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Gli obblighi normativi in ambito energetico stanno modificando la modalità di progettazione e di realizzazione degli impianti di riscaldamento: la necessità di integrare il fabbisogno di energia termica con fonti energetiche rinnovabili orienta i progettisti verso tecnologie alternative rispetto alla presenza del solo generatore di calore tradizionale, come ad esempio lo sfruttamento dell’energia solare, le pompe di calore ed i generatori alimentati a biomassa.

 

Tale obbligo normativo è sancito dal D.Lgs. 28/2011Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell'uso dell'energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE”; l’art. 11 “Obbligo di integrazione delle fonti rinnovabili negli edifici di nuova costruzione e negli edifici esistenti sottoposti a ristrutturazioni rilevanti” recita:

 

  • comma 1: “I progetti di edifici di nuova costruzione ed i progetti di ristrutturazioni rilevanti degli edifici esistenti prevedono l'utilizzo di fonti rinnovabili per la copertura dei consumi di calore, di elettricità e per il raffrescamento secondo i principi minimi di integrazione e le decorrenze di cui all'allegato 3
  • comma 3 “L'inosservanza dell'obbligo di cui al comma 1 comporta il diniego del rilascio del titolo edilizio”
  • comma 4: “Gli impianti alimentati da fonti rinnovabili realizzati ai fini dell'assolvimento degli obblighi di cui all'allegato 3 del presente decreto accedono agli incentivi statali previsti per la promozione delle fonti rinnovabili, limitatamente alla quota eccedente quella necessaria per il rispetto dei medesimi obblighi […]”.

    Il citato Allegato 3 prescrive che, nel caso di edifici nuovi o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti il cui titolo abitativo sia richiesto dal 01/01/2018 (termine così differito dalla L. 19/2017) gli impianti di produzione di energia termica devono essere progettati e realizzati in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili:

    • del 50% dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria;
    • di una percentuale della somma dei consumi previsti per l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento pari al 50%;

    e specifica che gli obblighi di cui sopra non possono essere assolti tramite impianti da fonti rinnovabili che producano esclusivamente energia elettrica la quale alimenti, a sua volta, dispositivi o impianti per la produzione di acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento.

    Come si diceva in apertura, quindi, il concetto di impianto termico si è evoluto: produttori e progettisti propongono un’offerta sempre più ampia e tecnologicamente sempre più avanzata per rispondere al fabbisogno termico degli edifici. Tra le varie alternative una delle soluzioni maggiormente adottata è quella del sistema ibrido. Il concetto base del termine ibrido intende l’abbinamento di due diverse tecnologie per produrre energia termica, capaci di lavorare sia contemporaneamente che in alternanza, in modo da raggiungere il fabbisogno globale dell’unità immobiliare in termini di riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria.

     

    Cos'è un impianto ibrido?

    Sostanzialmente si tratta dell’abbinamento di un generatore di calore a combustione, ossia:

    e un generatore a pompa di calore che può essere di tipo:

    • Aria-aria: in cui lo scambio termico avviene tra l’aria interna e l’aria esterna.
    • Aria-acqua: in cui lo scambio termico avviene tra l’aria dell’ambiente esterno e il fluido contenuto nelle unità d’impianto.
    • Acqua-acqua: sistema che sfrutta lo scambio termico con le acque di falda mediante un pozzo di prelievo dotato di pompa per far convogliare l’acqua nell’evaporatore il quale trasferisce il calore del fluido nel circuito d’impianto alla temperatura desiderata; l’acqua, raffreddata dopo lo scambio termico, viene re-immessa alla sorgente mediante un pozzo di iniezione. Esistono anche sistemi a circuito chiuso nei quali un fluido termovettore sostituisce il prelievo diretto dell’acqua di falda.
    • Pompa di calore geotermica: analogo alla pompa di calore acqua-acqua, tale sistema sfruttano, mediante sonde a circuito chiuso interrato in profondità nel terreno, lo scambio termico con la terra in sottosuolo.

     

    Fondamentalmente il sistema ibrido è costituito dai due generatori, da un serbatoio per lo stoccaggio di acqua calda sanitaria, da uno scambiatore di calore (per il trasferimento dell’energia termica prodotta) e dai due circuiti di distribuzione, ossia quello radiante per il riscaldamento e quello di distribuzione dell’A.C.S. In aggiunta a tale configurazione possono essere integrati sistemi di sfruttamento dell’energia solare quali collettori solari termici per il riscaldamento dell’acqua ad uso sanitario stoccata nel boiler e fotovoltaico per sopperire al consumo elettrico del sistema.

    Il rendimento termico di una caldaia, rapporto tra la potenza utile resa e la portata termica al focolare, è pressoché costante al variare delle condizioni climatiche. Al contrario, il rendimento COP (Coefficient of Performance) di una pompa di calore elettrica, rapporto tra la potenza termica utile resa e quella elettrica assorbita dal compressore, varia notevolmente in funzione di due parametri: le condizioni di temperatura e umidità dell’aria esterna e la temperatura alla quale si vuole riscaldare l’acqua; il consumo di energia elettrica risulta maggiore al diminuire della temperatura esterna e all’aumentare della temperatura di mandata dell’acqua che si desidera ottenere poiché il lavoro del compressore risulta maggiore, riducendosi proporzionalmente alla diminuzione del delta tra le due temperature.

    Il vantaggio di un impianto ibrido consiste, mediante sistemi di autoregolazione nell’evitare che nessuno dei generatori possa funzionare in condizioni di ridotto rendimento, selezionando e privilegiando in ogni singolo istante il sistema che permette la massima efficienza in funzione della temperatura esterna nel dato momento: l’elettronica di termoregolazione richiama il funzionamento del generatore a combustione nel caso di temperature esterne al si sotto degli 0° (funzionamento alternato), il funzionamento di entrambi i sistemi nel caso di temperature esterne comprese tra gli 0 e i 7 °C (funzionamento in parallelo),  ed infine l’avvio della sola pompa di calore nel caso di temperature esterne oltre la soglia dei 5/7°C. Tale regolazione garantisce che la pompa di calore non sfrutti energia elettrica per i cicli di sbrinamento mantenendo dunque elevato il rendimento globale medio del sistema; inoltre, l’evoluzione dei generatori a combustione è quella di essere dotati di un sistema di modulazione, ossia il mantenimento del funzionamento costante del generatore stesso in maniera commisurata alle esigenze e condizioni del momento, il quale pertanto evita frequenti accensioni e spegnimenti che sono fonte di un maggior consumo nonché di una riduzione del rendimento.

    I produttori, oggi, offrono sistemi ibridi già integrati e compatti che si presentano come una sorta di “armadio” monoblocco (al quale va abbinata l’unità esterna della pompa di calore), al cui interno vi sono il serbatoio d’accumulo, il generatore a combustione e la pompa di calore, preposti alla posa interna nelle unità immobiliari (a basamento o a incasso) occupando uno spazio relativamente ridotto.

    Come abbiamo visto, i vantaggi del sistema ibrido sono molteplici: a fronte di un investimento iniziale ovviamente superiore rispetto all’impianto tradizionale, si avrà la garanzia del comfort abitativo dovuto dall’ottimale sfruttamento dei due sistemi abbinati il quale, a sua volta, porterà ad un risparmio energetico e, di conseguenza, al risparmio economico (riducendo pertanto i tempi di ammortamento, anche in virtù del fatto che tali sistemi sono detraibili mediante incentivazioni o detrazioni statali), il tutto in ottemperanza delle vigenti leggi in materia di fonti rinnovabili per il riscaldamento degli ambienti e della produzione di acqua calda sanitaria.

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