Schema Idraulico Impianto Ibrido Caldaia Pompa di Calore: Esempi e Funzionamento
La pompa di calore ibrida rappresenta una soluzione avanzata per il riscaldamento residenziale e la produzione di acqua calda sanitaria. Questo sistema innovativo combina due tecnologie chiave: una pompa di calore e una caldaia a condensazione.
A differenza delle soluzioni basate su una singola tecnologia, il sistema ibrido sfrutta i punti di forza di entrambe le configurazioni, permettendo loro di operare sia in alternanza che in contemporanea, garantendo un elevato livello di comfort termico ed efficienza energetica.
L’installazione di un sistema ibrido consente di accedere a varie forme di incentivo e l’abbinamento ad un impianto fotovoltaico determina significativi benefici dal punto di vista dei risparmi e della classificazione energetica dell’edificio.
Cos’è e come funziona la pompa di calore ibrida
La pompa di calore ibrida è un sistema di riscaldamento e di produzione di acqua calda sanitaria (ACS) formato dalla caldaia a condensazione e dalla pompa di calore. Questo sistema prende il nome di ibrido perché combina due diverse fonti di energia.
La caldaia a condensazione è responsabile della produzione di calore mediante la combustione di gas combustibile e offre un rendimento termico superiore grazie al recupero del calore contenuto nei fumi di combustione.
La pompa di calore, invece, recupera il calore dall’aria atmosferica utilizzando energia elettrica e funziona secondo il principio del trasferimento di calore da una zona a bassa temperatura ad una a temperatura più elevata.
Il cuore di questo sistema ibrido è costituito da un sistema di regolazione intelligente che coordina sinergicamente l’operatività di entrambi i generatori in risposta alle mutevoli condizioni climatiche esterne.
Schema impianto ibrido
Ecco di seguito uno schema impianto ibrido caldaia pompa di calore realizzato con il software certificazione energetica.
La caldaia a condensazione è collegata alla pompa di calore tramite due tubazioni. L’unità interna della caldaia ibrida è dotata di uno scambiatore di calore acqua/gas refrigerante che interagisce con un sistema idraulico ed elettronico di controllo.
Questa integrazione consente al sistema di operare in 3 modalità distinte: solo caldaia, solo pompa di calore oppure un sistema ibrido che sfrutta entrambi i generatori simultaneamente.
Componenti principali del sistema ibrido
Pompa di calore
La pompa di calore è un dispositivo che opera seguendo il medesimo principio di base applicato nei comuni frigoriferi, sebbene con una inversione del processo consentendo il trasferimento di calore attraverso differenze di temperatura e pressione di un specifico fluido frigorigeno. Questo sistema è costituito da 4 componenti chiave:
- compressore;
- condensatore;
- valvola di espansione;
- evaporatore.
Quando la pompa di calore è in modalità di riscaldamento, il fluido frigorigeno, durante l’evaporazione, assorbe il calore dalla sorgente termica. Successivamente, il fluido passa attraverso il compressore, dove viene compresso, innalzando la sua temperatura e pressione.
All’interno del condensatore il fluido si trasforma nuovamente in stato liquido, rilasciando il calore precedentemente assorbito (che viene quindi utilizzato per il riscaldamento domestico) prima di passare attraverso la valvola di espansione, dove la pressione si riduce e il ciclo ricomincia dall’evaporatore.
Per supportare questo processo, la pompa di calore richiede energia elettrica. La fonte di calore più comune utilizzata in questo processo è l’aria che rende gli impianti relativamente convenienti e facili da installare.
Tuttavia, esistono anche altre tecnologie che sfruttano l’acqua o il terreno, specialmente ad alte profondità, sebbene l’implementazione di tali sistemi comporti costi maggiori, dovuti alla costruzione di pompe geotermiche e sonde.
Caldaia a condensazione
In condizioni climatiche favorevoli, con temperature superiori a circa 7°C, il sistema preferisce utilizzare solo la pompa di calore, sfruttando al massimo l’energia rinnovabile disponibile.
Quando le temperature scendono vicino allo zero, la pompa di calore e la caldaia collaborano per garantire il massimo comfort. In questa modalità, il fluido preriscaldato dalla pompa di calore viene introdotto nella caldaia a condensazione, che porta l’acqua alla temperatura desiderata.
Con temperature al di sotto dello zero entra in funzione esclusivamente la caldaia a condensazione. In queste condizioni, la caldaia funziona a pieno regime per garantire il riscaldamento degli ambienti e la produzione di acqua calda sanitaria.
Vantaggi del sistema ibrido caldaia a condensazione e pompa di calore
Alcuni dei vantaggi principali di un sistema ibrido caldaia a condensazione e pompa di calore sono:
- Gestione ottimizzata dei costi energetici: un sistema ibrido è progettato per regolare le temperature in modo ottimale ed efficiente, facendo uso sia della caldaia a condensazione che della pompa di calore. Questa gestione intelligente delle diverse fonti di energia consente di utilizzare sempre il generatore più conveniente in base alle condizioni specifiche;
- Flessibilità e comfort elevato: con un sistema ibrido di riscaldamento è possibile scegliere la fonte di energia più adatta alle esigenze personali e alle condizioni esterne;
- Continuità di utilizzo: un impianto di riscaldamento ibrido con due generatori di calore indipendenti offre un livello di affidabilità superiore. Anche in caso di interventi di manutenzione o guasti a uno dei generatori, l’altro rimarrà operativo, garantendo la continuità di funzionamento.
Pompa di calore ibrida: tipologie
Le 3 soluzioni particolarmente comuni sono:
- Unità interna compatta: questa unità comprende la caldaia a condensazione, il condensatore della pompa di calore e una scheda di controllo intelligente che regola il funzionamento in base alle specifiche esigenze dell’impianto. Questa soluzione è apprezzata per la sua praticità e dimensioni ridotte, ideali per gli spazi interni;
- Unità esterna con collegamento idraulico: in questa configurazione, la pompa di calore è installata esternamente all’edificio, spesso in prossimità dell’unità interna. Queste due unità sono collegate tra loro tramite un sistema idraulico. Questo approccio è apprezzato per la sua versatilità e per il fatto che la parte esterna può essere posizionata in modo strategico per massimizzare l’efficienza;
- Sistema ibrido integrato: questo blocco può essere installato sia all’interno che all’esterno dell’edificio, a seconda delle preferenze e delle specifiche dell’installazione. Questo tipo di configurazione offre una soluzione completa e integrata, ottimizzando l’efficienza energetica complessiva.
Caldaia ibrida e fotovoltaico
ECOhybrid è infatti perfetta per unire i vantaggi di caldaia ibrida e fotovoltaico. Puoi collegare la caldaia ibrida anche a un impianto solare termico. La prima soluzione è SOLARdens. Il vantaggio di questo prodotto è che il sistema ibrido che realizzi si basa su un generatore a condensazione e un generatore alimentato dall’energia del sole anziché dall’elettricità. Un altro prodotto innovativo è SOLARfryo, la caldaia ibrida rinnovabile che combina pompa di calore, caldaia a condensazione e (su richiesta) energia termica del sole.
Quando conviene scegliere un sistema ibrido?
La scelta di un sistema ibrido è particolarmente indicata in diverse situazioni:
- Abitazioni sprovviste di spazio a sufficienza per inserire una pompa di calore e il relativo serbatoio per la produzione di acqua calda sanitaria.
- Case molto grandi e non coibentate, quindi con un fabbisogno termico notevole. Qui la pompa di calore da sola non sarebbe sufficiente perché ha dei limiti di potenza termica.
- Quando si ha bisogno di molta acqua calda. La pompa di calore da sola non riuscirebbe a garantire un elevato apporto di acqua calda sanitaria (come ad esempio in un condominio con riscaldamento centralizzato).
- Quando non si può sostituire l’impianto a termosifoni preesistente.
La soluzione migliore per ottimizzare i consumi, con efficienze e risparmi, rimane proprio una caldaia ibrida.
Tecniche per ottimizzare il funzionamento del sistema ibrido
Esistono allora alcune tecniche che permettono di far lavorare meglio il sistema ibrido:
- Impostare una soglia di temperatura esterna più bassa per l’avvio della caldaia a condensazione.
- Impostare temperature simili di pompa di calore e caldaia a condensazione.
- Aumentare il tempo di accensione della caldaia.
- Valutare attentamente la potenza della pompa di calore che hai acquistato.
- Lavare l’impianto. Questa semplice operazione evita la formazione di alghe e sporco nei radiatori.
Incentivi fiscali
L’installazione di una caldaia ibrida rientra infatti tra gli incentivi fiscali di Ecobonus e Bonus Casa. È considerato un intervento trainante con potenziale doppio salto energetico, utile per accedere al Superbonus con aliquota determinata dalla normativa vigente.
C’è un’altra forma di incentivo da citare, il Conto Energia Termico, che continua a essere valido e offre contributi a fondo perduto fino al 65% della spesa per interventi di efficientamento energetico.