazione idraulica e talvolta anche di permessi minerari. Nelle aree di protezione dell'acqua, le perforazioni di sonde geotermiche spesso non sono consentite.
I costi di investimento più elevati dovuti ai lavori di scavo o alle perforazioni si ammortizzano generalmente attraverso l'efficienza migliore in un periodo di 10-15 anni. Soprattutto negli edifici esistenti con temperature di mandata più elevate, una pompa di calore soletta-acqua può offrire vantaggi rispetto alla variante aria-acqua.
Pompe di calore acqua-acqua (pompe di calore acque sotterranee)
Le pompe di calore acque sotterranee sfruttano la temperatura costante dell'acqua di falda (solitamente 8-12°C) come fonte di calore e raggiungono così i coefficienti di prestazione annuale più elevati di tutti i tipi di pompe di calore – valori di 5,0 e superiori non sono rari.
Il prerequisito è una quantità sufficiente di acqua di falda a una profondità non troppo grande e una qualità dell'acqua appropriata. Sono necessari due pozzi: un pozzo di prelievo per l'estrazione dell'acqua e un pozzo di ritorno per il ritorno dell'acqua raffreddata. La distanza minima tra i due pozzi dovrebbe essere di almeno 15 metri per evitare un flusso di cortocircuito.
L'autorizzazione idraulica è solitamente più complessa che per le sonde geotermiche. Inoltre, devono essere eseguite analisi dell'acqua per evitare incrostazioni (precipitazione di ferro) o corrosione degli scambiatori di calore. Con condizioni di ubicazione adatte, le pompe di calore acque sotterranee offrono tuttavia la soluzione più efficiente.
Pompe di calore aria-aria e pompe di calore aria di scarico
Le pompe di calore aria-aria funzionano senza un sistema di riscaldamento ad acqua e trasferiscono il calore direttamente attraverso l'aria ambiente. Sono spesso utilizzate sotto forma di unità split climatiche con funzione di riscaldamento e sono particolarmente adatte per edifici ben isolati con basso fabbisogno di calore per riscaldamento, come le case passive.
Le pompe di calore aria di scarico sfruttano il calore dell'aria ambiente viziata dalla cucina, dal bagno e dalla toilette. Sono particolarmente significative in combinazione con sistemi di ventilazione controllati dei locali abitativi e possono essere utilizzate per la preparazione dell'acqua calda o per supportare il riscaldamento. Come sistema di riscaldamento autonomo, solitamente non sono sufficienti.
Pompe di calore ad alta temperatura per le costruzioni esistenti
Un'importanza particolare per la ristrutturazione degli edifici esistenti hanno le pompe di calore ad alta temperatura che possono raggiungere temperature di mandata di 65°C-75°C. Consentono l'uso di pompe di calore anche in edifici con radiatori convenzionali senza la necessità di una ristrutturazione completa del sistema di distribuzione del calore.
Tuttavia, l'efficienza diminuisce significativamente con l'aumento delle temperature di mandata. Il coefficiente di prestazione annuale con applicazioni ad alta temperatura è solitamente tra 2,5 e 3,5 – ancora migliore dei riscaldamenti fossili, ma notevolmente inferiore al potenziale delle applicazioni a bassa temperatura. Un'attenta ottimizzazione idraulica e il miglior isolamento possibile dell'edificio sono quindi particolarmente importanti.
Requisiti GEG e quadro normativo
La Legge sull'energia degli edifici nella sua versione in vigore da gennaio 2024 crea il quadro legale per l'uso delle pompe di calore e definisce i requisiti minimi di efficienza e quota di energie rinnovabili.
Opzione di adempimento pompa di calore secondo GEG
Le pompe di calore soddisfano la disposizione del 65% del GEG se raggiungono determinati coefficienti di prestazione annuale minimi. Questi dipendono dall'elettricità utilizzata:
- Quando si utilizza esclusivamente energia da fonti rinnovabili (ad es. tramite contratto di fornitura di energia con certificazione di energia verde): nessun COP minimo richiesto
- Con elettricità della rete normale: COP minimo di 2,5 (poiché il mix di energia tedesco contiene già circa il 50% di energie rinnovabili e continua ad aumentare)
Il coefficiente di prestazione annuale deve essere documentato mediante un calcolo secondo DIN EN 15316-4-2 o tramite dati del produttore secondo il Regolamento Ecodesign. In pratica, le pompe di calore moderne raggiungo chiaramente questi requisiti minimi con una pianificazione appropriata.
Termini transitori e protezione del diritto acquisito
Il GEG prevede varie disposizioni transitorie rilevanti per l'implementazione pratica:
- Riparazioni: I sistemi di riscaldamento esistenti possono essere riparati anche se non soddisfano la regola del 65%
- Guasto del riscaldamento (avaria): In caso di guasto irreparabile, è previsto un termine transitorio pluriennale durante il quale possono essere installati anche riscaldamenti a gas – tuttavia con l'obbligo di incorporare quote crescenti di energie rinnovabili a partire dal 2029 (15% a partire dal 2029, 30% a partire dal 2035, 60% a partire dal 2040)
- Pianificazione termica comunale: Fino alla disponibilità della pianificazione termica comunale, i proprietari possono beneficiare della decisione se il loro edificio sarà allacciato a una rete di teleriscaldamento
Questi termini transitori creano certezza di pianificazione, ma rendono anche evidente: la prospettiva a lungo termine porta chiaramente a sistemi di riscaldamento rinnovabili, in cui le pompe di calore giocano un ruolo centrale.
Obblighi di documentazione e documentazione
Per ogni impianto di riscaldamento appena installato deve essere fornita una prova di adempimento dei requisiti GEG. Ciò include:
- Dichiarazione dell'imprenditore sul rispetto della disposizione del 65%
- Calcolo o prova del produttore del coefficiente di prestazione annuale
- Con utilizzo di energia rinnovabile: prova del relativo contratto di fornitura di energia
- Bilanciamento idraulico secondo metodo A o B
La documentazione deve essere conservata per almeno cinque anni e può essere richiesta dall'autorità competente. Per le aziende specializzate, ciò significa: una documentazione progettuale pulita non è solo necessaria tecnicamente, ma è anche legalmente obbligatoria.
Obbligo di consulenza prima dell'installazione
Il GEG prevede che i proprietari siano consultati prima dell'installazione di un nuovo sistema di riscaldamento sulle loro opzioni di adempimento e sulle conseguenze economiche della loro decisione. Questa consulenza può essere fornita da un consulente energetico qualificato, da un'azienda specializzata o dallo spazzacamino.
La consulenza deve presentare varie opzioni di adempimento, fornire informazioni sull'economicità e indicare le possibilità di finanziamento. Per le aziende specializzate, questa è un'opportunità per dimostrare la propria competenza e allo stesso tempo soddisfare i requisiti legali.
Pianificazione e progettazione di impianti a pompa di calore
La pianificazione corretta è decisiva per l'efficienza e l'affidabilità di un impianto a pompa di calore. Gli errori nella fase di progettazione spesso possono essere corretti solo con uno sforzo considerevole in seguito.
Calcolo del carico termico secondo DIN EN 12831
All'inizio di ogni pianificazione di pompa di calore c'è il calcolo normativo del carico termico secondo DIN EN 12831. Un impianto sovradimensionato porta a coefficienti di prestazione annuale peggiori, modulazione frequente e costi di investimento più elevati. Un impianto troppo piccolo non può soddisfare il fabbisogno di calore nei giorni di picco di carico.
Soprattutto negli edifici esistenti, un calcolo accurato è importante poiché i valori di progetto dal periodo di costruzione spesso non sono più attuali (ad es. dopo la sostituzione delle finestre o lavori di isolamento). Anche il comportamento di utilizzo individuale dovrebbe essere considerato – un livello di temperatura impostato più basso può ridurre significativamente la potenza di riscaldamento richiesta.
Temperature di sistema e distribuzione del calore
L'efficienza di una pompa di calore aumenta significativamente con temperature di mandata più basse. Mentre a una temperatura di mandata di 35°C sono raggiungibili coefficienti di prestazione annuale di 4,5-5,0, questo valore scende a circa 3,0-3,5 a 55°C e a 2,5-3,0 a 70°C.
Ideali sono quindi riscaldamenti a superficie come riscaldamenti a pavimento, parete o soffitto, che funzionano con temperature di mandata basse di 30-35°C. Negli edifici esistenti, dovrebbe essere verificato se il requisito di temperatura di mandata può essere ridotto attraverso radiatori più grandi o radiatori aggiuntivi.
Il bilanciamento idraulico è obbligatorio secondo GEG e di importanza centrale per l'efficienza. Garantisce che tutte le superfici di riscaldamento siano rifornite della giusta quantità di acqua e previene l'eccessiva fornitura di singole stanze con contemporanea sottofornitura di altre aree.
Preparazione dell'acqua calda
La preparazione dell'acqua calda con la pompa di calore richiede temperature più elevate rispetto al riscaldamento (almeno 50-55°C per evitare la legionella, regolarmente 60°C per il controllo della legionella). Ciò influenza significativamente la progettazione del sistema.
Gli impianti moderni funzionano con concetti a due temperature: temperature di mandata basse per il riscaldamento e temperature più elevate temporanee per la preparazione dell'acqua calda. I serbatoi di accumulo con stazioni di acqua fresca possono rappresentare un'alternativa efficiente dal punto di vista energetico agli scaldabagni convenzionali.
Negli edifici multifamiliari, il regolamento sulla qualità dell'acqua potabile deve essere osservato in particolare. La preparazione centralizzata dell'acqua calda con linea di ricircolo porta a temperature di sistema più elevate e può compromettere l'efficienza della pompa di calore. Qui devono essere esaminate soluzioni innovative come la preparazione decentralizzata dell'acqua calda o la combinazione con impianti solari termici.
Serbatoi di accumulo e integrazione idraulica
I serbatoi di accumulo disaccoppiano la generazione di calore dal consumo di calore e consentono tempi di funzionamento più lunghi della pompa di calore, il che riduce la modulazione e migliora l'efficienza. Il dimensionamento dovrebbe essere adattato alle dimensioni dell'edificio, alla potenza della pompa di calore e al profilo di utilizzo.
Le dimensioni tipiche dei buffer sono 30-50 litri per kilowatt di potenza di riscaldamento. Con l'utilizzo di energia solare fotovoltaica o tariffe di corrente variabili, possono essere utili serbatoi più grandi per sfruttare in modo ottimale i periodi di produzione economici o le fasi di prezzo dell'elettricità favorevoli.
L'integrazione idraulica deve essere pianificata con attenzione: stratificazione elevata nel serbatoio, prevenzione dei flussi di cortocircuito e corretta posizionamento dei sensori sono dettagli importanti che determinano l'efficienza dell'impianto.
Integrazione del fotovoltaico
La combinazione di pompa di calore e fotovoltaico (PV) è particolarmente significativa dal punto di vista energetico ed economico. L'energia solare auto-generata può essere utilizzata direttamente per il funzionamento della pompa di calore, il che riduce significativamente i costi operativi e aumenta la quota di autoconsumo dell'impianto fotovoltaico.
I controlli intelligenti della pompa di calore possono adattare il comportamento operativo della pompa di calore alla produzione fotovoltaica: l'energia solare in eccesso viene utilizzata per caricare il serbatoio di accumulo o il serbatoio di acqua calda, immagazzinando così energia termica. Ciò è particolarmente efficace in primavera e autunno, quando c'è ancora necessità di riscaldamento e allo stesso tempo buoni rendimenti solari.
Il dimensionamento dell'impianto fotovoltaico dovrebbe considerare il fabbisogno di energia annuale della pompa di calore. In una tipica casa unifamiliare con pompa di calore, questo è di 3.000-6.000 kWh all'anno – un impianto fotovoltaico con 8-10 kWp può coprire una parte considerevole di questo.
Economicità e possibilità di finanziamento
L'economicità delle pompe di calore dipende da molti fattori: costi di investimento, costi operativi, sviluppo dei prezzi dei combustibili, finanziamenti e durata dell'impianto. Un calcolo economico approfondito è la base di ogni consulenza cliente qualificata.
Costi di investimento
I costi di investimento variano considerevolmente a seconda del tipo di pompa di calore e della situazione dell'edificio:
- Pompe di calore aria-acqua: 12.000-25.000 euro (inclusa installazione, escludendo lo sviluppo della fonte di calore)
- Pompe di calore soletta-acqua con collettori geotermici: 20.000-30.000 euro (inclusi i lavori di scavo)
- Pompe di calore soletta-acqua con sonde geotermiche: 25.000-35.000 euro (inclusa la perforazione)
- Pompe di calore acqua-acqua: 25.000-40.000 euro (inclusa la perforazione del pozzo)
Negli edifici esistenti, spesso si aggiungono costi per l'adattamento