Energie alternative e riduzione dei consumi

Ridurre i consumi di energia è ad oggi non solo un’esigenza economica ma anche un obbligo morale. I temi ambientalisti e l’attenzione al risparmio energetico sono sempre più presenti, tanto da condurre intere amministrazioni a legiferare sulla prevenzione degli sprechi e ad incentivare l’utilizzo di apparecchi ed elettrodomestici a risparmio energetico.

Le risorse rinnovabili presentano vantaggi, di cui i maggiori sono senza dubbio l’assenza di emissioni inquinanti durante il loro utilizzo e la loro inesauribilità. L’utilizzo di queste fonti non ne pregiudica dunque la disponibilità nel futuro e sono preziose per ottenere energia riducendo al minimo l’impatto ambientale.

Impianti di riscaldamento con utilizzo di pompe di calore e sistemi ibridi

Pompe di calore

La pompa di calore è una macchina termica in grado di trasferire energia termica da una sorgente a temperatura più bassa a una sorgente a temperatura più alta, utilizzando differenti forme di energia, generalmente meccanica.

Le pompe di calore funzionano grazie a diversi principi fisici, ma sono classificate in base alla loro applicazione (trasmissione di calore, fonte di calore, dispersore di calore o macchina refrigeratrice).

Le prestazioni delle pompe di calore vengono calcolate in base al termine di “resa”, che è espressa dal coefficiente di prestazione, “COP”, rapporto tra energia resa (calore fornito alla sorgente di interesse) ed energia consumata (di solito elettrica, richiesta ad esempio, dal compressore). Un valore del COP (coefficient of performance) pari a 3 indica che per ogni kWh di energia elettrica consumata, la pompa di calore movimenta calore pari a 3 kWh da o verso la sorgente di interesse.

Ci sono due tipi di pompe di calore:

  • aria-aria, che estrae calore dall’aria e lo riversa all’interno o all’esterno di un edificio, a seconda se deve riscaldare o raffreddare l’ambiente;
  • aria-acqua, che è utilizzata in ambienti con la distribuzione idrica del calore (questa seconda soluzione è comunque più rara).

Sistemi ibridi

Un sistema ibrido è un dispositivo (o un impianto) in cui sono presenti più generatori di calore alimentati da diverse fonti di energia, solitamente un combustibile fossile e una fonte rinnovabile.

Nel funzionamento con la pompa di calore, il sistema di riscaldamento ibrido sfrutta il calore gratuito presente nell’aria per produrre calore e per raffrescare. In questo modo si riduce lo sfruttamento di fonti fossili e limitano le emissioni di CO2.

In commercio esistono dei sistemi ibridi compatti che risultano essere la soluzione ideale per le nuove abitazioni quando si vogliono realizzare sistemi di riscaldamento integrati per raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria secondo le direttive del D. Lgs. 28/2011 (sull’uso delle fonti a energie rinnovabili). Sono predisposti idraulicamente ed elettricamente per l’abbinamento alle pompe di calore e all’uso del solare termico, consentono di ridurre gli spazi da dedicare agli impianti e permettono di realizzare soluzioni efficaci in appartamenti di piccola e grande dimensione.

Impianti di recupero acqua piovana

Oltre il 97% di acqua sulla terra è acqua marina, inutilizzabile dall’uomo. Del restante 3% di acqua dolce la maggior parte è costituita da ghiaccio. La parte disponibile per il consumo umano è solamente lo 0,3%: questa percentuale continua a ridursi a causa dello scarico nell’acqua di sostanze inquinanti, delle piogge irregolari e aggiungiamo anche dello spreco che a volte è inevitabile nell’utilizzo quotidiano.
Il recupero dell’acqua piovana è un prezioso contributo alla riduzione degli sprechi di acqua potabile e comporta un risparmio considerevole sui costi (sino al 40%).

L’acqua piovana è indicata nei seguenti utilizzi:
– per la lavatrice;
– per il giardinaggio;
– per il wc, dato che l’acqua piovana non favorisce la formazione di calcare.

Tali impianti consistono nell’installazione di serbatoi da interro in polietilene, dimensionati sulla base delle effettive necessità dell’abitazione, di sistema filtrante e di una centralina di controllo.
Prima dell’installazione del sistema, occorre informarsi presso il comune o gli enti locali preposti in merito alle normative locali vigenti (laddove esistono) sul trattamento delle acque meteoriche ad uso domestico (impiego di debatterizzanti, separazione dell’acqua piovana dall’acqua potabile, ecc…

Solare termico... per utilizzare il calore del sole

Attraverso i pannelli solari termici, è possibile produrre acqua calda ed integrare il sistema di riscaldamento.
I pannelli solari termici vanno distinti dai pannelli solari fotovoltaici. I pannelli solari termici permettono di riscaldare l’acqua sanitaria per l’uso quotidiano senza utilizzare gas o elettricità.
Utilizzano il calore proveniente dal Sole per il riscaldamento o la produzione di acqua calda che può arrivare fino a 70° in estate, ben al di sopra dei normali 40°-45° necessari per una doccia. Entro certi limiti sono pertanto un efficace sostituto dello scaldabagno elettrico o della caldaia a gas per generare acqua calda per lavare piatti, fare la doccia, il bagno ecc.

Un pannello solare termico (o collettore solare) è composto da un radiatore in grado di assorbire il calore dei raggi solari e trasferirlo al serbatoio di acqua. La circolazione dell’acqua dal serbatoio al rubinetto domestico è realizzata mediante circolazione naturale o forzata, in quest’ultimo caso il pannello solare integra una pompa idraulica con alimentazione elettrica.

Il numero dei pannelli solari termici determinato dalle esigenze dell’utenza e dal clima del luogo. Un pannello termico della dimensione di un metro quadro riesce a soddisfare in media 80-130 litri d’acqua calda al giorno alla temperatura media di 40°. Il consumo medio di acqua calda per persone è di circa 30-50 litri al giorno, pertanto un metro quadro di pannello dovrebbe soddisfare le esigenze d’acqua calda di 1-2 persone.
L’acqua sanitaria riscaldata viene mantenuta in serbatoi coibentati per garantire una certa autonomia.
I pannelli solari termici non sono un sostituto della caldaia ma un sistema complementare per ridurre il consumo di gas necessario per il riscaldamento dell’acqua sanitaria.

Geotermico... per utilizzare il calore del sole

Un impianto geotermico è caratterizzato dallo sfruttamento dell’energia che si trova nel sottosuolo. A partire da 20 metri di profondità, la temperatura del sottosuolo è costante e non dipende più dal giorno o dalla notte, né dalle stagioni. E’ il flusso di calore presente in profondità che regola la temperatura.
Esistono due geotermie: quella” classica” e quella a “bassa entalpia”.
La prima è relativa allo sfruttamento di anomalie geologiche o vulcanologiche,e riguarda  la produzione di energia elettrica e le acque termali utilizzate ai fini di riscaldamento.
La seconda,a  “bassa entalpia”, è relativa allo sfruttamento del sottosuolo come serbatoio termico dal quale estrarre calore durante la stagione invernale ed al quale cederne durante la stagione estiva. In questo modo qualsiasi edificio, in qualsiasi luogo della terra,  può riscaldarsi e raffrescarsi, senza usare la classica caldaia d’inverno ed il gruppo frigo d’estate.
Il limite per l’installazione di questa tipologia d’impianto è data dalla necessità di utilizzare  i terminali di distribuzione del calore a bassa temperatura, cioè gli impianti a pannelli radianti, che lavorano a 30-35°, e i ventilconvettori, che possono lavorare a temperature variabili.
Per chi possiede un impianto tradizionale a radiatori, in cui la temperatura dell’acqua raggiunge i 65-70°, la soluzione è sostituire i radiatori con degli innovativi termoconvettori per riscaldamento residenziale, volti al contenimento dei consumi energetici, senza tralasciare le moderne esigenze di comfort termico e benessere. Tali termoconvettori sono in grado di riscaldare con rese termiche elevate anche con acqua calda a bassa temperatura, prodotta da pompe di calore geotermiche.
L’impianto geotermico è conviene installarlo in occasione di nuove costruzioni e ristrutturazioni complete, oppure per la sostituzione di una caldaia a gasolio o GPL, non conviene nel caso l’impianto sia già alimentato da una caldaia a metano.
Il dimensionamento dell’intero impianto verrà effettuato da uno Studio di Termotecnici

Congenerazione

Con il termine Cogenerazione ci si riferisce alla pratica di produrre in maniera combinata energia elettrica e termica, con lo scopo di ottenere un consumo di energia primaria inferiore al consumo che si avrebbe con la produzione separata delle due energie.
Appare evidente che tale produzione combinata di energia ha senso laddove sussiste la necessità di entrambi gli approvvigionamenti energetici, ed in tali contesti la soluzione cogenerativa può rappresentare una valida soluzione per il risparmio energetico ed economico.
La cogenerazione si ottiene utilizzando un impianto motore termico capace di convertire l’energia liberata dalla combustione in energia meccanica (e da questa in energia elettrica), e di generare energia termica come recupero dell’energia “di scarto” del precedente processo.
Per quanto riguarda l’applicazione della cogenerazione, è ancora una materia molto discussa e al centro di dibattiti si trova l’effettivo risparmio energetico che può portare, anche in considerazione dei costi di manutenzione.