Sistemi ibridi e criticità: quali sono i problemi più comuni?

Un sistema di riscaldamento ibrido combina due o più tecnologie di riscaldamento per sfruttare i vantaggi di ciascuna e ridurre al minimo le loro limitazioni. Questi sistemi sono progettati per adattarsi alle esigenze specifiche degli edifici e per massimizzare l'efficienza energetica.

Una delle configurazioni più tipiche di impianto ibrido è quella che prevede l’uso di una Pompa di Calore (PdC) abbinata a una caldaia a condensazione:

• La pompa di calore utilizza il principio del trasferimento di calore da una sorgente a bassa temperatura a una sorgente a temperatura più elevata. Tipicamente, le pompe di calore possono estrarre calore dall'aria esterna (pompa di calore aria-aria o aria-acqua), dal terreno (pompa di calore geotermica) o dall'acqua (pompa di calore acqua-acqua). Questo calore viene quindi compresso e trasferito all'interno dell'edificio per il riscaldamento del fluido termovettore, che a sua volta può essere aria e/o acqua.

• La caldaia a condensazione è invece una caldaia progettata per recuperare il calore latente presente nei gas di scarico della combustione, migliorando così l'efficienza del processo. Questo viene ottenuto attraverso un condensatore che raffredda i gas di scarico al di sotto del punto di rugiada, consentendo il recupero del calore latente di condensazione. Le caldaie a condensazione sono particolarmente efficienti quando alimentate a gas naturale o propano.

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Per incrementare ulteriormente l’efficienza di questa configurazione impiantistica, la si può integrare con:

• Serbatoio di accumulo acqua, in cui il fluido termovettore caldo viene immagazzinato per essere utilizzato quando è necessario per il riscaldamento dell'edificio o per l'acqua calda sanitaria;
• Pannelli fotovoltaici, per contribuire all’alimentazione della pompa di calore e di tutti gli ausiliari elettrici dell’edificio;
• Pannelli solari termici, i quali sfruttano l'energia solare per riscaldare un fluido termovettore, che può essere utilizzato direttamente per il riscaldamento dell'acqua sanitaria o integrato in un sistema di riscaldamento per fornire calore supplementare, riducendo di conseguenza il salto termico del fluido termovettore a carico del sistema di generazione;
• Sistemi di riscaldamento radiante, i quali distribuiscono il calore attraverso elementi radianti, come tubi o pannelli, posizionati sotto il pavimento, nelle pareti o nei soffitti, e, per effetto della grande estensione della superficie radiante, consentono di ridurre la temperatura del fluido termovettore (circa 35 °C, contro i 70 °C dei sistemi a radiatori), con conseguente riduzione del calore in uscita dal generatore, migliorando inoltre il comfort termico all’interno dell’ambiente.

Potenzialità e vantaggi dei sistemi di riscaldamento ibridi

Il funzionamento integrato dei sistemi ibridi consente di sfruttare al meglio le diverse tecnologie disponibili:

• Priorità all'uso delle fonti rinnovabili: durante i periodi in cui l'energia solare è disponibile, i pannelli solari termici forniscono una fonte rinnovabile di calore per il sistema. L'energia solare viene utilizzata per riscaldare l'acqua all'interno del serbatoio di accumulo, riducendo la richiesta di energia elettrica o gas per il riscaldamento. Inoltre, qualora sia presente un impianto fotovoltaico, questo assolve in via prioritaria il fabbisogno elettrico per il funzionamento dell’impianto.

• Complementarità tra PdC e caldaia a condensazione: la pompa di calore viene utilizzata come fonte primaria di riscaldamento durante i periodi di temperatura moderata, quando la richiesta di calore è relativamente bassa. Durante i periodi di freddo intenso o quando la pompa di calore non è in grado di soddisfare completamente il carico termico, la caldaia a condensazione interviene per fornire calore supplementare.

• Gestione intelligente dell'energia: un sistema di controllo intelligente monitora costantemente le condizioni esterne, la temperatura interna dell'edificio e la disponibilità di energia solare. Utilizzando algoritmi di ottimizzazione, il sistema regola automaticamente l'operazione della pompa di calore, della caldaia a condensazione e dei pannelli solari per massimizzare l'efficienza energetica e ridurre i costi operativi.

• Backup e ridondanza: la presenza di diverse tecnologie nel sistema fornisce una maggiore sicurezza e affidabilità. In caso di guasto o mancata disponibilità di una delle tecnologie, le altre possono garantire il corretto funzionamento del sistema.

Di conseguenza, si può affermare che i vantaggi di un sistema di riscaldamento ibrido sono molteplici e possono essere suddivisi in diverse categorie, tra cui l'efficienza energetica, la sostenibilità ambientale, la flessibilità operativa e il comfort dell'utente.

Di seguito, esploreremo i principali vantaggi e le criticità di un sistema di riscaldamento ibrido.

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