COP, EER e curva di carico: come capire se una pompa di calore è adatta all’edificio

La domanda corretta non è “qual è il COP?”

Il dato di targa più favorevole descrive un punto di funzionamento, non l’intera stagione e non il comportamento nell’edificio reale. Una pompa di calore può avere un ottimo COP dichiarato e risultare comunque incoerente con il progetto se, nelle condizioni critiche, non eroga la potenza richiesta, lavora fuori dal campo conveniente, richiede una temperatura di mandata troppo elevata oppure non riesce a modulare abbastanza quando il carico diminuisce.

La verifica deve quindi rispondere a quattro domande diverse:

1. quanta potenza utile serve all’edificio alle diverse temperature esterne;
2. quanta potenza utile rende lo specifico modello alle stesse condizioni;
3. quanta elettricità assorbe, includendo il perimetro energetico pertinente;
4. come varia il funzionamento fra pieno carico, carico parziale, produzione sanitaria, sbrinamento e periodi di arresto.

Il confronto generale fra macchina troppo piccola o troppo grande è già sviluppato nell’approfondimento ArkiStudio “Pompa di calore: errori di dimensionamento da evitare”. Qui il tema viene affrontato da un altro punto di vista: come leggere i coefficienti di prestazione, le tabelle del costruttore e l’incrocio fra curva del carico e curva della potenza disponibile.

COP ed EER: definizione fisica e confine di misura

In riscaldamento, il COP è il rapporto fra la potenza termica utile resa e la potenza elettrica assorbita nel medesimo punto di funzionamento:

COP = potenza termica utile / potenza elettrica assorbita

In raffrescamento, l’EER è il rapporto fra la potenza frigorifera utile e la potenza elettrica assorbita:

EER = potenza frigorifera utile / potenza elettrica assorbita

I due rapporti sono adimensionali, anche se nelle schede possono essere rappresentati come W/W o kW/kW. Un COP pari a 4 non significa che il sistema crei energia: significa che, nel perimetro dichiarato, per ogni unità di energia elettrica assorbita vengono trasferite quattro unità di calore utile, prelevandone la parte restante dalla sorgente ambientale.

Potenza resa e potenza assorbita non sono la stessa grandezza

Se una macchina rende 8,0 kW termici e assorbe 2,0 kW elettrici, il COP di quel punto è 4,00. Non è però una “pompa di calore da 2 kW”: 2 kW sono l’assorbimento elettrico, mentre 8 kW sono la potenza termica resa. Confondere le due grandezze porta a errori sia nel dimensionamento termico sia nella verifica della fornitura elettrica.

Il rapporto 3,56 non sostituisce il COP certificato dell’unità: serve a mostrare che il risultato cambia quando si amplia il confine energetico. In raffrescamento, 7,2 kW frigoriferi divisi per 2,4 kW elettrici producono un EER ipotetico pari a 3,00; includendo 0,30 kW di ausiliari esterni, il rapporto dell’insieme diventa 7,2 / 2,7 = 2,67.

Istantaneo, nominale e stagionale: tre livelli da non confondere

Valore istantaneo

È ricavato dalle grandezze misurate in un preciso intervallo. Può variare rapidamente con temperatura esterna, temperatura dell’acqua, portata, frequenza del compressore, stato dello sbrinamento e richiesta dei terminali. Un valore letto dal monitoraggio è significativo soltanto se potenze e assorbimenti sono sincronizzati e se il perimetro di misura è noto.

Valore nominale o dichiarato

È associato a condizioni e metodi definiti. Non rappresenta automaticamente la potenza massima, la potenza minima o la media stagionale. La parola “nominale” non rende confrontabili due valori se la sorgente, l’utenza, la portata, la temperatura dell’acqua o il metodo di prova sono diversi.

SCOP, SEER ed efficienza energetica stagionale

SCOP e SEER descrivono prestazioni stagionali di riscaldamento e raffrescamento secondo il metodo dichiarato. Integrano più condizioni di temperatura e carico e tengono conto dei modi operativi previsti dal riferimento utilizzato. Sono quindi più informativi del singolo COP o EER, ma restano indicatori normalizzati: non sono una simulazione automatica dell’edificio specifico.

L’efficienza energetica stagionale regolamentare, indicata nei regolamenti europei con simboli dedicati, è una grandezza distinta da SCOP e SEER. Il metodo regolamentare applica conversioni e correzioni proprie; non è corretto usarla come sinonimo o ricostruirla con formule intuitive.

Le condizioni dichiarate fanno parte del dato

Un COP senza condizioni al contorno è un’informazione incompleta. Per leggere correttamente una tabella prestazionale occorre identificare almeno:

• modello, taglia, unità interna, unità esterna e configurazione esatti;
• modalità di riscaldamento, raffrescamento o acqua calda sanitaria;
• temperatura della sorgente: aria esterna, acqua o soluzione salina;
• umidità dell’aria quando pertinente, soprattutto per brina e sbrinamento;
• temperatura di mandata e ritorno oppure temperatura dell’aria trattata;
• portata del fluido e sua composizione;
• potenza utile resa e potenza elettrica assorbita;
• funzionamento a pieno carico o a carico parziale;
• ventilatori, pompe, elettronica e altri ausiliari inclusi o esclusi.

Nel circuito idronico il bilancio fisico può essere espresso come Q̇ = ṁ × c_p × ΔT, dove portata massica, calore specifico e differenza di temperatura devono essere reali e coerenti. Non si può assumere un ΔT convenzionale se l’impianto lavora in condizioni diverse.

Due righe di catalogo con la stessa temperatura esterna possono non essere comparabili se cambiano temperatura di mandata, ritorno, portata o regime del compressore. Nelle macchine aria-acqua, inoltre, la mandata richiesta tende spesso ad aumentare proprio quando la temperatura esterna diminuisce: la curva reale va quindi ricostruita combinando entrambi gli effetti.

Sbrinamento, resistenze, pompe e ausiliari

Nelle pompe di calore ad aria la formazione di brina non dipende dalla sola temperatura esterna. Umidità, condizioni della batteria e regime operativo influenzano frequenza e durata degli sbrinamenti. Durante il ciclo la potenza utile può ridursi o interrompersi temporaneamente mentre continuano gli assorbimenti; nei sistemi idronici viene coinvolta anche l’energia disponibile nel circuito.

La scheda tecnica deve chiarire come lo sbrinamento entra nei dati dichiarati e quali assorbimenti sono compresi. Il bilancio di progetto deve considerare, quando presenti:

• pompe lato sorgente e lato utenza;
• ventilatori, elettronica, resistenze carter, standby e antigelo;
• resistenza elettrica integrativa o generatore bivalente;
• resistenza dell’accumulo sanitario e relativo controllo;
• perdite e consumi della separazione idraulica e dell’accumulo.

Esempio puramente aritmetico: se, in un intervallo, la pompa rende 8 kW assorbendone 2 e una resistenza aggiunge 3 kW utili assorbendone 3, il rapporto complessivo è 11 / 5 = 2,2. Non è il COP del circuito frigorifero; è un indicatore del sistema nel periodo considerato.

Come leggere schede, tabelle e mappe del costruttore

La riga più favorevole del catalogo non identifica il progetto. Per ogni punto utile occorre leggere insieme temperatura della sorgente, temperatura dell’utenza, potenza massima, potenza minima, assorbimento, COP o EER, portata e note operative.

Una verifica robusta segue questa sequenza:

1. selezionare lo specifico modello, non la sola famiglia commerciale;
2. individuare la tabella o mappa riferita alla funzione richiesta;
3. scegliere la temperatura esterna o della sorgente pertinente;
4. scegliere la mandata e il ritorno coerenti con i terminali;
5. leggere potenza resa e assorbita nella stessa cella o nello stesso punto;
6. verificare se il valore è massimo, nominale, parziale o limitato dal controllo;
7. controllare note su sbrinamento, portate, glicole, frequenza e ausiliari;
8. ripetere la lettura per tutte le temperature necessarie a costruire una curva.

Campo operativo e capacità disponibile sono cose diverse

Il campo operativo indica dove il funzionamento è ammesso dal costruttore. Non garantisce che, in ogni punto, la macchina fornisca la potenza necessaria, mantenga la temperatura richiesta o lavori con un’efficienza conveniente. Occorre leggere anche eventuali riduzioni di capacità, limiti di frequenza, vincoli di portata e condizioni per l’attivazione delle resistenze.

Potenza minima, potenza massima e modulazione

Un compressore inverter non modula da zero alla potenza nominale. La potenza minima cambia con le condizioni e può essere maggiore del carico nelle mezze stagioni. In quel caso la macchina alterna accensioni e arresti, con comportamento influenzato da isteresi, volume d’acqua attivo, chiusura delle zone, tempi minimi di funzionamento e logiche di controllo.

Il sovradimensionamento può offrire riserva al freddo ma alzare la potenza minima e aumentare i cicli. Il sottodimensionamento può essere una scelta consapevole in un impianto bivalente, ma soltanto se deficit, ore coinvolte ed energia integrativa sono quantificati.

La curva di carico termico dell’edificio

La curva di carico associa a ogni temperatura esterna la potenza richiesta dall’edificio. Deriva da dispersioni per trasmissione e ventilazione, apporti e condizioni d’uso; non si ricava dai soli metri quadrati né dalla potenza della caldaia esistente.

Per illustrare il principio, e non per dimensionare un caso reale, si può usare la relazione semplificata:

Q̇_edificio = H × (T_i − T_e)

La relazione lineare trascura apporti solari e interni, inerzia, ventilazione variabile e altri fenomeni. Il carico di raffrescamento, influenzato anche da radiazione solare, carichi interni e componente latente, non va ricondotto automaticamente alla stessa retta.

Temperatura di progetto e temperature più frequenti

La temperatura esterna di progetto serve a verificare la condizione critica di riscaldamento, ma non descrive da sola il funzionamento stagionale. Per molte ore l’edificio lavora a carico parziale: è qui che diventano decisivi modulazione minima, cicli, curva climatica e assorbimenti in modi non attivi.

I bin climatici raggruppano le ore stagionali per intervalli di temperatura. Un bilancio locale associa a ogni bin carico, potenza disponibile, rendimento, integrazione e ausiliari. Il profilo normalizzato usato per un indicatore dichiarato non sostituisce i dati climatici e d’uso del progetto.

Esempio: incrociare curva del fabbisogno e curva della macchina

Si consideri un edificio ipotetico che richiede 9,0 kW a −5 °C con temperatura interna di 20 °C. Nella relazione didattica precedente, H = 9 / 25 = 0,36 kW/K. Le potenze della pompa di calore nella tabella seguente sono inventate esclusivamente per mostrare il metodo e si riferiscono alla medesima temperatura di mandata scelta.

Fra 0 e −5 °C la differenza “potenza disponibile meno carico” passa da +1,2 a −1,4 kW. Con una semplice interpolazione lineare didattica, l’intersezione cade a circa −2,3 °C. Sotto quel punto la macchina non copre da sola il carico ipotizzato; a −5 °C il deficit è 1,4 kW.

A +10 °C accade l’opposto: il carico di 3,6 kW è inferiore alla potenza minima ipotetica di 4,0 kW. La macchina potrebbe quindi ciclare, a seconda di volume attivo, zone, isteresi e controllo. L’esempio non seleziona una taglia universale: separa la verifica di capacità al freddo dalla verifica di modulazione nel clima mite.

Punto di equilibrio, bivalenza e copertura monovalente

• Punto di equilibrio fisico: intersezione fra carico dell’edificio e potenza disponibile della pompa di calore.
• Temperatura di bivalenza: soglia scelta dal progetto o dal controllo per far intervenire un secondo generatore; può coincidere con l’equilibrio fisico, ma non necessariamente.
• Equilibrio economico: eventuale confronto fra costi marginali di esercizio; è un concetto distinto dalla capacità termica.
• Monovalente: la pompa di calore copre il carico previsto entro il proprio campo operativo.
• Bivalente parallelo: sotto la soglia stabilita il secondo generatore collabora.
• Bivalente alternativo: il secondo generatore sostituisce la pompa secondo la logica prevista.

La bivalenza va definita insieme a potenza elettrica disponibile, costo e fonte dell’integrazione, continuità del servizio e logica di regolazione. Lasciare che una resistenza copra automaticamente un deficit non quantificato non equivale a progettare un sistema bivalente.

Terminali, temperature e accumulo inerziale

La compatibilità non deriva dal nome del terminale, ma dalla sua resa alle temperature che la pompa di calore può mantenere nelle condizioni critiche.

• Pavimento radiante: può lavorare a temperature contenute se superficie, passo, portata e regolazione coprono il carico.
• Ventilconvettori: richiedono la verifica di resa, portata, velocità del ventilatore, rumorosità e deumidificazione alle temperature effettive.
• Radiatori: possono essere compatibili, ma la resa va ricalcolata alla temperatura prevista; aumentare la mandata rende in genere più gravoso il lavoro della macchina.
• Sistemi aria-aria: distribuzione dell’aria, ricircolo, comfort e gestione delle zone diventano parte centrale del progetto.

L’accumulo inerziale può garantire volume attivo, portata e stabilità, ma introduce ingombro e dispersioni e non corregge automaticamente una taglia errata. Non esiste un volume universale per kW valido per ogni macchina: servono requisiti del costruttore e verifica idraulica del circuito reale.

Aria-acqua, aria-aria, acqua-acqua e geotermia

Una sorgente più stabile può migliorare il profilo operativo, ma pompe di circolazione, scambiatori e vincoli della captazione entrano nel bilancio. Per questo non è corretto confrontare soltanto il COP del circuito frigorifero senza dichiarare cosa resta fuori dal perimetro.

Riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria

Non si sommano automaticamente i massimi dei tre servizi. Occorre ricostruire la contemporaneità effettiva e la logica del modello:

• quali richieste possono verificarsi nello stesso intervallo;
• quali servizi sono gestiti in priorità;
• durata e frequenza dei cicli sanitari;
• temperatura richiesta dall’accumulo e capacità di recupero;
• eventuale interruzione del riscaldamento durante la ricarica;
• disponibilità o meno di erogazione simultanea.

Una macchina reversibile non riscalda e raffresca automaticamente nello stesso momento. Analogamente, la funzione sanitaria può modificare temperature, capacità disponibile e assorbimenti. Il profilo d’uso va quindi confrontato con l’architettura reale del prodotto e dell’impianto.

Obblighi UE, norme di prova e criteri di progettazione

Alla data di pubblicazione, 3 agosto 2026, le fonti ufficiali europee riportano ancora in vigore i regolamenti Ecodesign ed etichettatura qui riepilogati. La revisione per gli apparecchi di riscaldamento è un lavoro legislativo in corso: una bozza preparatoria non costituisce un nuovo obbligo.

Regolamenti applicabili: il tipo di pompa di calore conta

Il Regolamento (UE) n. 813/2013 stabilisce requisiti Ecodesign per apparecchi destinati a sistemi centralizzati ad acqua, incluse pompe di calore per riscaldamento e apparecchi misti, con potenza nominale fino a 400 kW. Il Regolamento delegato (UE) n. 811/2013 disciplina etichetta, scheda e informazioni per generatori idronici e relativi insiemi fino a 70 kW. Le successive modifiche sono incluse nelle versioni consolidate ufficiali.

Il Regolamento (UE) 2024/1781 ha sostituito il precedente quadro Ecodesign, ma mantiene applicabili le misure attuative esistenti finché non siano abrogate o dichiarate obsolete. Analogamente, il Regolamento (UE) 2017/1369 ha sostituito il quadro precedente dell’etichettatura e conserva gli atti delegati già adottati fino alla loro abrogazione. Per questo 813/2013 e 811/2013 restano applicabili nei rispettivi campi.

I due atti non vanno attribuiti indiscriminatamente a qualsiasi pompa di calore. Per condizionatori e pompe aria-aria elettrici con capacità nominale fino a 12 kW sono pertinenti, nel rispettivo campo, il Regolamento (UE) n. 206/2012 e il Regolamento delegato (UE) n. 626/2011. Per prodotti di riscaldamento ad aria e raffrescamento che ricadono nelle relative definizioni opera il Regolamento (UE) 2016/2281. Le pompe dedicate esclusivamente all’acqua calda sanitaria ricadono invece in atti specifici, fra cui i regolamenti 814/2013 e 812/2013.

Norme tecniche vigenti nel catalogo UNI

Le schede pubbliche del catalogo UNI riportano in vigore la serie UNI EN 14511:2022: parte 1 per termini e definizioni, parte 2 per condizioni di prova, parte 3 per metodi di prova e prestazioni, parte 4 per requisiti minimi di funzionamento degli apparecchi destinati al riscaldamento e raffrescamento degli ambienti. La scheda della parte 1 precisa che la serie non si applica alle pompe dedicate all’acqua calda sanitaria, pur potendo utilizzare alcune definizioni. La UNI EN 14825:2022 riguarda prove a carico parziale e determinazione di indicatori stagionali. La UNI EN 12102-1:2022 riguarda la determinazione standardizzata della potenza sonora aerea per climatizzazione; la UNI EN 12102-2:2019 riguarda la prova della potenza sonora durante la produzione di acqua calda sanitaria di scaldacqua e apparecchi combinati a pompa di calore.

Queste norme sono a pagamento. In questo articolo vengono citati soltanto dati bibliografici e ambiti riportati nelle schede pubbliche ufficiali; non vengono attribuiti contenuti non consultati. Sono norme tecniche relative a prova, prestazioni, classificazione e requisiti minimi di funzionamento, non regole che dimensionano da sole l’impianto dell’edificio.

Perché etichetta e valori di catalogo non bastano

L’etichetta energetica consente confronti entro il perimetro regolamentare. Non certifica automaticamente:

• la copertura del carico alla temperatura esterna di progetto;
• la potenza disponibile alla mandata richiesta dai terminali;
• la capacità di modulare senza cicli nelle condizioni più frequenti;
• il consumo reale di pompe, integrazioni e componenti esterni;
• il comportamento durante sbrinamento e produzione sanitaria;
• la compatibilità idraulica, elettrica, acustica e di regolazione;
• la prestazione nel clima e nel profilo d’uso specifici.

Il dato dichiarato è indispensabile per confrontare i prodotti, ma diventa una scelta progettuale soltanto quando viene riportato sulle condizioni reali dell’edificio e dell’impianto.

Procedura pratica in dieci passi

1. Definire i servizi: riscaldamento, raffrescamento, acqua calda sanitaria, zone e profilo d’uso.
2. Calcolare i carichi: separare riscaldamento, raffrescamento e sanitario con il metodo applicabile.
3. Fissare il clima: usare dati climatici e temperature di progetto pertinenti al sito.
4. Verificare i terminali: determinare la temperatura di mandata necessaria alle diverse condizioni.
5. Richiedere le mappe: usare curve certificate del modello e della configurazione esatti.
6. Ricostruire le curve: riportare potenza massima, minima e assorbimento alle medesime condizioni.
7. Individuare equilibrio e bivalenza: quantificare deficit e ore di integrazione.
8. Controllare la modulazione: verificare cicli, zone e volume attivo alle temperature più frequenti.
9. Fare il bilancio stagionale: includere sbrinamenti, pompe, standby, integrazioni e sanitario.
10. Chiudere il progetto: verificare idraulica, elettricità, regolazione, acustica, manutenzione e messa in servizio.

Dati minimi da chiedere al produttore e al progettista

Al produttore

• mappe di potenza resa e assorbita del modello esatto;
• condizioni e riferimenti di prova;
• campo operativo e limitazioni;
• limiti di modulazione alle varie condizioni;
• dati a carico parziale;
• portate, perdite di carico e volumi minimi richiesti;
• ausiliari compresi o esclusi;
• logiche di sbrinamento e integrazione;
• prestazioni in produzione sanitaria;
• dati acustici con grandezza e metodo identificati;
• configurazione e versione di controllo cui si riferiscono i dati.

Al progettista

• calcolo dei carichi e dati climatici;
• curva di carico e temperatura di progetto;
• verifica dei terminali e curva climatica;
• schema idraulico, portate e volumi attivi;
• strategia monovalente o bivalente;
• bilancio elettrico e potenza impegnata;
• profilo sanitario e priorità dei servizi;
• stima stagionale con confini energetici espliciti;
• criteri di regolazione, collaudo e monitoraggio.

Checklist conclusiva

• □ Modello e configurazione sono identificati senza ambiguità.
• □ I carichi derivano da un calcolo, non da indici sommari.
• □ Carico e potenza della macchina sono confrontati alle stesse condizioni.
• □ La temperatura richiesta dai terminali è stata verificata.
• □ Sono note potenza minima, nominale e massima.
• □ Sono valutati cicli on/off e chiusura delle zone.
• □ Campo operativo e capacità al freddo sono entrambi adeguati.
• □ Punto di equilibrio e strategia di bivalenza sono espliciti.
• □ Integrazioni elettriche o di altro generatore sono quantificate.
• □ Sbrinamento, pompe e ausiliari rientrano nel bilancio.
• □ La gestione dell’acqua calda sanitaria è verificata.
• □ Il confronto stagionale usa clima e profilo d’uso pertinenti.
• □ Accumulo e separazione idraulica rispondono a un’esigenza calcolata.
• □ Etichetta e dato nominale non sono l’unico criterio di scelta.
• □ Regolamenti e versioni normative sono stati controllati alla data della verifica.

Conclusioni

La domanda utile non è soltanto “qual è il COP della macchina?”, ma “quale potenza, assorbimento e capacità di modulazione avrà questa macchina nell’edificio reale, alle temperature realmente richieste?”.

La risposta richiede il calcolo dei carichi, dati climatici pertinenti, caratteristiche dei terminali, schema di impianto, profilo d’uso e curve certificate dello specifico modello. Un’etichetta favorevole è un’informazione importante; la coerenza fra macchina, edificio e impianto è una verifica progettuale.

Nota informativa

Il contenuto ha finalità informativa e non sostituisce il progetto del caso concreto. La verifica richiede calcolo dei carichi, dati climatici, caratteristiche dell’impianto, profilo d’uso e curve certificate del modello specifico, oltre al controllo della normativa applicabile alla data dell’intervento.

Fonti ufficiali

Regolamenti e pagine istituzionali

• Regolamento (UE) n. 813/2013 — testo consolidato EUR-Lex.
• Regolamento delegato (UE) n. 811/2013 — testo consolidato EUR-Lex.
• Commissione europea — Space Heaters.
• Regolamento (UE) n. 206/2012 — testo consolidato EUR-Lex.
• Regolamento delegato (UE) n. 626/2011 — testo consolidato EUR-Lex.
• Commissione europea — Air Conditioners and Comfort Fans.
• Regolamento (UE) 2016/2281 — testo consolidato EUR-Lex.
• Regolamento (UE) n. 814/2013 — pompe di calore dedicate all’acqua calda sanitaria.
• Regolamento delegato (UE) n. 812/2013 — etichettatura degli scaldacqua.
• Regolamento (UE) 2024/1781 — quadro Ecodesign.
• Regolamento (UE) 2017/1369 — quadro per l’etichettatura energetica.

Catalogo ufficiale UNI

• UNI EN 14511-1:2022, UNI EN 14511-2:2022, UNI EN 14511-3:2022 e UNI EN 14511-4:2022.
• UNI EN 14825:2022.
• UNI EN 12102-1:2022.
• UNI EN 12102-2:2019.