Le pompe di calore (PdC) emergono come tecnologie chiave nella transizione energetica, grazie al loro contributo alla flessibilità del sistema elettrico e alla decarbonizzazione del settore edilizio. Il presente rapporto esplora le prestazioni delle PdC in scenari di flessibilità “a salire” e “a scendere”, con approcci sperimentali e modellistici che evidenziano le loro potenzialità operative.

Nel contesto della flessibilità “a salire”, le PdC sono state testate per determinare la capacità di ridurre temporaneamente il consumo elettrico in risposta a segnali della rete. Le prove di laboratorio hanno permesso di stimare la durata massima del servizio in base a parametri come la temperatura esterna e le soglie di comfort interno.

Un modello termico ha dimostrato che le PdC idroniche, grazie all’inerzia fornita da serbatoi di accumulo, offrono migliori prestazioni rispetto alle PdC aria/aria. Per la flessibilità “a scendere”, le PdC hanno mostrato la capacità di aumentare il consumo energetico temporaneamente, sfruttando serbatoi termici o modificando i setpoint interni. Le PdC aria/acqua con accumulo inerziale sono state in grado di incrementare l’assorbimento di potenza fino al 50% rispetto ai consumi di base, dimostrando il loro potenziale per bilanciare carichi energetici in tempo reale.

Le campagne di monitoraggio residenziale e i modelli predittivi basati su machine learning hanno offerto una visione realistica della risposta termica degli edifici e dei margini di flessibilità disponibili. I risultati evidenziano come le PdC possano integrare efficacemente fonti rinnovabili, bilanciare la rete elettrica e ridurre le emissioni globali.

Un’attenzione particolare è stata dedicata ai sistemi bivalenti, che combinano PdC elettriche con caldaie a gas in cui quest’ultima si attiva solo quando la capacità della pompa di calore risulta insufficiente. Questo approccio consente alle PdC di coprire oltre il 90% del fabbisogno termico, riducendo la dipendenza da fonti non rinnovabili e diminuendo le emissioni di CO₂ del 56-60% rispetto alle caldaie tradizionali. Parallelamente, l’integrazione di PdC con sistemi di gestione energetica degli edifici Building Energy Management System (BEMS) migliora ulteriormente la stabilità della rete.

Infine, il rapporto si conclude con un’analisi delle architetture di gestione che possono abilitare la partecipazione al mercato della flessibilità, concentrandosi sulle loro potenziali applicazioni nel settore della climatizzazione.