Recentemente riconfermati a livello nazionale dal Piano Energia e Clima 2030 del MISE, l’attenzione alla sostenibilità, al risparmio energetico ed economico, la sensibilizzazione ai temi ambientali e alle risorse disponibili sul nostro pianeta, hanno determinato un concreto passo avanti per l’impiantistica. Parlando di riscaldamento degli edifici, sistemi generazione, distribuzione e cessione di calore innovativi hanno rivoluzionato il concetto di comfort, ecosostenibilità e risparmio.
Caldaie a condensazione
Sappiamo che le caldaie a condensazione consentono un maggior risparmio energetico rispetto a quelle standard che sfruttano solo una quota del calore dei fumi di combustione. La caldaia a condensazione, recuperando una percentuale del calore latente dei fumi prima della loro espulsione, esegue un preriscaldo sull’acqua di ritorno dall’impianto termico e riduce contestualmente i consumi e le emissioni. Condizione necessaria per tale meccanismo è che la temperatura dell’acqua di ritorno sia sufficientemente bassa per attivare il processo di condensazione: questo si traduce nella necessità di impiegare temperature operative inferiori rispetto a un impianto a caldaia tradizionale. Investire in questo sistema è una scelta davvero conveniente che si massimizza con l’impiego di terminali studiati per funzionare bassa temperatura. Per il suo buon rapporto tra efficienza e costo, per chi ha già la predisposizione del gas e poco spazio, l’impianto si ripaga facilmente grazie al risparmio sui consumi che riesce ad assicurare.
Stufe e caldaie a biomassa
Riscaldarsi con la biomassa (legna, pellet e cippato) significa compiere una scelta a favore del comfort e dell’ambiente a costi davvero contenuti. L’indipendenza dalle variazioni di prezzo di gas e gasolio e dal corrispettivo impianto di distribuzione è sicuramente il suo punto di forza, di contro la propria autonomia è relazionata alla capacità del proprio serbatoio di combustibile solido. Inoltre, è necessario disporre di uno spazio a disposizione per lo stoccaggio del pellet o della legna e procedere con manutenzioni ordinarie e straordinarie di pulizia, quest’ultime da eseguire almeno una volta l’anno. Purtroppo, recenti studi sul particolato hanno rivelato che la maggior causa dell’origine e dispersione del PM10 è data dalla combustione di biomasse legnose, che contribuiscono per il 45% alle polveri sottili diffuse nell’aria.
Pompe di calore
La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire energia termica da una sorgente a temperatura più bassa a una sorgente a temperatura più alta, utilizzando differenti forme di energia. Le prestazioni delle pompe di calore si misurano in termini di efficienza, che nel caso invernale è espressa dal coefficiente di prestazione (COP), rapporto tra energia resa (calore fornito all’utenza) ed energia impiegata (di solito elettrica impiegata dal compressore e dai sistemi ausiliari a bordo macchina). Un valore del COP pari a 3 indica che per ogni kW di energia elettrica impegnata, la pompa di calore cede all’utenza una potenza termica di 3 kW. Per le pompe di calore aerotermiche (aria/aria e aria/acqua) il COP decresce quando operano in climi molto freddi. Il COP di una pompa di calore geotermica o ad acqua di falda è generalmente maggiore rispetto ai modelli aerotermici, poiché il terreno e l’acqua presentano una temperatura costante durante tutto l’anno, in compenso l’installazione è più onerosa in termini tecnici ed economici. Sicuramente, l’impiego di basse temperature del fluido operativo, abbinato a terminali idonei consente efficienze maggiori in entrambi i casi. In definitiva, l’acquisto di una pompa di calore consente l’indipendenza da gas e gasolio ma, oltre a dover disporre di uno spazio maggiore per l’installazione, necessita radiatori e piastre radianti con ampia superficie di scambio, ventilconvettori o pannelli radianti a pavimento, parete e soffitto). In merito al rapporto qualità-prezzo, i costi sono sicuramente non indifferenti ma, visti i progressi dell’industria e la rivoluzione degli approcci progettuali e di integrazione agli edifici, facilmente ripagabili grazie ai meccanismi di incentivazione e detrazione fiscale e al perfetto connubio con i pannelli fotovoltaici, in grado di coprire totalmente o parzialmente i fabbisogni energetici del generatore.
Impianti ibridi e impiego del solare termico in regime invernale
Un’alternativa che sta prendendo sempre più campo è la pompa di calore ibrida, sistema più costoso che combina vettori energetici e tecnologie differenti, per assicurare massima efficienza e risparmio in tutte le stagioni. I benefici della sinergia tra pompa di calore e caldaia a condensazione, unitamente alla loro gestione intelligente e automatica che consente di attivare un generatore o l’altro in funzione della temperatura esterna, del fabbisogno energetico e delle tariffe correnti di gas ed energia elettrica, assicurano un risparmio energetico fino al 40% rispetto a un impianto di riscaldamento tradizionale. Di pari importanza, il solare termico a supporto di una caldaia a condensazione, una pompa di calore o impianto ibrido, si integra perfettamente nell’impianto di riscaldamento anche nei mesi invernali. In estate, la produzione di acqua calda è logico avvenga esclusivamente o quasi mediante l’energia solare, ma le recenti tecnologie hanno confermato la possibilità di risparmi oltre il 30% se il sistema viene utilizzato anche per l’integrazione del riscaldamento in regime invernale.
Cogenerazione
La produzione combinata di energia elettrica e calore in uno stesso sistema si sintetizza nella cogenerazione (CHP) e micro-cogenerazione (mCHP). Un sistema cogenerativo è fondamentalmente costituito da un impianto motore, da un generatore elettrico azionato dall’impianto motore e da scambiatori di calore per la produzione di potenza termica. Il processo ha dunque lo scopo di recuperare l’energia termica indotta dalla combustione, producendo sia elettricità che calore. In termini di efficienza, un impianto di cogenerazione presenta rendimenti medi complessivi intorno all’80-90% e rispetto alla produzione separata di calore ed elettricità, l’aumento di efficienza è di circa il 30-40%. Purtroppo, non entrando nei particolari, gli spazi di posa, i costi di installazione, conduzione e manutenzione non la rendono idonea per la maggior parte degli utenti, risultando conveniente solo in determinate tipologie di edifici e attività.
Riscaldare con terminali d’impianto innovativi
Pannelli radianti a bassa inerzia termica
Il sistema radiante tradizionale a pavimento, nel quale l’ampio spessore del massetto comporta un’inerzia termica decisamente alta e la potenza emessa è difficilmente gestibile con i bassi valori di fabbisogno dell’edificio, diventa una soluzione che, oltre a necessitare lunghi tempi di messa a regime, può implicare criticità nella gestione dello sfasamento termico dell’edificio. I pavimenti radianti a bassa inerzia termica sono innovativi impianti di riscaldamento a ridotto spessore, alleggeriscono il massetto e garantiscono ottime prestazioni in termini di efficienza energetica. Sono i sistemi indicati, per esempio, negli interventi di ristrutturazione con problemi di altezza e dove la velocità di riscaldamento dell’edificio è un fattore primario. L’installazione è relativamente rapida ma richiede materiali, lavorazioni ad-hoc e una considerevole attenzione e competenza (soprattutto edile) nel processo di posa in opera.
Radiatori a bassa temperatura attivi
I radiatori sono i terminali più diffusi nel patrimonio edilizio esistente e possono essere in ghisa, alluminio o leghe di acciaio. Purtroppo, nei modelli tradizionali e nella maggior parte dei casi, è necessaria un’alimentazione ad almeno di 70 °C, rendendone inappropriato l’abbinamento ai nuovi generatori a bassa temperatura. I nuovi radiatori a bassa temperatura oltrepassano questo limite, lavorando anche a temperature di mandata inferiori a 40 °C, quindi si abbinano perfettamente sia a generatori di calore a bassa temperatura che utilizzano fonti energetiche rinnovabili (es. pompe di calore), che a generatori di calore come caldaie a condensazione. Grazie a un aumento della superficie di irraggiamento e alla presenza al proprio interno di ventole a velocità modulante, aggiungono la modalità dinamica al funzionamento statico di un normale radiatore. Il risultato è la garanzia di una rapida emissione di calore e brevi tempi di reazione.
Ventilconvettori con ventilatore a controllo elettronico
I ventilconvettori con ventilatori a controllo elettronico EC sono dotati di motori a corrente continua con regolatore di velocità senza gradini. Questi sistemi consentono un controllo dei parametri termoigrometrici con oscillazioni minime e il massimo livello di comfort acustico. Dunque, oltre ad essere ottimi alleati per sistemi a bassa temperatura e che necessitano di una veloce messa a regime, la regolazione continua dei giri dei ventilatori, evita continui stop and go. Questo si traduce in un aumento significativo delle prestazioni, nell’estensione del ciclo di vita degli impianti e a una riduzione della potenza sonora. La differenza di prezzo rispetto a un ventilconvettore dotato di motore tradizionale AC non è poi così marcata e i benefici sono sicuramente importanti.
Impianti ad aria, VMC con integrazione
Gli impianti ad aria costituiscono il massimo dell’espressione impiantistica, infatti garantiscono limitati tempi di messa a regime, eseguono controlli precisi e tempestivi delle condizioni microclimatiche di temperatura e umidità, gestiscono i ricambi d’aria e conseguentemente la salubrità degli ambenti indoor. Le moderne unità VMC, oltre a essere dotate di recuperatori di calore ad alta efficienza (sensibili o entalpici), possono integrare sezioni di trattamento aria con deumidificazione, raffrescamento e riscaldamento. I trattamenti possono avvenire con sistemi a espansione diretta, con batterie idroniche (alimentazione da caldaia o pompa di calore) o attraverso entrambe le tecnologie. In questo modo la Ventilazione Meccanica Controllata può anche far fronte alla necessità di riscaldamento di un edificio, in quota totale o parziale e con la possibilità di abbinamento ad altri terminali sopra citati. L’impegno economico per beneficiare dell’aggiunta di una sezione di trattamento aria (soprattutto se di tipo idronico), in confronto al solo recupero di calore, è marginale e ancor più giustificato dai benefici derivanti in termini di comfort.
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