MACCHINE PER LA PRODUZIONE DEL CALDO E DEL FREDDO
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Le caldaie trasformano l’energia chimica di un combustibile in calore mediante un processo di combu- stione, riscaldando l’acqua che poi viene distribuita ai corpi scaldanti (termosifoni, pannelli radianti, unità ventilanti, etc.). Nelle caldaie tradizionali a gas , i fumi caldi generati dalla combustione vengono espulsi tramite il camino, e con essi si perde una parte significativa del calore prodotto. In una caldaia standard di vecchia generazione, infatti, fino al 10-15% dell’energia può disperdersi nei fumi, limitando l’efficienza massima attorno all’85%. Le caldaie a condensazione , introdotte su larga scala negli ultimi decenni, migliorano drasticamente questo aspetto recuperando il calore latente del vapore acqueo presente nei fumi di scarico. Nei modelli a condensazione i fumi vengono raffreddati all’interno di uno scambiatore aggiuntivo fino a far condensare il vapore, cedendo così calore all’acqua di ritorno dell’impianto. Questo consente rendimenti termici ben superiori a quelli delle caldaie tradizionali, con valori tipici che sfiorano il 100% o addirittura lo superano (98–110% rispetto al potere calorifico inferiore). In termini pratici, una caldaia a condensazione consuma meno combustibile per fornire la stessa quantità di calore utile, con un risparmio energetico che può arrivare al 15–30% rispetto a una caldaia convenzionale e conseguenti riduzioni delle emissioni di CO₂ e altri inquinanti. Di contro, le caldaie a condensazione richiedono uno smaltimento dell’acqua di condensa prodotta e rendono al meglio in impianti a basse temperature (es. riscaldamento a pavimento) dove massimizzano la condensazione; nei sistemi con radiatori tradizionali funzionanti ad alta temperatura, il guadagno di efficienza si riduce. In generale, oggi la caldaia a gas a condensazione rappresenta ancora la scelta prevalente per il riscaldamento domestico e piccolo-com- merciale quando non si adottano soluzioni in pompa di calore, grazie alla sua affidabilità, compattezza e costo iniziale relativamente basso. Le evoluzioni moderne includono bruciatori modulanti e controlli avanzati che migliorano la flessibilità operativa, adattando la potenza termica erogata al carico ed evi- tando continui spegnimenti.
3.2.2. Pompe di calore per riscaldamento
Le pompe di calore sono macchine in grado di trasferire calore da una sorgente a bassa temperatura (aria esterna, acqua di falda, terreno) all’acqua dell’impianto di riscaldamento, sfruttando un ciclo ter- modinamico alimentato da energia elettrica . A differenza di una caldaia, dunque, una pompa di calore non genera calore tramite combustione ma “pompa” energia termica da una sorgente naturale all’edificio per effetto del lavoro di un compressore frigorifero. Questo processo è analogo a quello di un comune frigorifero domestico, ma applicato al riscaldamento degli ambienti: un fluido refrigerante circola in un circuito chiuso attraverso evaporatore, compressore, condensatore ed espansione, trasferendo calore dall’esterno (che nonostante le basse temperature invernali contiene sempre energia termica utilizzabile) all’acqua dell’impianto interno. Il grande vantaggio delle pompe di calore è la loro efficienza energetica: riescono a fornire più energia termica di quanta ne consumino sotto forma di elettricità, poiché la maggior parte del calore erogato è prelevato dall’ambiente esterno e solo una frazione deriva dall’energia elettrica spesa per il ciclo.
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