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POMPA DI CALORE IBRIDA: COME FUNZIONA E QUANTO INCIDE SUI CONSUMI

03/09/2022 By TC forniture idrauliche

Una pompa di calore ibrida è un sistema di riscaldamento residenziale e di produzione di acqua calda sanitaria composto da una caldaia a condensazione e da una pompa di calore. 
A dispetto delle soluzioni che si basano su una sola tecnologia, un impianto di riscaldamento con sistema ibrido permette di beneficiare dei punti di forza di entrambe le configurazioni, che possono lavorare sia in alternanza sia in contemporanea, con ottimi risultati in termini di comfort termico ed efficienza energetica.
Una caldaia ibrida con pompa di calore in genere si compone di una caldaia a condensazione, alimentata da gas naturale (oppure da GPL in casi particolari), e da una pompa di calore che assorbe energia dalla rete elettrica. Il funzionamento congiunto dei due sistemi permette però un importante risparmio sulla bolletta del gas e della luce, dal momento che viene assorbita minor energia dalla rete.
Inoltre, grazie ad un consumo di energia minore rispetto a quello di un impianto di riscaldamento standard, un sistema ibrido può offrire numerosi vantaggi anche a livello ambientale. 
Il merito va a un sistema di funzionamento intelligente che, al variare delle temperature esterne, dispone l'entrata in funzione della tecnologia più performante ottimizzando, di volta in volta, le specifiche potenzialità della pompa di calore o della caldaia ibrida.
Naturalmente, il risparmio sui costi cresce ulteriormente qualora si opti per una pompa di calore ibrida con fotovoltaico, un sistema che favorisce l'autoconsumo, facilmente integrabile con gli impianti a energia rinnovabile esistenti. Queste soluzioni hanno l'ulteriore vantaggio di essere alimentate in modo totalmente green dall'irraggiamento del sole, limitando l'assorbimento di energia proveniente da centrali a combustibili fossili: i principali responsabili della dispersione nell'ambiente di elevati quantitativi di CO2.
 

Pompa di calore ibrida: come funziona?

Per capire nel dettaglio cos'è una pompa di calore ibrida e come funziona, è importante analizzare i due sistemi di riscaldamento su cui si basa questa particolare configurazione e i motivi per i quali, dalla loro sinergia, si può ottenere un impianto ad altissima efficienza. 
In primo luogo bisogna partire dalla pompa di calore: un sistema per la generazione di aria calda (e di aria fredda, in alcun particolari modelli di ultima generazione) che regola il riscaldamento di un locale.
 

La pompa di calore 

Una pompa di calore basa il suo funzionamento sullo stesso principio adoperato dai comuni frigoriferi. Questo processo, avviene in maniera inversa, tramite il trasferimento del calore per differenza di temperatura e di pressione di un particolare fluido frigorigeno.
Il sistema è composto da un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e un evaporatore. Nel caso della pompa di calore in modalità riscaldamento, con l'evaporazione il fluido frigorigeno assorbe il calore dalla sorgente termica e con il successivo passaggio nel compressore è soggetto a una riduzione di volume che ne innalza la temperatura e la pressione. 
Nel condensatore, passa allo stato liquido cedendo il calore accumulato in precedenza – che viene utilizzato per il riscaldamento domestico – prima di immettersi nella valvola di espansione, che ne riduce la pressione e lo conduce nuovamente all'evaporatore.
Per favorire questo processo, la pompa di calore richiede energia elettrica. 
La fonte di energia più adoperata come elemento di scambio di calore è l'aria, che prevede impianti piuttosto economici e facilmente installabili. Ma ci sono anche tecnologie che utilizzano l'acqua o il terreno –soprattutto per profondità superiori ai 10 metri – per i quali però sono richiesti costi maggiori per la costruzione di pompe e sonde geotermiche.
 

La caldaia a condensazione 

La caldaia a condensazione è un sistema per il riscaldamento domestico e la produzione di acqua calda sanitaria, che si differenzia dagli apparecchi convenzionali per un rendimento termico superiore al 100%
Il merito è da ricercare soprattutto in un sistema ad altissima efficienza che prevede il recupero del calore latente contenuto nei fumi di combustione di scarto.
La potenza massima dell'apparecchio può essere modulata al variare delle specifiche esigenze e non è in alcun modo influenzata dalle condizioni d'esercizio, ad esempio dalla variazione della temperatura esterna
Al contrario, la pompa di calore è particolarmente sensibile alle condizioni esterne: se la temperatura è troppo bassa, il calore erogato può non essere sufficiente a soddisfare il fabbisogno. Le pompe di calore, infatti, basando il loro funzionamento sul trasferimento di energia termica dall'aria, dall'acqua o dalla terra, possono risentire molto della diminuzione della temperatura in giornate particolarmente rigide, soprattutto le pompe di calore ad acqua o ad aria.
Il motivo è semplice: le pompe di calore funzionano con le massime prestazioni quando la temperatura della fonte sorgente (aria esterna o acqua di falda) e quella desiderata dell’ambiente che deve essere riscaldato si avvicinano sensibilmente. Quando invece la temperatura della fonte sorgente inizia ad essere molto rigida, la pompa di calore deve assorbire molta energia elettrica per far lavorare il compressore e riscaldare l’ambiente ed inizia a lavorare in una modalità stressata rispetto a quella di progetto.
Per colmare questa carenza, bisogna fare in modo che il sistema garantisca sempre il confort termico desiderato. In previsione di questa eventualità, si può agire su diversi fronti, ad esempio dimensionando l'impianto con una pompa di calore più performante, ma più in generale prevedendo l'integrazione di una resistenza elettrica che produca ulteriore energia termica.
 Una pompa di calore ibrida, in ogni caso, permette di beneficiare di una gestione ottimizzata delle fonti di energia e di un conseguente risparmio in bolletta anche in queste situazioni. 
Il suo funzionamento, infatti, si basa sul riscaldamento con pompa di calore nella maggior parte dell'anno, con tutti i vantaggi associati a questo particolare impianto, e con caldaia a condensazione nelle giornate dal clima più freddo.

 

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