Come impiegare le pompe di calore nei sistemi di riscaldamento e raffrescamento condominiali
(RInnovabili.it) – Sistemi a pompe di calore multi sorgente ma anche ibridi, con circuito frigorifero basato sul propano o dotati di unità di ventilazione integrate nelle facciate edilizie. Queste alcune delle soluzioni studiate dal ,per l’approvvigionamento termico di edifici plurifamiliari ristrutturati. L’iniziativa ha messo assieme le competenze di celebri centri accademici come l’istituto INATECH dell’Università di Friburgo il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE), assieme ad aziende del settore e le loro ultime innovazioni tecnologiche.
Il punto di partenza per il lavoro condotto – che si è suddiviso fra analisi, dimostrazioni e prodotti – sono state le pompe di calore. Questa tecnologia offre un notevole potenziale di riduzione delle emissioni di CO2 nell’approvvigionamento domestico se utilizzata nei cosiddetti sistemi LowEx, ossia a bassa exergia. Si tratta di sistemi di riscaldamento o raffrescamento che consentono l’utilizzo di energia a basso valore, fornita da fonti sostenibili. Funzionano in modo particolarmente efficiente grazie alle piccole differenze di temperatura tra il mezzo di riscaldamento e il calore utile.
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La sfida degli edifici plurfamiliari
Ma nonostante le pompe di calore siano oggi sempre più diffuse nelle abitazioni uni e bifamilari, sia nuove che già esistenti, per i grandi condomini l’applicazione risulta più complessa. “In questo caso – spiega Jeannette Wapler di Fraunhofer ISE – le sfide risiedono sia nella maggiore potenza termica richiesta dal generatore di calore sia nell’ubicazione dell’edificio, che spesso si trova in quartieri densamente edificati. Inoltre, i radiatori e gli impianti di acqua calda sanitaria negli edifici plurifamiliari richiedono spesso temperature di mandata elevate”.
Nella fase di analisi gli scienziati hanno studiato diversi concept nel contesto di differenti tipologie di edifici plurifamiliari, tenendo conto di aspetti quali il comfort dell’utente, la spesa e il taglio delle emissioni. E inserendo nella valutazione anche possibili integrazioni con tecnologie terze.
Pompe di calore multi sorgente e altre soluzioni
Il gruppo ha quindi lavorato assieme ai partner industriali per dare corpo ai concept. Sono state create così dal sotto progetto HEAVEN, in collaborazione con Viessmann, nuove pompe di calore multi sorgente, in grado di impiegare due fonti di calore: aria esterna e suolo. La soluzione sfrutta i vantaggi di entrambi gli approcci ma richiede un’area di perforazione ridotta rispetto alle tradizionali pompe di calore geotermiche, pur offrendo la stessa alta efficienza.
Gli altri sotto progetti hanno sviluppato un sistema ibrido (pompa di calore in combinazione con un generatore di calore a combustibile fossile), una pompa di calore con circuito frigorifero basato sul propano, unità di ventilazione integrate nella facciata e pompe di calore ad alta temperatura. Ogni tecnologia è stata quindi utilizzata in un progetto di ristrutturazione edilizia reale e monitorata nel dettaglio. “Il sistema multisorgente HEAVEN – spiega il Fraunhofer in una nota stampa – ha raggiunto elevate temperature alla sorgente con una media di 8°C, che hanno contribuito a un buon fattore di prestazione annuale di 3,2 nel primo semestre di esercizio valutato (febbraio – luglio 2022)”.