La terza via: i sistemi ibridi (con un caso pratico)

Sistema ibrido su radiatori

Chi mi conosce o legge questo blog sa che mi occupo di abitazioni NO GAS da molti anni. Secondo me l'assenza, nelle abitazioni, di questo vettore energetico (utile in altre applicazioni) porta solo vantaggi (come puoi leggere cliccando qui).

Nelle nuove costruzioni il riscaldamento mediante pompe di calore elettriche è diventato di fatto un obbligo normativo (vedi qui per maggiori informazioni).

Ma, anche nell'esistente, grazie alla presenza di agevolazioni fiscali molto consistenti (65%, 110%) la sostituzione delle caldaie a gas e dei relativi sistemi di distribuzione è diventata possibile dal punto di vista economico.

E con essa la possibilità di realizzare il sogno di avere una casa con la sola bolletta elettrica e dai costi di gestione molto contenuti (clicca qui per un confronto).

Ci sono però situazioni che sconsigliano di intervenire pesantemente sull'abitazione per sostituire la caldaia a gas con una pompa di calore elettrica. 

Il classico caso è quello della presenza di un impianto a radiatori in una abitazione scarsamente coibentata. Spesso non è possibile maggiorare la superficie radiante (presenza dei radiatori nelle nicchie) o non si desidera effettuare, seppur minime, opere murarie.

Magari si è in presenza di un impianto fotovoltaico oppure è possibile installarne uno ma gli ostacoli prima citati consigliano di desistere dalla possibilità di ridurre i consumi per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) mediante l'installazione di una pompa di calore.

Per questi casi è possibile abbandonare la posizione "integralista" ed accontentarsi del bicchiere mezzo pieno (che spesso, come in questo caso, non è male).

Situazione ex ante

Questa situazione è quella che era presente a casa di Alberto (che gentilmente si è offerto di mostrare il suo impianto):

1) abitazione dei primi anni 80 non coibentata;

2) radiatori esistenti piccoli;

3) vecchia caldaia a gas metano a basamento;

4) presenza di un piccolo impianto fotovoltaico da 2,2 kW;

5) desiderio di ridurre i consumi energetici per il riscaldamento e la produzione di ACS ma risparmiando sulle emissioni sia in atmosfera che dal portafoglio;

6) soprattutto nessuna voglia di far polvere in casa e di avere maestranze tra i piedi (se non per lo stretto indispensabile).

Ecco allora la terza via: un sistema ibrido in grado di coniugare il risparmio energetico e l'assenza di emissioni inquinanti della pompa di calore con la garanzia di fronteggiare le più basse temperature invernali grazie alla presenza di una caldaia a gas a condensazione.

Diciamo subito che la normativa agevola il solo impiego dei cosiddetti sistemi ibridi "predisposti dal costruttore" ossia "pompa di calore integrata con caldaia a condensazione, realizzati e concepiti per funzionare in abbinamento tra loro". Pur essendo tecnicamente possibile affiancare alla propria caldaia esistente una pompa di calore che lavori alle temperature intermedie la maggiore detrazione fiscale (65% o addirittura 90%) è possibile solo se si sostituisce anche la caldaia.

Vediamo ora insieme i passi che sono stati seguiti per realizzare l'intervento.

1. Il progetto e la redazione della legge 10

Ovviamente si parte dallo studio dell'abitazione e delle dotazioni disponibili. Nel caso in esame era già presente un impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria perfettamente funzionante. Questa circostanza consigliava di non installare un bollitore per la produzione di ACS mediante la pompa di calore in quanto ridondante. In assenza di un sistema solare termico è opportuno installare un serbatoio, di capienza opportuna, per la produzione di ACS da pompa di calore cosi che questa si sostituisca alla caldaia quasi completamente per questo servizio anche e soprattutto nei mesi estivi (la presenza del fotovoltaico chiude il cerchio).

Come si vede ogni caso è diverso dall'altro ed è anche per fare queste valutazioni che serve il progetto e la legge 10 (se vuoi sapere cosa è ed a cosa serve la legge 10 clicca qui).

2. Smontaggio e smaltimento del vecchio generatore

La vecchia caldaia

E si! A chi non piace vincere facile? La vecchia caldaia a basamento aveva passato tempi migliori ed era proprio il caso di mandarla in pensione. D'altra parte data la sua età e condizioni è facile immaginare notevoli risparmi energetici a prescindere!

Ovviamente, dopo lo smontaggio, è stata avviata ad un centro di smaltimento autorizzato alla raccolta e gestione di questo tipo di rifiuti che ha rilasciato regolare certificazione. Questo passaggio viene spesso ignorato (o sottovalutato) da parte dei committenti ma costituisce un preciso adempimento normativo oltre che uno dei tasselli fondamentali del percorso che deve essere "green"  lungo l'intero ciclo di vita dei componenti utilizzati.

3. Installazione della caldaia a condensazione

La nuova caldaia

Molto più discreta per dimensioni la nuova caldaia è stata installata al posto della vecchia, nel vano tecnico, con notevole risparmio di spazio. Le tubazioni esistenti sono rimaste inalterate ed anche la gestione del solare termico. Quest'ultimo si integra con la caldaia mediante una valvola termo deviatrice. Questo componente (molto utilizzato dal sottoscritto) consente di inviare l'acqua calda prodotta dal sole direttamente alle utenze se ad una temperatura maggiore di 45°. In caso contrario l'acqua prodotta viene inviata in caldaia per la necessaria integrazione.

(Alcune caldaie, idonee all'ingresso anche di acqua ad elevata temperatura, consentono una gestione ancora più raffinata del solare termico, mediante l'impostazione di un tempo di ritardo sull'avvio del generatore. Si poteva fare anche in questo caso ma si è preferito non intervenire in alcun modo sull'esistente).

4. Installazione della pompa di calore

Pompa di calore

La pompa di calore è stata ovviamente installata all'esterno, nel giardino di proprietà, e collegata idraulicamente alla caldaia. E' stata anche predisposta una linea elettrica dedicata (spesso si dimentica che questi generatori hanno un discreto assorbimento elettrico e non possono essere connessi alle linee esistenti).

Sulla parte posteriore della pompa di calore è posta una sonda di temperatura che rileva la temperatura dell'aria esterna). Si tratta di un componente molto importante perché fornisce un'informazione essenziale al "gestore di sistema" per il funzionamento dell'insieme;

5. Il gestore di sistema

Nel mondo della termo idraulica si trascura sovente l'importanza della gestione del sistema. Specie della gestione elettronica (vedi questo articolo). Con i nuovi impianti (o sarebbe meglio chiamarli sistemi) questo non è più possibile. Il gestore di sistema si collega elettronicamente sia alla caldaia che alla pompa di calore (ora capiamo perché la norma impone sistemi ibridi "di fabbrica") e ne coordina il funzionamento in funzione:

a) della temperatura esterna;

b) della temperatura presente in casa;

c) della temperatura di mandata impostata per l'impianto di riscaldamento;

d) del costo dell'energia elettrica e dunque della presenza o meno del fotovoltaico.

Sul gestore di sistema è anche possibile programmare varie fasce orarie di funzionamento a diverse temperature (sfruttando così al meglio le fonti rinnovabili).

6. Funzionamento del sistema

Immaginiamo che l'acqua calda inizi il suo percorso dalla caldaia. Da questa fluisce all'impianto termico scaldando i radiatori. Il ritorno avviene rientrando nella pompa di calore che riscalda l'acqua prima di rimandarla in caldaia. Se non è necessario il suo intervento quest'ultima rimane spenta. Si accenderà solo se il gestore di sistema valuterà necessario il suo intervento.

In questa abitazione l'acqua calda sanitaria viene preliminarmente prodotta dal solare termico. La caldaia interviene solo se la temperatura dell'acqua scaldata dal sole non supera i 45°.

Quello che è importante osservare è che questi impianti vanno tenuti accesi. Ogni volta che si è in presenza di una pompa di calore dobbiamo immaginare di sostituire la potenza con il tempo.

Una considerazione a parte merita la silenziosità della pompa di calore che, posizionata in giardino, non deve assolutamente disturbare la quiete dei proprietari. 

7. Conclusioni e saluti

Penso che Alberto e la sua famiglia possano sentirsi soddisfatti del lavoro svolto. La detrazione fiscale del 65% ha certamente facilitato la decisione. Il tempo di ritorno di investimento del sistema, per loro, non supererà i 3 anni. Ma soprattutto penso sia grande la soddisfazione di aver migliorato il comfort invernale della propria abitazione senza aumentare per questo la propria "impronta ecologica".