Riqualificazione energetica: consigli sulla corretta scelta degli impianti termici

Scegliere l’impianto più idoneo per il riscaldamento delle nostre abitazioni, e in particolare la scelta del generatore di calore e il suo mantenimento in efficienza assicura costi di gestione e bollette energetiche più basse, minori consumi e riduzione dell’inquinamento, regolarità di funzionamento e maggiore sicurezza in generale. La normativa in materia di efficienza energetica degli edifici definisce un insieme di prescrizioni finalizzate ad assicurare le migliori prestazioni degli impianti termici e richiama ulteriori riferimenti atti a garantire sicurezza e funzionalità nel tempo. Fermo restando l’importanza di analizzare le problematiche inerenti alla riqualificazione energetica sotto la guida di un tecnico competente che, con una sua valutazione o una diagnosi energetica, possa individuare gli interventi più idonei e più remunerativi da realizzare, si riporta la descrizione dei principali componenti dell’impianto di riscaldamento e un cenno sui possibili incentivi usufruibili.

Cosa intendiamo per "impianto termico"

La nuova definizione 

A seguito dell’introduzione del nuovo D. Lgs del 10 giugno 2020 n.48 (GU Serie Generale n.146 del 10-06-2020), entrato in vigore lo scorso 11 giugno, per impianto termico si intende un “impianto tecnologico fisso destinato ai servizi di climatizzazione invernale o estiva degli ambienti, con o senza produzione di acqua calda sanitaria, o destinato alla sola produzione di acqua calda sanitaria, indipendentemente dal vettore energetico utilizzato, comprendente eventuali sistemi di produzione, distribuzione, accumulo e utilizzazione del calore nonché gli organi di regolazione e controllo, eventualmente combinato con impianti di ventilazione. Non sono considerati impianti termici i sistemi dedicati esclusivamente alla produzione di acqua calda sanitaria al servizio di singole unità immobiliari ad uso residenziale ed assimilate”.

Con la nuova definizione di impianto termico, possono essere considerati “impianti di riscaldamento” anche apparecchiature quali stufe a legna o a pellet, caminetti e termo camini. 

Di conseguenza, anche per le abitazioni servite da tali generatori di calore, sarà possibile accedere al Superbonus, sempre se si riesca a conseguire un certo risparmio energetico e il salto di due classi energetiche dell’edificio, obbiettivo particolarmente difficile da raggiungere nel caso di dismissione di impianti a biomassa.  

Come è composto un impianto termico: le sue caratteristiche 

In linea generale gli impianti termici si compongono di quattro sottosistemi, ovvero: 

 • Sottosistema di generazione: composto dalle macchine che generano la potenza termica, attraverso una conversione dell’energia presente all’interno delle fonti energetiche e che possono classificarsi in funzione dell’applicazione, della tecnologia utilizzata (es. a combustione), della fonte energetica utilizzata (es. metano, gpl, energia elettrica) e/ o del rendimento. 

 • Sottosistema di distribuzione: composto dai collegamenti tra i vari sottosistemi (es. tubazioni di acqua, canali dell’aria) e dai componenti ausiliari che permettono il movimento dei fluidi (es. pompe di circolazione).

 • Sottosistema di emissione: composto dai sistemi terminali presenti all’interno degli ambienti serviti e che influenzano attivamente le condizioni termiche presenti all’interno degli stessi attraverso scambi di energia e/o di massa.

 • Sottosistema di regolazione: esegue la funzione di gestione dei sottosistemi al fine di soddisfare i fabbisogni energetici richiesti e che possono essere classificati in funzione della logica di regolazione e dell’ambito di misura.

NOTA BENE

Gli interventi di riqualificazione energetica che solitamente causano un maggior risparmio energetico riguardano principalmente il sottosistema di generazione, gli ausiliari necessari per la movimentazione del fluido (facenti parte del sottosistema di distribuzione) ed il sottosistema di regolazione. 

Le varie tecnologie e i relativi vantaggi

Sistema di generazione 

Come già detto in precedenza, lo scopo del sistema di generazione consiste nel fornire o nel sottrarre energia termica agli ambienti serviti tramite una produzione di energia termica che può avvenire tramite combustione (caldaia), compressione/assorbimento (pompe di calore) e attraverso una combinazione dei precedenti processi (gruppo ibrido). 

Fra i generatori a combustione, una tecnologia degna di nota è rappresentata dalla caldaia a condensazione che sfrutta il basso livello termico dell’acqua di ritorno per favorire la condensazione del vapore acqueo presente nei fumi di combustione, sfruttandone quindi il relativo calore latente.

I vantaggi di tale tecnologia non sono solo di natura economica, si stima un risparmio fino al 20% sulla bolletta rispetto alle caldaie tradizionali, ma anche di natura qualitativa: il riscaldamento degli ambienti domestici è veloce, uniforme e confortevole.  

Una alternativa alla precedente soluzione e che non prevede alcun tipo di combustione coincide con la pompa di calore elettrica.  Tale tecnologia consente di climatizzare gli ambienti (sia in regime invernale che estivo) in maniera sostenibile grazie alla sua capacità di raccogliere energia termica gratuita da una sorgente rinnovabile, riducendo così le emissioni di CO₂. In particolar modo le sorgenti di energia gratuita possono essere: 

• Aria esterna, per i modelli aria-aria o aria-acqua;

• Acqua di falda o superficiale, per i modelli acqua-acqua;

• Terreno, pompe di calore geotermiche, ovvero terra-acqua.

La scelta della sorgente utilizzabile dipende dalle condizioni e/o dai vincoli ambientali presenti come, ad esempio, presenza di una falda utilizzabile o disponibilità di terreno all’interno del quale far alloggiare le sonde geotermiche, siano esse a sviluppo verticale od orizzontale. Fra le precedenti tecnologie, quella che solitamente prevede una più semplice installazione coincide con la pompa di calore ad aria. Tuttavia, a prescindere dalla sorgente termica utilizzata, le pompe di calore assicurano un basso impatto ambientale, un’elevata efficienza energetica e di conseguenza una riduzione dei costi di riscaldamento soprattutto se abbinata ad un impianto fotovoltaico. 

Pompe di calore: quali caratteristiche devono avere per accedere all'Ecobonus 110?

Con il Decreto Rilancio del 19 Maggio 2020, la pompa di calore diventa un elemento fondamentale perché rientra tra uno degli interventi trainanti.

Ma quali sono gli interventi per i quali si accede all'Ecobonus 110% utilizzando le pompe di calore? quali sono le caratteristiche che devono avere? In questo articolo le risposte a queste ed altre domande relative alle pompe di calore e alla detrazione fiscale del 110%. Leggi l'articolo...

Un’ulteriore tecnologia che viene sempre più utilizzata consiste negli impianti ibridi composti da una caldaia a condensazione ed una pompa di calore. Il funzionamento dell’uno o dell’altro componente viene gestito in modo automatico dal sistema grazie al supporto di sensori che valutano le condizioni termiche esterne ed interne rilevate, nonché la temperatura richiesta all’interno degli ambienti. In generale per temperature esterne inferiori a circa -4 °C il riscaldamento sarà assicurato dalla sola caldaia a condensazione; per temperature comprese tra -4°C e 7°C si avrà un funzionamento contemporaneo di entrambi i generatori ed infine per una temperatura esterna superiore a 7°C si avrà il solo funzionamento della pompa di calore. Il vantaggio di tale sistema consiste nel poter utilizzare uno o l’altro generatore in funzione della convenienza della fonte energetica in relazione alle condizioni climatiche.

Tutte le tecnologie sopramenzionate godono della possibilità di usufruire degli incentivi BONUS RISTRUTTURAZIONE, ECOBONUS e SUPERBONUS, fermo restando il rispetto delle prescrizioni normative vigenti in materia di efficienza energetica e il raggiungimento di determinate prestazioni. 

Sottosistema di distribuzione 

Il sottosistema di distribuzione comprende tutti i collegamenti tra i vari componenti dell’impianto termico in funzione della tipologia del fluido termovettore trasportato: 

• circuiti idraulici (tubazioni dell’acqua);

• circuiti aeraulici (canali dell’aria);

• circuiti di altro genere (es. tubazione del gas refrigerante) 

Inoltre, è caratterizzato dalla presenza di tutti i componenti ausiliari necessari a permettere la movimentazione del fluido termovettore (es. pompe e ventilatori).

Le tipologie di circuiti

Principalmente esistono due tipologie di circuiti, in funzione della progettazione dell’impianto termico:

• sistemi di tubazioni a circuito aperto - trasferiscono l’acqua, che viene posta in un determinato punto del circuito a contatto con l’atmosfera, dalla centrale termica all’utenza. I circuiti aperti possono essere a pressione (se la pressione totale è fornita da un mezzo meccanico, ad esempio le elettropompe), a caduta (se l’acqua proviene da un serbatoio sopraelevato rispetto all’utenza), misti (se l’acqua viene pompata ai serbatoi di raccolta e quindi distribuita a caduta). Nonostante ancora vi sia la presenza di questa tipologia impiantistica, in linea generale tali sistemi sono ormai in disuso per due motivi:

- generano un maggiore consumo di acqua e di combustibile a causa dell’evaporazione e della dispersione di calore dal vaso di espansione;

- generano una maggiore corrosione e incrostazioni delle tubazioni interne dell'impianto perché l'acqua venendo a contatto con l'aria, si ossigena e si carica di sali di calcio che si depositano sulle tubazioni, se non attentamente trattata con appositi filtri. 

• sistemi di tubazioni a circuito chiuso - l’acqua in circolazione è sempre la stessa (salvo opportuni reintegri stabiliti in funzione delle perdite dell’impianto che possono aver luogo in corrispondenza dei giunti, dei raccordi, etc.). Per tale motivo sono necessarie tubazioni di mandata e di ritorno. La rete di distribuzione è praticamente sempre un anello e, a causa dei gradienti di temperatura presenti, sarà sempre collegato ad un dispositivo atto a contenere le conseguenti variazioni di volume (vaso di espansione). 

Negli impianti di riscaldamento la circolazione dell’acqua avviene mediante pompe di circolazione azionate da motori elettrici (elettropompe). Le pompe di circolazione forniscono all’acqua l’energia sufficiente per alimentare i terminali dell’impianto (corpi scaldanti) vincendo le perdite di carico distribuite e concentrate. In commercio ci sono diverse tipologie di pompe, tra cui: 

• Pompe centrifughe: una girante elicoidale imprime una spinta al fluido nella direzione dell’asse di rotazione, la stessa in cui il fluido viene aspirato;

• Pompe assiali (ad elica): una girante con le pale perpendicolari all’asse imprime una spinta centrifuga all’acqua.

Le pompe di circolazione per impianti di riscaldamento sono di solito di tipo centrifugo. Ad ogni pompa è associabile una curva di funzionamento determinata sperimentalmente (curva caratteristica) che mette in relazione la portata volumetrica del fluido trattato con la prevalenza della pompa.
Le pompe per la circolazione del fluido termovettore in un impianto di riscaldamento possono essere principalmente a giri fissi e a giri variabili.

Il funzionamento a giri fissi o a velocità fissa genera consumi elettrici molto elevati in quanto, nei mesi per i quali il fabbisogno per riscaldamento risulta essere più contenuto, non riesce ad adattarsi all’effettiva potenza richiesta, e in caso di presenza di una termoregolazione ambiente o di zona, si vengono a creare delle condizioni di “stress del sistema” a causa delle prevalenze elevatissime alle quali tali sistemi dovrebbero lavorare.  

L’evoluzione tecnologica e la necessità di una termoregolazione maggiormente puntuale all’interno dell’edificio, per la riduzione dei consumi energetici e delle emissioni in atmosfera, ha portato alla realizzazione di elettropompe a giri variabili: la variazione dei giri del motore, ottenuta grazie alla presenza di un inverter, permette di modulare, in funzione delle esigenze del circuito impiantistico, la circolazione del fluido. 
Una pompa a giri variabili è in grado, attraverso un differenziale di pressione, di percepire la graduale riduzione della portata, causata dalla proporzionale chiusura delle valvole termostatiche, e quindi ridurre il numero di giri con conseguente limitazione della prevalenza. 

Tale tecnologia, a fronte di una spesa iniziale maggiore, consente di ottimizzate i consumi dell’energia elettrica e garantiscono una maggiore durabilità dell’intero sistema impiantistico.

Sottosistema di regolazione 

Grazie ad un adeguato sistema di regolazione è possibile ottenere importanti risparmi energetici. Tale sistema, infatti si occupa di regolare costantemente la potenza di emissione dei corpi scaldanti (radiatori, ventilconvettori, circuiti a pannelli radianti, etc.) in funzione della temperatura che vogliamo all'interno del nostro appartamento (set-point) e considerando gli apporti energetici gratuiti (apporti interni dovuti alla presenza di apparecchiature e persone e apporti solari dovuti alla radiazione solare esterna).

Inoltre, analogamente ai sistemi di generazione, l’installazione di opportuni dispositivi di regolazione gode della possibilità di accedere agli incentivi statali ECOBONUS e SUPERBONUS.

Ma quali sono i sistemi di regolazione in commercio e quali di questi sono incentivabili?

Esistono 5 differenti combinazioni di regolazione per l’impianto di climatizzazione:

1. Regolazione con sonda climatica

Consiste nell’installazione di una sonda esterna, generalmente posizionata all’ombra ed esposta a Nord, cioè in direzione opposta a dove batte il sole, collegata direttamente alla caldaia o alla valvola di miscelazione mediante centralina elettronica per il controllo della generazione del calore. La sonda non regola direttamente la temperatura dell'ambiente interno, ma la temperatura di mandata dell'acqua. Tale temperatura si ricava dalla curva climatica, variabile in funzione delle effettive condizioni climatiche esterne e della temperatura misurata attraverso la relativa sonda.

2. Regolazione per singolo ambiente

La regolazione avviene mediante dispositivi modulanti (ad es. valvole termostatiche) in grado di adattare in modo continuo l’emissione del corpo scaldante alle variazioni del fabbisogno dell’ambiente in seguito alla variabilità del clima o dell’occupazione. Negli impianti esistenti è quindi opportuno implementare tale tecnologia per ragioni di benessere e di riduzione del consumo energetico. Per conseguire tale obiettivo, nella maggior parte dei casi (impianti con corpi scaldanti a convezione naturale) è possibile utilizzare valvole termostatiche (regolazione di tipo P, per impianti esistenti) o valvole elettriche o elettroniche (regolazione di tipo PI o PID per riqualificazione o nuovi impianti).

3. Regolazione climatica + regolazione per singolo ambiente

Consiste nella presenza contemporanea dei sistemi descritti ai punti 1 e 2. Grazie a tale regolazione la produzione del generatore di calore avviene con una potenza commisurata al clima esterno effettivamente rilevato e viene regolata dai sensori presenti in ogni ambiente.

4. Regolazione di zona 

La necessità di conseguire un certo risparmio energetico ha portato alla realizzazione di impianti aventi delle sottostazioni di derivazione, da cui è possibile termoregolare e contabilizzare il calore delle singole unità abitative.

La regolazione avviene mediante valvole di zona comandate da cronotermostato ambiente (con funzionamento on/off oppure modulante), il quale viene installato generalmente in un locale detto “di riferimento”, e agisce direttamente sulla valvola di zona. Inoltre, la regolazione di zona può essere assimilabile alla regolazione ambiente quando i locali considerati hanno caratteristiche di esposizione o utilizzo omogenee: zona sud, zona nord, zona notte, zona giorno, zona uffici, ecc.

5. Regolazione climatica + regolazione di zona

Consiste nella presenza contemporanea dei sistemi descritti ai punti 1 e 4. Grazie a tale regolazione la produzione del generatore di calore avviene con una potenza commisurata al clima esterno effettivamente rilevato e viene regolata da un sensore di riferimento della zona termica.

In funzione della tipologia di controllo della temperatura che viene effettuato dai sistemi sopra descritti è possibile ottenere una regolazione maggiormente evoluta con un'azione proporzionale P (controllo sul valore all’istante della temperatura ambiente), un'azione integrale I (controllo basato sui valori passati della temperatura ambiente) e/o un'azione derivativa (controllo sulla previsione della variazione della temperatura ambiente).

I sistemi di termoregolazione che usufruiscono delle detrazioni fiscali 

I sistemi di termoregolazione che usufruiscono delle detrazioni fiscali sono quei sistemi detti “evoluti” che appartengono alle classi V, VI o VIII della comunicazione della Commissione 2014/C 207/02:

• Classe V – Termostato d’ambiente modulante, destinato all’uso con apparecchi di riscaldamento modulanti: un termostato elettronico ambientale che varia la temperatura del flusso dell’acqua lasciando che l’apparecchio di riscaldamento dipenda dalla deviazione fra la temperatura ambientale misurata e il punto d’analisi del termostato stesso. Il controllo è effettuato modulando l’uscita dall’apparecchio di riscaldamento;
• Classe VI – Centralina di termoregolazione e sensore ambientale, destinati all’uso con apparecchi di riscaldamento modulanti: un controllo della temperatura del flusso in uscita dall’apparecchio di riscaldamento che varia la temperatura di tale flusso secondo la temperatura esterna e la curva di compensazione atmosferica scelta. Un sensore della temperatura ambientale controlla la temperatura del locale e adegua la sfasatura parallela della curva di compensazione per migliorare l’abitabilità del vano. Il controllo è effettuato modulando l’uscita dall’apparecchio di riscaldamento;
• Classe VIII – Controllo della temperatura ambientale a sensori plurimi, destinato all’uso con apparecchi di riscaldamento modulanti: un controllo elettronico munito di 3 o più sensori ambientali che varia la temperatura del flusso d’acqua, lasciando che l’apparecchio di riscaldamento dipenda dalla deviazione fra la temperatura ambientale misurata aggregata e i punti d’analisi del termostato stesso. Il controllo è effettuato modulando l’uscita dall’apparecchio di riscaldamento.

Con la legge di stabilità del 2018, per ottenere il bonus per il risparmio energetico al 65%, oltre alla caldaia a condensazione di classe A, occorre installare sistemi di termoregolazione evoluti, ma le FAQ pubblicate da ENEA chiariscono quei casi per i quali non è possibile installare tali sistemi di termoregolazione e quindi non è possibile usufruire dell’incentivo ECOBONUS. 

In particolare, nella FAQ 15.D, si riporta: “i sistemi di regolazione evoluti delle classi V, VI VIII sono destinati ad apparecchi di riscaldamento modulanti e agiscono “modulando l’uscita dall’apparecchio di riscaldamento”. Da tale definizione si evince che questi sistemi di regolazioni non possono essere applicati ad una pluralità di utenze e quindi non sono applicabili in caso di impianti centralizzati in condominio. Infatti, il sia il sistema di classe V che il sistema di classe VI sono caratterizzati da un SOLO termostato elettronico ambientale per il primo caso e di un’UNICA centralina di termoregolazione. Infine, per i sistemi di classe VIII, caratterizzati da più sensori ambientali che variano la temperatura dell’acqua in funzione dalla deviazione fra la temperatura ambientale misurata aggregata e i punti d’analisi del termostato stesso, si entra in conflitto con quanto previsto dal comma 2 dell’art. 7 del DPR 412/93, che prescrive per generatori di calore con potenza maggiore o uguale a 35 kW, l’adozione di un gruppo termoregolatore dotato di programmatore che consenta la regolazione della temperatura ambiente almeno su due livelli a valori sigillabili nell'arco delle 24 ore, pilotato da una sonda di temperatura esterna.

L'articolo continua con la trattazionde degli incentivi usufruibili > scarica il PDF