mercoledì 8 ottobre 2014

Generatori efficienti per l’acqua calda sanitaria

Negli ultimi mesi mi è capitato spesso di dover valutare sistemi efficienti di produzione di acqua calda sanitaria per progetti di ristrutturazione o di nuova installazione impiantistica: ecco qui di seguito un quadro generale attuale dei riferimenti normativi e le soluzioni più diffuse per tale fornitura.

La direttiva del 20-20-20 e l’incremento del prezzo dei combustibili fossili e dell’inquinamento, hanno portato le aziende a sviluppare nuovi sistemi per la produzione di acqua calda sanitaria in grado di contenere l’impatto sull’ambiente, con l’obiettivo di ridurre o di eliminare le tradizionali caldaie a gas. In questo contesto è opportuno prendere in considerazione sistemi alternativi ai generatori standard, quali i pannelli solari termici, le pompe di calore, le caldaie a biomassa e le celle combustibili.
Nei casi dove è possibile effettuare la sostituzione della classica caldaia, diversificando o investendo in tecnologie mature e ben consolidate, i risparmi si attestano tra il 20% ed il 50%.
Inoltre con l’entrata in vigore del cosiddetto “Decreto Rinnovabili” e considerando anche la direttiva 2009/28 CE sulla promozione dell’energia rinnovabile è obbligatorio prevedere l’uso di fonti rinnovabili per la copertura dei consumi di calore, elettricità e raffreddamento.
A questo proposito prendono sempre più piede i sistemi abbinati, i quali prevedono un generatore di calore ad alto rendimento collegato ad un sistema di produzione di energia rinnovabile: questo succede soprattutto quando l’obiettivo è raggiungere un’elevata prestazione energetica dell’edificio che si vuole costruire o ristrutturare.
Arrivare ad un classe energetica elevata non è però cosi semplice come sembra.
Ci sono molti fattori che influenzano il rendimento energetico di un edificio, a partire dall’edificio stesso, dall’ubicazione, dall’orientamento, dai sistemi di isolamento ed ovviamente dal “cuore” dell’abitazione ovvero l’impianto termico adibito alla climatizzazione invernale ed alla produzione di acqua calda sanitaria.
Considerando che i sistemi per il riscaldamento vengono ampiamente valutati e verificati, cercheremo di approfondire e ricercare le migliori soluzioni per la produzione di acqua sanitaria, per capire quali sono i migliori sistemi ad elevata efficienza tenendo in considerazione i costi e l’impatto ambientale. Cercheremo inoltre di analizzare tutti i sistemi alternativi facendo una rapida descrizione del loro funzionamento.

Pompe di calore
La necessità di ricercare nuove soluzioni per la produzione di acqua calda sanitaria nasce dal fatto che i sistemi classici prevedono una produzione ed uno stoccaggio di acqua calda sanitaria ad una temperatura di molto superiore a quella di effettivo utilizzo da parte delle utenze. Questo comporta un aumento del consumo di energia da parte del generatore di calore, in quanto il rendimento del sistema di produzione è inferiore rispetto a quello che si potrebbe ottenere lavorando a temperature più basse.
La soluzione al problema potrebbe arrivare dalle pompe di calore, che permettono di produrre l’acqua calda sanitaria a temperature medio-basse (50-70°C) e con un rendimento maggiore del 40%, a parità di servizio, rispetto ad una caldaia a condensazione.
Negli ultimi anni la tendenza è perciò quella di ricorrere alle fonti rinnovabili, optando per l’integrazione tra diverse soluzioni al fine di abbinare le funzionalità dei servizi.

Generatori a biomassa
In assenza di sistemi fotovoltaici una caldaia a pellet o cippato può risultare un’ottima alternativa da installare in una villetta o in un piccolo condominio centralizzato. Con l’utilizzo di nuovi materiali e progettazioni adeguate sono stati creati apparecchi sempre più performanti e con rendimenti termici sempre più elevati in modo da garantire la copertura del calore di tutta l’abitazione; le rese ormai superano spesso il 90% e nel mercato si possono trovare tutte le soluzioni per soddisfare ogni tipo di richiesta.
Rispetto alle caldaie tradizionali a legna, i generatori a pellet di ultima generazione permettono il caricamento automatico del combustibile anche in piccole taglie rendendo molto agevole nei vari momenti della giornata la preparazione dell’acqua sanitaria. Questi generatori necessitano però di un sistema di accumulo, in quanto non è ancora possibile la preparazione istantanea dell’acqua sanitaria pur avendo migliorato la resa e la modulazione dell’ossigeno.
I generatori a biomassa diventano ancora più convenienti nei casi in cui il combustibile sia reperibile in zona o direttamente dagli scarti di produzione o di lavorazione: ne consegue un costo minore della materia prima e un abbattimento completo dei consumi.
Per quanto riguarda le abitazioni, la soluzione ideale è abbinare il generatore a biomassa ad un impianto solare termico: in questo modo  l’energia solare acquisita risulta sufficiente per la produzione dell’acqua sanitaria nel periodo estivo. Di conseguenza il generatore, rimanendo spento, permette di abbattere ulteriormente i consumi.

Scambiatori di calore
Un’altra valida soluzione per la produzione di acqua sanitaria sia in ambito civile che industriale è data dagli scambiatori di calore, già comunque apprezzati ed utilizzati da più di vent’anni.
La caratteristica che più contraddistingue gli scambiatori di calore (sia nel caso di scambiatore ad accumulo che a serpentino) è la capacità di produzione istantanea dell’acqua calda sanitaria, resa così disponibile in qualsiasi momento e senza interruzioni indesiderate.
Le installazioni più frequenti degli scambiatori si hanno negli alberghi, campeggi, ospedali, impianti sportivi ma anche condomini e comunità; oltre a consentire elevati risparmi sui consumi (fino al 40%), hanno una notevole durata nel tempo essendo costruiti con materiali come l’acciaio inox.

Generatori elettrici
I generatori elettrici ad accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria negli ultimi anni si sono conquistati una fetta consistente di mercato in quanto sono molto utilizzati in appartamenti ad abitazione discontinua, come ad esempio le case per vacanze.
In questi apparecchi l’acqua è riscaldata tramite una resistenza elettrica, normalmente della potenza di 1 – 1.5 kW, controllata da un regolatore elettronico programmabile, il quale prevede l’accensione o lo spegnimento dello scaldabagno nelle ore prestabilite, permettendo una facile regolazione della temperatura al valore indicato.
I principali vantaggi per questa tipologia di generatori riguardano, senza dubbio, il basso costo degli apparecchi e la loro facile installazione: va comunque sottolineato che il rendimento e la potenza, rispetto ad una caldaia, sono molto inferiori e di conseguenza non sono indicati per il raggiungimento di una elevata prestazione energetica dell’abitazione.
Nella famiglia dei generatori elettrici vanno menzionate anche le caldaie elettriche, le quali ormai vengono riconosciute come ottime alternative a basso impatto ambientale ai classici sistemi di generazione dell’energia. Rispetto ad una caldaia normale presentano molti vantaggi in quanto non necessitano della canna fumaria e del bruciatore e non richiedono prese d’aria o di ventilazione. L’installazione risulta quindi molto semplice ed è facilmente collocabile in un ambiente in quanto richiede solamente l’allaccio alla rete elettrica.
Le caldaie elettriche possono essere applicate a qualsiasi tipologia di impianto sia per il riscaldamento sia per la produzione di acqua calda sanitaria, ma l’abbinamento ad un sistema solare fotovoltaico che consente di alimentare la caldaia grazie all’energia autoprodotta, rappresenta molto probabilmente la soluzione più efficiente dal punto di vista dell’ottimizzazione dei consumi energetici.

 

Casa green

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