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Climatizzazione

Riscaldamento e raffrescamento

    Gli impianti di climatizzazione ambientale (riscaldamento e raffrescamento) ormai sono irrinunciabili nelle nostre case. Ma non tutti sono consapevoli del fatto che essi utilizzano una quota consistente (circa la metà) dell’energia consumata in ambito domestico. È quindi molto importante installare sistemi efficienti a vantaggio dei costi in bolletta, del comfort e della sicurezza.

    Nel settore residenziale il consumo per la climatizzazione assorbe circa il 74% dei consumi finali, ed è condizionato dall’andamento delle temperature. Nel 2017 il consumo per la climatizzazione si è ridotto del 3,8% rispetto al 2016.

    Fig. 1: Consumo energetico nel settore residenziale per tipologia (tep/appartamento). Fonte: “Rapporto annuale efficienza energetica 2019”, ENEA.

    Il comparto della climatizzazione è stato individuato anche come elemento molto importante per gli obiettivi previsti nel PNIEC. In particolar modo il documento pone un’enfasi particolare nelle pompe di calore.

    La proposta del PNIEC parte dall’importante contributo che già forniscono le pompe di calore  ai consumi di fonti rinnovabili termiche, nel 2017 pari a 2,6 Mtep, e che costituiscono oggi il 23,6 % delle rinnovabili nei consumi termici. Lo scenario obiettivo del PNIEC prevede che tale contributo nel 2030 sarà più che doppio, arrivando a 5,6 Mtep (+111%), ma soprattutto questo incremento dovrà assicurare l’85% dell’aumento dei consumi di fonti rinnovabili termiche necessario per conseguire l’obiettivo 2030. Questo risultato potrà essere conseguito agendo sui consumi civili (residenziale e terziario).

    Traiettorie di crescita dell’energia da FER al 2030 nel settore termico. Fonte: Proposta di Piano Nazionale Integrato Energia e Clima Italiano.

    L’effetto combinato dei miglioramenti di efficienza energetica e la sostituzione dei tradizionali impianti di riscaldamento a combustibili fossili con sistemi a pompa di calore porterebbe inoltre a una riduzione delle emissioni di CO2 nel settore civile del 39% circa rispetto al livello del 2005. Tale riduzione, che consentirebbe di raggiungere il target 2030 di decremento (-33%) delle emissioni di CO2 nei settori non ETS, sarebbe attribuibile per il 59% alla penetrazione delle pompe di calore e per il 41% alla riduzione dei consumi per effetto degli obiettivi di efficienza energetica.

     

    Riscaldamento

    Migliorare l’efficienza energetica nella climatizzazione dell’intero parco edilizio è una delle azioni prioritarie ai fini del risparmio energetico: questo settore, infatti, assorbe oltre un terzo del fabbisogno energetico complessivo (circa 70 Mtep). Questi consumi, unitamente alle emissioni di CO2, possono essere ridotti considerevolmente con interventi di risanamento dell’involucro edilizio e di ammodernamento degli impianti termici.

    La scelta oculata degli impianti di riscaldamento nelle nostre abitazioni, in particolare della caldaia, e il loro mantenimento in efficienza assicura, nel corso degli anni, costi di gestione e bollette energetiche più bassi, minori consumi ed inquinamento, regolarità di funzionamento e maggiore sicurezza per le nostre case.

    Le caldaie a maggior efficienza sono quelle “a condensazione” che consentono una consistente riduzione nell’utilizzo di gas ed assicurano un risparmio energetico, a seconda della tipologia d’impianto, che può arrivare fino al 25-30% sugli impianti a bassa temperatura come radiatori ad ampia superficie o pannelli radianti a pavimento. Sugli impianti tradizionali ad alta temperatura a radiatori il risparmio rientra nell’ordine del 15% circa.

    In Italia a partire dal 26 settembre 2015, è in vigore l’obbligo di legge di non immettere più sul mercato caldaie che non siano a condensazione, rispettando quanto stabilito dalla direttiva Europea 2005/32/CE, denominata “Eco-Design“, che vuole giungere all’obiettivo di far adottare presso i paesi dell’UE tecnologie che utilizzino energie rinnovabili e che concorrano a migliorare il rendimento energetico di tutti i sistemi di riscaldamento esistenti.

    L’installazione di una caldaia ad elevato rendimento richiede un maggiore investimento iniziale, ma il risparmio derivante nel medio-lungo termine consente di ammortizzare l’investimento iniziale.

    Gli interventi di efficienza energetica possono essere conseguiti con diverse tecnologie disponibili sul mercato:

    • Caldaie a condensazione e caldaie a premiscelazione
    • Impianti a pompa di calore con tecnologia a compressione o ad assorbimento
    • Impianti cogenerativi ad alto rendimento
    • Impianti con integrazione di energia solare

    A partire dal 31 Dicembre 2016, tutti coloro che dispongono di un impianto di riscaldamento centralizzato hanno dovuto adeguare i propri termosifoni con le cosiddette valvole termostatiche, ovvero con quei dispositivi che permettono di regolare in modo autonomo la temperatura di ogni stanza della propria casa.
    Questo è il risultato del Ddl sull’efficienza energetica attuato nel 2014 con lo scopo di portare a una riduzione complessiva del consumo pro capite di energia. Le stime prevedono che questo intervento potrebbe portare a un risparmio sulle spese del riscaldamento a gas intorno al 20% per nucleo familiare. Inoltre permetterà di stabilire quanta energia consuma ogni singolo appartamento in modo da ripartire i costi del riscaldamento su ogni condomino in base al suo consumo effettivo.

    Caldaie a condensazione

    Nelle caldaie a condensazione i gas di scarico prodotti dalla combustione vengono raffreddati fino al punto di condensazione, recuperando così parte del calore dei gas che può essere riutilizzato nell’impianto come ulteriore contributo termico.

    Per condensare il vapor d’acqua contenuto nei fumi le caldaie a condensazione sfruttano la temperatura dell’acqua di ritorno dall’impianto termico, più fredda rispetto alla temperatura dell’acqua di mandata, realizzando lo scambio termico all’interno di un condensatore.

    Poiché i fumi escono quasi freddi dalla caldaia a condensazione, non riescono a risalire attraverso la canna fumaria, perché sono “pesanti”, e quindi l’impianto deve prevedere un sistema di tiraggio forzato per lo smaltimento delle condense acide.

    Le caldaie a condensazione permettono di ridurre i consumi grazie ad un migliore rendimento e di migliorare la combustione con conseguente riduzione delle emissioni di CO e NOx (70 % in meno rispetto alle vecchie caldaie tradizionali).

    Caldaie a premiscelazione

    Sono dotate di un particolare bruciatore in cui la combustione avviene sempre in condizioni ottimali, grazie al perfetto bilanciamento tra combustibile e aria. In questo modo il rendimento si mantiene costante al di sopra del 90% a qualsiasi potenza, anche nei periodi particolarmente freddi quando la potenza necessaria è minore di quella nominale. Le caldaie a premiscelazione, garantendo un utilizzo ottimale del gas, assicurano un consumo inferiore del 10 % rispetto ad una caldaia tradizionale, con conseguente risparmio di risorse e minore impatto ambientale.

    Pompa di calore

    Con i sistemi a pompa di calore è possibile raffrescare l’ambiente d’estate e riscaldarlo in inverno, facendo ricorso ad un unico impianto che soddisfa tutte le esigenze di climatizzazione ambientale.

    Negli impianti a pompa di calore il fluido che compie il ciclo termodinamico compie lo stesso percorso dei cicli di refrigerazione. L’unica differenza è nell’effetto desiderato: raffreddare qualcosa nel caso della refrigerazione e riscaldare qualcosa nel caso della pompa di calore.

    La pompa di calore trasporta calore da un livello termico più basso a uno più elevato di temperatura.

    Nelle pompe di calore un gas viene prima compresso (per aumentarne la pressione e la temperatura) poi attraverso uno scambiatore entra in contatto con l’aria o con l’acqua da riscaldare, cedendo il calore immagazzinato nella fase precedente. L’aria o l’acqua quindi sono utilizzate per riscaldare i vari ambienti o l’acqua sanitaria. Nella terza fase del ciclo, il gas attraversa una valvola di espansione in corrispondenza della quale riduce la propria pressione e la propria temperatura trasformandosi in liquido. Nell’evaporatore il fluido assorbe calore dall’aria o dall’acqua (che nel frattempo hanno portato a termine il loro compito di riscaldamento), diventa nuovamente un gas e viene inviato al compressore per iniziare il ciclo.

    Una pompa di calore consuma il 67 % in meno di energia elettrica rispetto ad un radiatore elettrico tradizionale (naturalmente se fatta funzionare in condizioni ottimali).

     

    Raffrescamento

    Considerati fino a qualche anno fa un bene di lusso, i condizionatori dell’aria (che andrebbero definiti più propriamente raffrescatori) sono sempre più diffusi e forse tra qualche hanno saranno presenti in tutte le case al pari dei termosifoni.

    Ma al miglioramento del comfort è associato un aumento dei consumi di energia. Non è un caso che negli ultimi anni il picco della domanda sulla rete elettrica nazionale si registri in estate piuttosto che in inverno.

    Per esempio, un condizionatore in grado di rinfrescare una stanza di circa 20 m2, in funzione per 6 ore al giorno per 4 mesi all’anno, consuma circa 560 kWh e contribuisce all’emissione di 340 kg di CO2 (pari all’emissione di 1700 auto a benzina).

    I raffrescatori si differenziamo in base al principio di funzionamento (ad assorbimento e a compressione).

    I condizionatori a compressione sono quelli che più comunemente si trovano in commercio e che vengono installati nelle abitazioni, mentre quelli ad assorbimento sono adatti a condizionare l’aria in locali di grandi dimensioni (centri commerciali, fabbriche ecc.).

    Il principio di funzionamento di un condizionatore è lo stesso del frigorifero perché anche in questo caso si sfruttano le proprietà di un gas che asporta calore da un ambiente (la cella frigorifera o una stanza ) per cederlo ad un altro (la cucina o l’ambiente esterno).

    Negli impianti di refrigerazione un gas viene prima compresso (per aumentarne la pressione e la temperatura) poi attraverso uno scambiatore entra in contatto con l’aria, cedendo il calore immagazzinato nella fase precedente. Il gas quindi si raffredda, diventa liquido e viene costretto a passare attraverso un tubo capillare. Attraversato questo piccolo foro, il liquido torna in parte allo stato gassoso, si raffredda e passa nell’evaporatore dove assorbe calore dall’aria. A questo punto il gas viene inviato nuovamente al compressore per iniziare un altro ciclo.

    L’EER rappresenta l’efficienza elettrica di un climatizzatore ed è definito come il rapporto tra consumo elettrico e resa termica. Un EER pari a 5, per esempio, equivale a 5 kW termici assorbiti dall’ambiente sottoforma di calore per ogni kW di corrente elettrica consumata.

     

    Guide utili per gli incentivi

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