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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.

    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 attenta 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 ad alta efficienza sono caldaie in cui più del 90 % dell’energia contenuta nel combustibile viene trasferita al fluido termovettore (tipicamente acqua); l’efficienza viene quantificata attraverso il rendimento di combustione che è la quota di energia trasferita al fluido termovettore con la combustione (per esempio se la caldaia ha rendimento dell’85 % significa che il 15 % di energia contenuto nel combustibile va perso). Maggiore è il rendimento della caldaia, maggiore è il risparmio di combustibile, il che si traduce in un risparmio energetico ed economico.

    Le caldaie tradizionali hanno un rendimento medio intorno all’85-86 %: nei periodi meno freddi il rendimento diminuisce sensibilmente perché la combustione non avviene in condizioni ottimali e il consumo di combustibile aumenta in modo proporzionale.>

    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.

    Nel Piano d’azione italiano per l’efficienza energetica tra le misure di miglioramento indicate nel settore residenziale è annoverato l’impiego di impianti di riscaldamento efficienti che permetteranno di risparmiare 8150 GWh/anno al 2010 e 26750 GWh/anno al 2016. Nel settore terziario il risparmio è valutato 5470 GWh/anno al 2010, 16600 GWh/anno al 2016.

    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

    Il risparmio annuale atteso a fine 2010 nel settore residenziale è pari a 0.7 Mtep/anno, mentre il risparmio atteso a fine 2016 è 2.3 Mtep/anno (fonte: Piano d’azione italiano per l’efficienza energetica, MSE).

    Nel settore terziario il risparmio atteso entro il 2010 è di 0.47 Mtep /anno, mentre è di 1.43 Mtep/anno entro il 2016.

    Secondo uno studio di Assotermica che ha analizzato l’efficienza degli impianti di climatizzazione invernale per uso residenziale, l’effetto dell’introduzione di impianti innovativi riduce il consumo di energia primaria (e di conseguenza le emissione di anidride carbonica) del 30-50 % rispetto agli impianti tradizionali assicurando un migliore livello di comfort negli ambienti.

    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 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.

    Per quanto riguarda l’adozione di sistemi di condizionamento efficienti nel settore residenziale, il Piano d’azione valuta il risparmio atteso a fine 2010 pari a 180 GWh/anno e il risparmio atteso a fine 2016 pari a 540 GWh/anno. Gli interventi di efficienza prevedono l’installazione di sistemi di condizionamento con EER (Energy Efficiency Ratio) stagionale almeno pari a 3.3 per gli impianti autonomi e 4.1 per gli impianti centralizzati.

    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.

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