Pompe di calore e sistemi ibridi - Filippo Busato
L'evoluzione tecnologica della caldaia è stata sempre tesa a raggiungere i limiti dettati dal primo principio della termodinamica. Oggi possiamo dire che li ha finalmente raggiunti e apparentemente (solo apparentemente!) superati con la tecnologia della condensazione.
L'evoluzione tecnologica della pompa di calore è invece tesa a raggiungere i limiti dettati dal secondo principio della termodinamica. Naturalmente non li raggiungerà mai; questo significa che la strada per il miglioramento delle prestazioni offre molte possibilità.
A livello mondiale, e soprattutto nei paesi nordici la pompa di calore è molto più diffusa che in Italia, dove le condizioni climatiche ne renderebbero l’utilizzo ancor più vantaggioso.
Nell’immaginario di molti potenziali utenti e di qualche progettista l’idea della pompa di calore è ancora associata allo split invertibile, mentre in realtà essa è un sistema complesso che può servire l'utenza monofamiliare ma anche l'edificio condominiale e può essere una soluzione per il teleriscaldamento urbano.
La pompa di calore opera tra una sorgente fredda (tipicamente aria, ma anche acqua di falda, terreno, recupero termico, solare termico) e una calda; ciò rende il progetto dell'impianto più impegnativo rispetto a quello di un impianto tradizionale. Bisogna scegliere la sorgente termica e la configurazione impiantistica di volta in volta più convenienti, effettuando valutazioni tecniche ed economiche complesse e dall’esito per nulla scontato; inoltre si rende necessaria una conoscenza approfondita delle macchine e della regolazione, oltre che della termodinamica e della termotecnica.
In questo contesto spero sia utile questo libro, realizzato facendo ricorso alle mie personali esperienze di didattica, di ricerca e di progettazione, nonché di approccio multidisciplinare caratteristico dell’ingegnere gestionale.
Ho cercato di esporre le tematiche, a volte complesse, nella maniera più semplice possibile senza perdere il rigore che la materia impone. A partire dagli aspetti termodinamici viene analizzato il funzionamento delle varie tipologie di macchine e delle loro componenti, sia per la tecnologia a compressione di vapore sia per quella ad assorbimento.
Particolare attenzione è stata dedicata all’analisi di potenzialità e limiti delle diverse sorgenti fredde; proprio questo fornisce lo spunto per la trattazione dei sistemi ibridi, che riescono a coniugare l’efficienza termodinamica delle pompe di calore ad aria, in condizioni climatiche miti, con l’efficacia delle caldaie che riescono a fronteggiare le condizioni climatiche più gravose che si verificano in un numero ridotto di ore l’anno.
Non vanno infine dimenticati l’aspetto legislativo nazionale e normativo, il cui stato dell’arte viene illustrato con precisione ed esempi numerici, soprattutto per quanto riguarda la “quota rinnovabile”, e l’analisi economica, che dato il potenziale di diffusione e applicazione di queste soluzioni non può essere trascurata.
La trattazione così organizzata spero possa costituire un utile ausilio per la comprensione e la valutazione critica dei diversi aspetti di questa tecnologia connessi con il risparmio energetico e la climatizzazione sostenibile.
L'evoluzione tecnologica della pompa di calore è invece tesa a raggiungere i limiti dettati dal secondo principio della termodinamica. Naturalmente non li raggiungerà mai; questo significa che la strada per il miglioramento delle prestazioni offre molte possibilità.
A livello mondiale, e soprattutto nei paesi nordici la pompa di calore è molto più diffusa che in Italia, dove le condizioni climatiche ne renderebbero l’utilizzo ancor più vantaggioso.
Nell’immaginario di molti potenziali utenti e di qualche progettista l’idea della pompa di calore è ancora associata allo split invertibile, mentre in realtà essa è un sistema complesso che può servire l'utenza monofamiliare ma anche l'edificio condominiale e può essere una soluzione per il teleriscaldamento urbano.
La pompa di calore opera tra una sorgente fredda (tipicamente aria, ma anche acqua di falda, terreno, recupero termico, solare termico) e una calda; ciò rende il progetto dell'impianto più impegnativo rispetto a quello di un impianto tradizionale. Bisogna scegliere la sorgente termica e la configurazione impiantistica di volta in volta più convenienti, effettuando valutazioni tecniche ed economiche complesse e dall’esito per nulla scontato; inoltre si rende necessaria una conoscenza approfondita delle macchine e della regolazione, oltre che della termodinamica e della termotecnica.
In questo contesto spero sia utile questo libro, realizzato facendo ricorso alle mie personali esperienze di didattica, di ricerca e di progettazione, nonché di approccio multidisciplinare caratteristico dell’ingegnere gestionale.
Ho cercato di esporre le tematiche, a volte complesse, nella maniera più semplice possibile senza perdere il rigore che la materia impone. A partire dagli aspetti termodinamici viene analizzato il funzionamento delle varie tipologie di macchine e delle loro componenti, sia per la tecnologia a compressione di vapore sia per quella ad assorbimento.
Particolare attenzione è stata dedicata all’analisi di potenzialità e limiti delle diverse sorgenti fredde; proprio questo fornisce lo spunto per la trattazione dei sistemi ibridi, che riescono a coniugare l’efficienza termodinamica delle pompe di calore ad aria, in condizioni climatiche miti, con l’efficacia delle caldaie che riescono a fronteggiare le condizioni climatiche più gravose che si verificano in un numero ridotto di ore l’anno.
Non vanno infine dimenticati l’aspetto legislativo nazionale e normativo, il cui stato dell’arte viene illustrato con precisione ed esempi numerici, soprattutto per quanto riguarda la “quota rinnovabile”, e l’analisi economica, che dato il potenziale di diffusione e applicazione di queste soluzioni non può essere trascurata.
La trattazione così organizzata spero possa costituire un utile ausilio per la comprensione e la valutazione critica dei diversi aspetti di questa tecnologia connessi con il risparmio energetico e la climatizzazione sostenibile.
