La pompa di calore, un modello di successo

COMUNICATO STAMPA
novembre 2012
La pompa di calore, un modello di successo
 Contributo alla tutela del clima e alla riduzione dei costi energetici
 Pompe di calore sfruttano il calore ambientale per riscaldare
 Molteplice impiego in ambito privato, commerciale e industriale
Riscaldare con il frigorifero? Ciò che sembra impossibile funziona:
nella pompa di calore lo stesso ciclo fisico che mantiene bassa la
temperatura nei frigoriferi fornisce confortevole tepore e acqua calda
alle abitazioni. Infatti, a rigor di termini, il frigorifero stesso è in sé una
pompa di calore in quanto il funzionamento è identico, con un'unica
differenza: il calore sottratto al frigorifero è rilasciato nell'ambiente,
mentre la pompa di calore si serve dell'energia termica presente
nell'ambiente per riscaldare. Oltre all'aria si sfruttano come fonte di
calore sia l'acqua sia la geotermia nonché, nelle industrie e nei grandi
complessi edilizi, i torridi locali server e altro calore di scarico.
La pompa di calore ricava circa tre quarti dell'energia termica che produce
dall'ambiente, vale a dire a costo e impatto CO2 zero. È necessaria soltanto
una minima quota di energia elettrica per mantenere in funzione il circuito
termico. Utilizzando corrente da fonti rinnovabili si può far funzionare
l'intero impianto senza emissioni di CO2. Per questa ragione la pompa di
calore è in auge da molti anni come alternativa economica e rispettosa
delle risorse ai sistemi di riscaldamento tradizionali. In Svizzera ben circa il
70 percento delle villette monofamiliari di nuova costruzione è dotato di una
pompa di calore, in Norvegia si riscalda in questo modo una casa su tre. In
Germania i committenti impiegano questa tecnologia avanzata in suppergiù
un quarto dei nuovi edifici.
Principio di funzionamento
La pompa di calore sottrae calore all'aria ambiente, al terreno, all'acqua
freatica o ad altre fonti termiche e lo porta a un livello di temperatura
superiore per riscaldare. Un multiplo dell'energia elettrica impiegata può
essere così prodotto sottoforma di energia termica. In ciò la temperatura
della fonte di calore può anche essere molto al di sotto del punto di
congelamento.
Il principio di funzionamento comune alla base di tutte le tipologie di pompa
di calore: un circuito chiuso collega la fonte di calore ai locali da riscaldare
e permette il trasferimento dell'energia termica dall'ambiente verso l'interno.
In esso circola un mezzo fluido a bassa pressione che, assorbendo il calore
ambientale, evapora. Aumentando poi la pressione per mezzo di un
compressore, tale vapore condensa e cede la sua energia termica.
Successivamente il mezzo torna all'evaporatore passando attraverso una
valvola di espansione che ne riduce la pressione. Così facendo la
temperatura si abbassa e il ciclo si chiude.
Tipologie di pompa di calore
A seconda della provenienza dell'energia termica utilizzata i sistemi si
possono suddividere in pompe di calore ad aria, terra e acqua. Oggi in
Germania domina la pompa di calore aria-acqua: più della metà dei modelli
venduti si basa su questa tecnica in cui l'energia termica assorbita dall'aria
ambiente è trasmessa all'acqua che funge da termovettore. Gli aumenti di
efficienza dovuti al perfezionamento tecnico e la semplicità di installazione
contribuiscono alla crescente popolarità della pompa di calore aria-acqua.
Un'altra tecnologia molto diffusa è quella della pompa di calore terra-acqua.
Essa estrae l'energia necessaria dal calore immagazzinato nel terreno. A
tal scopo si installano nel sottosuolo dei collettori orizzontali poco sotto la
superficie, oppure delle sonde geotermiche in appositi pozzi. Un grande
vantaggio di detta tecnologia è l'accumulo di calore ambientale nel terreno
relativamente costante nell'anno. Alle nostre latitudini, infatti, la temperatura
a dieci metri di profondità è pari a circa 10°C anche in inverno, vale a dire
un'energia sufficiente per far funzionare la pompa di calore. Specialmente
nelle stagioni fredde l'effetto termico delle pompe terra-acqua è perciò
maggiore rispetto a quello delle pompe aria-acqua.
Le pompe di calore acqua-acqua assorbono calore termico dall'acqua di
falda. In ciò, come nel caso dei sistemi terra-acqua, esse approfittano del
livello costante di temperatura della fonte di calore utilizzata.
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Ruolo della pompa di calore sul mercato dei sistemi di riscaldamento
Grazie ai vantaggi economici che porta nel tempo, per molti committenti la
pompa di calore è un'alternativa sensata ai sistemi convenzionali di
riscaldamento a gas e a gasolio. Essa deve altresì la grande popolarità di
cui gode al cresciuto interesse per le soluzioni ecocompatibili nella
produzione di calore. Lo scorso anno sono state vendute in Germania ben
54.000 pompe di calore, ciò significa che quasi uno su dieci generatori di
calore di nuova installazione è un tale sistema. Dal momento che il suo
potenziale di risparmio si esplica al massimo nelle moderne case passive e
in quelle a basso consumo energetico, la pompa di calore è la tecnologia
scelta in già più di un quarto degli edifici di nuova costruzione, con
tendenza in salita.
Nei paesi confinanti e in altri stati europei la pompa di calore è ancora più
diffusa. Da ultimo in Svizzera ne sono state vendute un terzo in più rispetto
alle caldaie a gas, nel 2010 complessivamente circa 20.000. In una
nazione meno popolata come la Norvegia negli anni scorsi le statistiche
hanno contato addirittura più di 80.000 apparecchi venduti a stagione.
Pompe di calore nella vita quotidiana
Le pompe di calore sono ideali, da un lato, per riscaldare le abitazioni
risparmiando energia e, dall'altro, svolgono il proprio servizio anche nei
moderni apparecchi di uso quotidiano. Le asciugabiancheria a pompa di
calore sono più efficienti dei modelli tradizionali e, al confronto, consumano
fino al 50 percento in meno di energia. Gli ingegneri sfruttano i diversi livelli
termici su entrambi i lati della pompa di calore: la parte calda riscalda l'aria
secca di entrata che assorbe umidità dalla biancheria. La parte fredda
condensa l'umidità dell'aria di uscita. L'aria secca è immessa di nuovo nel
cestello e chiude così il ciclo dell'aria. Dal momento che non cedono più
umidità all'ambiente e soltanto una quantità minima di calore, queste
asciugatrici moderne si possono installare in qualsiasi punto della casa.
Anche nell'industria automobilistica gli ingegneri puntano nel frattempo
sulla versatilità della pompa di calore. Infatti, i moderni motori diesel hanno
un coefficiente di rendimento talmente alto che, spesso, il solo calore
emesso dal motore non è più sufficiente per riscaldare l'abitacolo. Le case
automobilistiche sfruttano la pompa di calore per portare velocemente la
temperatura interna a un livello gradevole in inverno. Nei veicoli elettrici la
pompa di calore si occupa di riscaldare e raffredda nel contempo le
sensibili batterie, il che ne prolunga in modo decisivo la durata.
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Impiego negli edifici pubblici
Anche nelle istituzioni pubbliche e in campo commerciale i progettisti
optano sempre più spesso per l'impiego della pompa di calore. Essa
permette di sfruttare ulteriori fonti di calore come, ad esempio, quello
rilasciato dai locali server o dalle acque si scarico, aiutando così a ridurre i
costi e le emissioni di CO2. Mentre in ambito residenziale sono sufficienti
degli apparecchi con un assorbimento di pochi kilowatt per creare un clima
gradevole, qui si utilizzano invece impianti più potenti con assorbimenti fino
a diverse centinaia di kilowatt. L'entità del risparmio ottenibile con la pompa
di calore si esemplifica sulla scorta del municipio di Fürth, eretto nel 1840:
è infatti questa la tecnologia che riscalda l'edificio storico dal 2010, facendo
risparmiare annualmente 130 tonnellate di CO2 e il 65 percento di energia.
Il complesso impianto a pompa di calore sfrutta l'energia termica
immagazzinata nelle acque reflue cittadine: dei termovettori assorbono il
calore delle acque di scarico e la pompa di calore lo porta al livello di
temperatura maggiore dell'acqua di riscaldamento.
Raffreddare e riscaldare nei supermercati
Nei supermercati, laddove i prodotti sono mantenuti a bassa temperatura
negli scaffali frigoriferi e, nel contempo si necessita di calore per riscaldare
l'ambiente, si impiega sempre più spesso la pompa di calore. Finora il
raffreddamento di servizio e il riscaldamento degli edifici erano forniti da
due sistemi separati, tenendo conto che il calore generato dai gruppi di
refrigerazione installati negli appositi riservati andava disperso e rimaneva
completamente inutilizzato. In tempi di prezzi dell'energia in ascesa sempre
più gestori di supermercati si preoccupano di sfruttare questo calore che è
comunque a disposizione. Grazie al recupero il calore in eccesso può
essere convogliato nel riscaldamento a pavimento oppure nei
termoconvettori montati a soffitto. La pompa di calore fornisce sia
temperature gradevoli all'interno del negozio, sia regola in maniera
affidabile il raffreddamento dei prodotti freschi. Nelle giornate invernali
estremamente fredde i sistemi moderni assorbono ulteriore calore dall'aria
ambiente per cederlo poi di nuovo ai locali a un livello di temperatura
maggiore. Inoltre si possono far funzionare all'inverso e sostituiscono così
l'impianto di condizionamento in estate. In tal modo i supermercati moderni
riescono a vivere tutto l'anno senza riscaldamento fossile aggiuntivo.
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Pompa di calore nelle applicazioni industriali
Altri campi di applicazione della pompa di calore si hanno in agricoltura e
nell'industria chimica e alimentare. Essa genera il calore necessario per le
serre, è impiegata nell'asciugatura del legno e assicura le temperature
corrette per i processi produttivi chimici. Se accoppiate in modo intelligente
le pompe di calore aiutano a trasferire il calore all'interno degli edifici, ad
esempio sfruttando la dissipazione termica dei macchinari: con l'ausilio di
questa tecnologia il calore che altrimenti riscalderebbe oltremodo i
capannoni di produzione, raffredda invece i locali che ospitano i reparti
amministrativi.
Grandi pompe di calore per teleriscaldamento e teleraffreddamento
I sistemi a pompa di calore opportunamente dimensionati sono in grado di
produrre energia termica sufficiente per l'approvvigionamento di intere reti
di teleriscaldamento. La capitale della Svezia, Stoccolma, si serve allo
scopo della pompa di calore ad acqua di mare più grande del mondo, con
una potenza di 180 megawatt. Essa assorbe l'energia presente nell'acqua
marina alla temperatura di 2,5°C e, accoppiando ben sei circuiti termici,
produce acqua calda fino a 80°C per i nuclei familiari collegati alla rete.
Aspetti comuni agli impieghi della pompa di calore
Per quanto diverse siano le applicazioni della pompa di calore, esse hanno
pur sempre un denominatore comune di natura costruttiva: l'alta efficienza
energetica che permette di produrre un multiplo dell'energia investita in
partenza. Un altro vantaggio: la pompa di calore si può utilizzare sempre
senza eccezioni e quindi, a differenza di altri sistemi che sfruttano fonti di
energia rinnovabili, indipendentemente dal giorno o dalla notte, dalla
radiazione solare o dalle condizioni del tempo.
Retrospettiva sulla Chillventa 2012
Dopo tre giornate estremamente positive, la Chillventa 2012 si è conclusa
con un record di visitatori pari a 915 aziende da 43 paesi e 28.462 visitatori
professionali, nonché 200 partecipanti al congresso. Dal 9 all'11 ottobre
Norimberga è stata per la terza volta il polo che ha raccolto la community
internazionale della refrigerazione, del condizionamento d'aria e delle
pompe di calore. Il giorno antecedente l'apertura del salone ha preso il via il
Chillventa Congressing con relatori di forte caratura da tutto il globo e un
programma di conferenze di prim'ordine.
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"Siamo molto soddisfatti della Chillventa e del Chillventa Congressing
2012. Il primo feedback dei nostri espositori durante la manifestazione è
stato ottimo. Oggetto di elogio sono state l'alta competenza tecnica e la
qualità del pubblico. Altrettanto positiva è stata la risonanza dei visitatori.
Ben accetta è stata altresì la nuova decorrenza infrasettimanale dal
martedì al giovedì", spiega Richard Krowoza, membro della direzione della
NürnbergMesse.
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all'indirizzo: www.ask-chillventa.de
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