Sistemi innovativi di riscaldamento domestico: ecco come sarà il futuro

Quando si parla di sistemi innovativi di riscaldamento domestico l’obiettivo è quello di coniugare due aspetti: efficienza e sostenibilità. Ovvero produrre lo stesso calore, ma attraverso un minore consumo di energia, meno emissioni di CO2 nell’ambiente e una riduzione della spesa. Vediamo quali sono i migliori sistemi di riscaldamento del futuro, i loro principali vantaggi e quanto consentono di risparmiare.

Impianto di riscaldamento domestico: sistema centralizzato o autonomo?

Meglio il riscaldamento centralizzato o quello autonomo? La differenza tra i sistemi è facilmente riassumibile: la tipologia di impianto autonomo caldaia e rete di distribuzione servono una singola abitazione, mentre con l’impianto centralizzato la caldaia è condivisa tra i vari appartamenti. Ne consegue che l’impianto autonomo, privato e gestito in modo indipendente è più economico nel momento in cui serve una sola abitazione o piccoli edifici. Tuttavia, i progressi tecnologici hanno permesso l’evoluzione di sistemi di riscaldamento e raffrescamento innovativi, che possono rivelarsi molto convenienti anche nel caso di impianti centralizzati.

Impianti di riscaldamento innovativi: quali sono

L’evoluzione del riscaldamento domestico consente di ridurre sensibilmente non solo i consumi ma anche le emissioni di anidride carbonica. Le nuove tecnologie alla base dei moderni impianti di riscaldamento  sono quelle che tendono a sfruttare il più possibile forme di  energia rinnovabile. L’obiettivo è quello di garantire prestazioni elevate e tutelare l’ambiente. Accanto agli impianti tradizionali oggi hanno fatto quindi la loro comparsa dei sistemi di riscaldamento innovativi, tra i principali tipi di riscaldamento per casa troviamo:
 

• Pompe di calore
• Caldaie a condensazione
• Sistemi ibridi
• Solare termico
• MicroCHP

Vediamo nel dettaglio di cosa si tratta e come riducono gli sprechi energetici.

Pompe di calore: sistemi di climatizzazione innovativi

Le pompe di calore rappresentano un valido sistema di riscaldamento domestico e non solo. Questi dispositivi estraggono calore dall’ambiente esterno (aria, acqua o terra) e lo trasferiscono all’interno dell’abitazione. Per funzionare, utilizzano energia elettrica o, in alcuni casi, combustibile gassoso. Durante l’inverno, le pompe di calore catturano il calore dall’esterno e lo impiegano per riscaldare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria. In estate, il processo si inverte, trasformando l’impianto in un efficace sistema di raffrescamento. Le tecnologie più avanzate consentono di gestire e controllare il funzionamento delle pompe di calore da remoto, garantendo un maggiore risparmio energetico e una gestione più efficiente dell’impianto. Inoltre, l’efficienza di questi sistemi aumenta significativamente se abbinati a un impianto fotovoltaico, che produce elettricità a partire dall’energia solare, oppure se integrata a un impianto di riscaldamento che richiede acqua a bassa temperatura, come gli impianti radianti (a parete, pavimento o soffitto).

Caldaie a condensazione e a zeolite

Tra i metodi più sostenibili per il riscaldamento di casa rientrano anche le moderne caldaie a condensazione: si tratta di dispositivi molto efficienti perché in grado di sfruttare in maniera ottimale il calore residuo presente nei fumi di scarico che altrimenti si disperderebbe. Un sistema decisamente più innovativo e pronto a prendersi la scena del riscaldamento domestico del futuro è rappresentato dalle caldaie ibride a zeolite, una pietra minerale porosa capace di assorbire molto rapidamente il vapore acqueo. Una caldaia a zeolite funziona attraverso il riscaldamento da parte del sole, del fluido contenuto al suo interno che, tramite una pompa di circolazione, passa attraverso uno scambiatore di calore dove l’acqua demineralizzata si trasforma in vapore che attiva la zeolite.

A questo punto il minerale scalderà il fluido e, tramite lo scambiatore, lo indirizzerà all’impianto di riscaldamento domestico. Il vantaggio principale di questa soluzione si rintraccia nel potere calorifico (ovvero il calore che un combustibile riesce a produrre) della zeolite, di fatto inesauribile negli anni. Per questo tipo di caldaie viene usata una versione sintetica del minerale che ha un rendimento energetico elevatissimo e basse emissioni di CO2 nell’atmosfera. Tuttavia, l’ostacolo principale può invece essere costituito dalla spesa d’acquisto dell’impianto, che resta elevato. 

Sistemi ibridi: pompa di calore e caldaia

Quando si parla di sistemi innovativi di riscaldamento di una casa, non si può tralasciare la soluzione a metà tra quelle appena citate. Finora abbiamo osservato come le pompe di calore sfruttino l’energia rinnovabile di aria, acqua, terreno e sole per il riscaldamento, senza utilizzare combustibili fossili. Le caldaie a condensazione, invece, recuperano parte dell’energia dei fumi di scarico e riscaldano gli ambienti in modo sostenibile. Sono ambedue validi sistemi di riscaldamento, ma la loro combinazione si rivela ancora migliore, perché privilegia di volta in volta il sistema più efficiente.

Ciò significa che fino a una data temperatura esterna (intorno ai 5°C) la precedenza viene data alla pompa di calore. Il generatore di calore, invece, entra in azione quando questo limite si supera. Questo tipo di impianto può lavorare in parallelo oppure in modo alternato. Nel primo caso la caldaia interviene soltanto per colmare ciò che manca alla pompa di calore per soddisfare la richiesta termica. Nel secondo caso vi è invece uno scambio continuo tra i due apparecchi, senza sovrapposizioni di funzionamento. 

Solare termico

Tra presente e futuro, il solare termico si è ormai imposto da anni come uno dei migliori sistemi innovativi di riscaldamento domestico. I pannelli solari termici si possono installare in autonomia oppure collegare alle caldaie a condensazione. Un impianto solare termico a differenza di un impianto fotovoltaico produce acqua calda e può essere a circolazione naturale, forzata, a svuotamento, o a concentrazione. 
 

• A circolazione naturale: il fluido termovettore (quello che accumula e trasporta il calore) è costituito dall’acqua che si riscalda e sale in un serbatoio di accumulo per poi essere distribuita attraverso un sistema di tubature all’interno dell’abitazione. 
• A circolazione forzata: in questo caso per poter circolare nell’impianto il fluido termovettore ha bisogno di una pompa elettrica controllata da una centralina di comando. L’efficienza termica è elevata, in quanto il boiler è posto all’interno e meno soggetto a dispersione termica. Tuttavia, pompa e centralina di controllo rischiano di far lievitare i consumi elettrici. 
• A svuotamento: è simile alla circolazione forzata, con la differenza che l’impianto viene riempito e usato solo quando è necessario o possibile. In assenza di sole l’impianto non si riempie, mentre se ha raggiunto la temperatura desiderata, si svuota. 
• A concentrazione: concentra i raggi solari in un determinato punto tramite l'uso di uno o più collettori, cioè delle superfici riflettenti che evitano di assorbire energia e di disperderla sotto forma di calore. Questo sistema riduce notevolmente i consumi, oltre a migliorare la classe energetica dell’abitazione. 

Sistema di riscaldamento a microcogenerazione (MicroCHP)

La microcogenerazione, o microCHP, è pronta a diventare il futuro anche del riscaldamento anche per i piccoli ambienti. Si tratta, di fatto, di estendere l’idea di cogenerazione alle singole abitazioni. Per cogenerazione, si intende, il processo di produzione contemporanea di elettricità e calore. Nel riscaldamento domestico, pertanto, il calore dissipato dal motore alimentato a combustibile gassoso viene utilizzato per scaldare gli ambienti e per produrre acqua sanitaria, dallo stesso motore, inoltre, si può produrre energia elettrica.  Un impianto di microgenerazione è composto da:
 

• un motore primo 
• un generatore elettrico (alternatore) che converte l’energia meccanica in elettrica 
• uno o più scambiatori di calore, che hanno il compito di recuperare il calore disperso. 

Questa tecnologia, usata negli scorsi anni soprattutto in ambito pubblico o negli ospedali, è destinata a sostituire i sistemi di riscaldamento domestico alimentati da caldaie e pompe di calore. La sua efficienza è dovuta in particolare alla capacità di recuperare energia altrimenti destinata alla dispersione. Le tecnologie più diffuse per la microcogenerazione residenziale sono le  celle a combustibile, che trasformano in elettricità l’idrogeno prodotto per elettrolisi (il processo che consente di ricavare l’idrogeno tramite la separazione dall’ossigeno), e i motori Stirling. Questi ultimi sono alimentati a gas: quando la caldaia si accende, l’acqua prodotta riscalda il gas, si espande e spinge così un pistone che genera corrente elettrica. I combustibili usati sono di origine fossile, derivanti da rifiuti solidi o da biogas, oppure biomasse. Il limite maggiore del sistema microCHP risiede nella necessità della caldaia accesa per produrre energia elettrica. Il vantaggio principale, invece, è che l’energia viene prodotta direttamente e con una spesa inferiore rispetto a quella per acquistarla dalla rete.