Come l’utilizzo di due pompe di calore in cascata, anziché una sola, migliora risparmio energetico, comfort e affidabilità in abitazioni di ampia metratura

Quando si tratta di riscaldare abitazioni di grandi dimensioni, la scelta della tecnologia giusta è strategica per bilanciare comfort e risparmio energetico. In questo articolo esploreremo il progetto di riscaldamento di una casa in Lombardia, convertita a un sistema 100% elettrico grazie all’installazione di due pompe di calore che lavorano in cascata. 

Analizzeremo i benefici di questa soluzione innovativa e il motivo per cui può rappresentare un’alternativa vantaggiosa rispetto all’uso di una sola pompa di calore di grande potenza.

Le caratteristiche del progetto

L’abitazione protagonista di questo progetto è una casa di 340 metri quadrati, che ha abbandonato il gas per diventare interamente elettrica. Costruita in pietra, senza cappotto termico ma con muri di grande spessore, questa casa presenta una notevole inerzia termica, ossia una capacità di trattenere il calore e rilasciarlo lentamente, caratteristica ideale per una pompa di calore. 

A rendere la transizione ancora più interessante è stata la scelta di installare due pompe di calore in cascata, una soluzione pensata per massimizzare efficienza e comfort abitativo.

Dunque, l’obiettivo di questo progetto era doppio: 

UNO: eliminare completamente l’uso del gas, e…

DUE: garantire un riscaldamento efficiente e modulabile, capace di rispondere alle necessità specifiche della casa e dei suoi abitanti. 

Il sistema a cascata consente di adattarsi alle diverse esigenze termiche dell’abitazione, sia che venga riscaldata interamente, sia che si utilizzi solo una parte della casa in determinati periodi dell’anno. Questa configurazione, come vedremo, offre numerosi vantaggi in termini di comfort, gestione dell’energia e affidabilità dell’impianto.

Perché utilizzare due Pompe di Calore in cascata?

L’utilizzo di due pompe di calore in cascata, anziché una singola unità più potente, offre una serie di benefici che rendono questa scelta particolarmente indicata per abitazioni di grandi dimensioni o con requisiti termici variabili. Ci sono quattro  principali vantaggi.

Vantaggio n.1: Maggiore Efficienza e Modulazione della Potenza

Una delle principali ragioni per preferire due pompe di calore in cascata è la capacità di modulare la potenza erogata in base alle necessità reali dell’abitazione. In un sistema tradizionale con una singola pompa di calore, la PdC deve accendersi e spegnersi frequentemente (fenomeno noto come on-off), soprattutto se il carico termico è inferiore alla potenza minima che la macchina può erogare. Questo comportamento può ridurre l’efficienza complessiva e comportare l’usura precoce dei componenti.

Con due pompe in cascata, invece, è possibile accendere solo una delle due unità quando il fabbisogno è ridotto, ad esempio per riscaldare solo una parte dell’abitazione o per mantenere una temperatura di comfort in giornate meno rigide. Infatti la pompa di calore che lavora a potenza inferiore riesce a modulare meglio e raggiungere livelli di efficienza più elevati rispetto a una pompa sovradimensionata per il carico termico richiesto.

Vantaggio n.2: Risparmio Energetico e Riduzione dei Picchi di Assorbimento Elettrico

Un altro beneficio significativo del sistema a cascata è il risparmio energetico. Utilizzando solo una pompa di calore per coprire le esigenze termiche nei periodi meno freddi, l’impianto assorbe meno energia, ottimizzando il consumo elettrico e riducendo il carico sulla rete. Questo comportamento riduce i costi operativi e permette anche di sfruttare al meglio l’energia prodotta da un eventuale impianto fotovoltaico.

Nei periodi più freddi, se necessario, entrambe le pompe possono entrare in funzione, garantendo una potenza complessiva sufficiente per riscaldare tutta la casa. In questo modo, il sistema assorbe la quantità minima necessaria di energia durante l’accensione, evitando picchi elevati di consumo e sfruttando in modo intelligente le risorse disponibili.

(Sulle soluzioni per grandi abitazioni, leggi anche il caso studio “Pompa di Calore con Termosifoni: come una villa da 450 mq risparmia €5.300 di Bollette Gas l’anno“).

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Vantaggio n.3: Flessibilità per Adattarsi a Ogni Situazione Abitativa

L’installazione di due pompe di calore in cascata si rivela particolarmente utile quando l’abitazione non è utilizzata completamente per tutto l’anno. Parliamo ad esempio di case di ampie dimensioni o magari di seconde case. È possibile riscaldare una sola zona, attivando una singola pompa, e riservare la seconda pompa per i momenti di maggiore bisogno, come ad esempio quando sono presenti ospiti o in caso di temperature particolarmente rigide.

Questa flessibilità rappresenta un vantaggio anche per la durata del sistema, poiché la distribuzione del carico di lavoro tra le due pompe riduce l’usura dei componenti, migliorando l’affidabilità generale e riducendo le esigenze di manutenzione.

Vantaggio n.4: Affidabilità e Ridondanza

Uno dei principali vantaggi di un sistema a cascata è l’affidabilità. Avere due pompe di calore significa disporre di una sorta di “backup” che può garantire il riscaldamento anche in caso di guasto di una delle due unità. 

Immagina, ad esempio, che una pompa abbia un problema tecnico: la seconda pompa può comunque mantenere la temperatura nelle aree più importanti della casa, assicurando acqua calda e un comfort di base senza interruzioni. Questo tipo di ridondanza è un elemento di sicurezza fondamentale per chi desidera un sistema affidabile e adatto a resistere nel tempo. E c’è di più…

Una delle strategie principali per gestire due pompe di calore in cascata è il ciclo di accensione alternata. Ogni giorno, solo una delle pompe parte per prima, riscaldando l’acqua sanitaria o quella dell’impianto di riscaldamento. Questa alternanza bilancia il carico di lavoro, distribuendo in modo equo l’usura tra le due pompe e prolungandone così la vita utile.

Efficienza e Comfort del sistema a cascata: Ottimizzazione dell’Energia

Un sistema a cascata ottimizza l’energia prodotta, distribuendola in modo mirato tra le varie zone della casa, adattandosi perfettamente alle condizioni di utilizzo reale. Ad esempio, una sola pompa di calore può essere sufficiente per mantenere confortevole una piccola area, mentre entrambe le pompe lavorano contemporaneamente solo quando l’intera casa richiede riscaldamento, come nei giorni più freddi. 

Inoltre, avere due pompe di calore permette anche di ridurre il carico elettrico durante la fase di accensione, che è solitamente il momento in cui si ha il picco massimo di consumo. In un impianto a cascata, l’accensione di una sola pompa richiede una quantità di energia molto inferiore rispetto a una pompa singola di grande potenza. 

Questo significa che il sistema può operare in modo più efficiente e con minore impatto sulla rete elettrica domestica. Un’efficienza che si ottiene anche tramite una gestione ottimale della temperatura dell’acqua.

Monitoraggio e Gestione Automatica della Temperatura dell’Acqua

Un altro vantaggio del sistema a cascata è la gestione intelligente della temperatura dell’acqua, che avviene in modo automatico. Quando la prima pompa di calore avvia il riscaldamento, è programmata per percepire se il fabbisogno termico è soddisfatto. Se entro un determinato tempo la temperatura dell’acqua non raggiunge il livello impostato, entra in funzione anche la seconda pompa. 

Questa funzione garantisce che l’acqua sanitaria e quella del riscaldamento raggiungano la temperatura desiderata in modo efficiente, riducendo l’assorbimento elettrico. 

Programmazione delle Pompe per Riscaldamento e Acqua Sanitaria

Infine, il sistema a cascata permette una configurazione flessibile per distribuire al meglio le funzioni tra le due pompe. Infatti, una pompa può essere dedicata esclusivamente alla produzione di acqua calda sanitaria, mentre l’altra si occupa del riscaldamento (e, se previsto, anche del raffrescamento). 

Questo approccio consente alle pompe di specializzarsi in compiti specifici, riducendo la frequenza di avvio e arresto e ottimizzando l’efficienza.

Installazione e Configurazione dell’Impianto a Cascata

L’installazione di un sistema a cascata con due pompe di calore richiede una configurazione precisa per garantire efficienza e affidabilità nel lungo termine. Analizziamo in breve come viene strutturato un impianto di questo tipo e i passaggi fondamentali per una configurazione ottimale.

Struttura dell’Impianto: Collegamenti in Parallelo e Gestione Centralizzata

Nel sistema a cascata, le due pompe di calore sono collegate in parallelo, ognuna con un proprio circuito di mandata e ritorno verso la centrale termica. 

Questo tipo di configurazione permette alle pompe di operare sia indipendentemente sia in combinazione, rispondendo in modo flessibile al fabbisogno energetico della casa. Dentro la centrale termica, i flussi di ciascuna pompa vengono gestiti attraverso valvole a tre vie che ottimizzano la distribuzione dell’acqua calda verso i vari circuiti della casa, garantendo un bilanciamento uniforme.

Isolamento e Rifinitura delle Tubazioni

Un aspetto spesso sottovalutato è l’isolamento delle tubazioni, ma si tratta di un elemento chiave per mantenere l’efficienza energetica dell’intero sistema. Tutte le tubazioni, sia quelle che collegano le pompe alla centrale termica, sia quelle dell’impianto domestico, devono essere isolate con materiali termici di alta qualità per evitare dispersioni di calore lungo il percorso. (Per capire l’impatto dell’isolamento delle tubazioni, leggi anche il mio articolo “TEST: La Pompa di Calore funziona coi Termosifoni?” in cui ti mostro l’esito di una ispezione con termocamera.)

La rifinitura di queste installazioni è essenziale soprattutto per case situate in climi rigidi, dove le perdite di calore potrebbero ridurre significativamente le prestazioni del sistema. Questo tipo di accorgimenti garantisce che l’energia prodotta venga trasportata integralmente fino ai punti di utilizzo, migliorando le prestazioni energetiche dell’impianto.

Il Collaudo e il Monitoraggio Remoto

Prima di essere messo in funzione, il sistema a cascata deve essere sottoposto a rigorosi test di collaudo. 

Durante questa fase, entrambe le pompe vengono attivate e monitorate per verificare che la configurazione sia corretta e che non vi siano dispersioni o errori nei collegamenti. Le tecniche di collaudo prevedono anche un controllo della modulazione della potenza e della risposta delle pompe in diverse condizioni climatiche, assicurando che l’impianto possa adattarsi a esigenze variabili.

Una volta completato il collaudo, il sistema viene equipaggiato con strumenti di monitoraggio remoto, come la centralina FoxBox, per tenere sotto controllo le prestazioni e intervenire prontamente in caso di anomalie. 

Quando conviene scegliere il sistema a cascata?

Tiriamo le somme. Come ho spiegato anche durante il mio intervento al workshop di QualEnergia al Key di Rimini del 2025, il sistema a cascata è una scelta ideale per chi desidera un sistema di riscaldamento flessibile, efficiente e affidabile, soprattutto in abitazioni di grandi dimensioni o case che richiedono un riscaldamento variabile nelle diverse zone.

Questo sistema è particolarmente indicato per chi cerca una soluzione a basso impatto energetico e desidera ottimizzare i consumi, anche sfruttando al meglio un eventuale impianto fotovoltaico.

Vuoi vedere il video completo del caso studio?

Fai CLIC sull’immagine qui sotto per guardarlo sul mio canale YouTube.

Se stai valutando una transizione verso una casa 100% elettrica e vuoi sapere se il sistema a cascata può fare al caso tuo, esegui il nostro TEST online in 5 minuti, una vera e propria pre-analisi di fattibilità che ci aiuterà a definire la migliore soluzione per il tuo caso specifico.

A presto,

Ing. Samuele Trento

P.S.

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