Le tecnologie del risparmio energetico

Il generatore di calore
La centrale termica è il cuore dell'impianto di riscaldamento e la sua efficienza è un elemento di primaria importanza del sistema edificio-impianto ai fini del contenimento dei consumi e delle emissioni inquinanti in atmosfera.

Al di là delle diverse tipologie di generatori, è fondamentale un corretto dimensionamento della caldaia sulla base del reale fabbisogno termico dell'edificio. Una caldaia di potenza superiore a quella effettivamente necessaria comporta una diminuzione dell'efficienza del sistema e conseguentemente più consumi di combustibile.

La caldaia a condensazione
Le caldaie tradizionali, anche le più moderne, riescono a utilizzare solo una parte del calore: il loro rendimento è infatti nell'ordine del 91-93%.
La caldaia a condensazione, invece, è in grado di recuperare gran parte del calore contenuto nei fumi espulsi attraverso il camino e raggiunge rendimenti superiori al 100% in quanto il calore latente, che nelle caldaie tradizionali viene perso sotto forma di vapore acqueo nei fumi della combustione, viene recuperato.

Nelle caldaie a condensazione la temperatura di uscita dei fumi è quindi molto bassa: circa 50° C rispetto ai 130° C delle caldaie tradizionali.
Le caldaie a condensazione esprimono il massimo delle prestazioni quando vengono utilizzate con impianti di riscaldamento a bassa temperatura (30-50° C), come ad esempio quelli a pannelli radianti. In questi casi raggiungono risparmi del 30% e anche maggiori.

Tuttavia, funzionano bene anche con i radiatori tradizionali purché l'impianto venga gestito in maniera corretta, mantenendo temperature di ritorno dell'acqua di riscaldamento al di sotto dei 55° C.

La caldaia a biomassa
La biomassa in campo energetico è un materiale organico di origine vegetale (legna, legna cippata, pellet, paglia, sanse, nocciolino, mais...) dal quale si può produrre energia.

Nelle caldaie a biomassa, il materiale stoccato nel silos a forma cilindrica viene fatto avanzare automaticamente nella camera di combustione mediante un apposito condotto azionato da una coclea movimentata da motore elettrico.

La fiamma che si sviluppa lambisce le pareti della caldaia e cede calore all'acqua contenuta nell'intercapedine appositamente realizzata. Questa dopo che ha aumentato la sua temperatura, comincia a circolare nel circuito.

I fumi invece, attraverso un percorso a tre giri, raggiungono la cappa fumi e vengono espulsi attraverso la canna fumaria. Tutto il funzionamento della caldaia è controllato da una centralina elettronica che viene impostata a seconda dell'utilizzo.

Le tecnologie più recenti garantiscono elevata affidabilità e comfort (estrazione automatica delle ceneri, caricamento automatico di pellet e cippato e pulizia automatica degli scambiatori di calore, regolazione della potenza tramite telecomando, serbatoio di accumulo, integrazione con i pannelli solari).

Le caldaie a biomassa garantiscono risparmio dal 20% al 50% rispetto ai sistemi tradizionali a metano e a gasolio.
L'apporto di CO2 nell'atmosfera è nullo.

La trigenerazione
La cogenerazione è la produzione contemporanea attraverso un unico generatore di energia elettrica ed energia termica (si parla di trigenerazione quando viene prodotto anche fresco).

Affinché la tri/cogenerazione produca un effettivo risparmio energetico è essenziale che il calore prodotto venga utilizzato quasi integralmente dall'utenza e che l'energia elettrica prodotta in surplus possa essere immessa nella rete nazionale  a prezzi convenienti.

Condizione essenziale per ottenere da questa tecnologia il massimo rendimento e importanti risparmi di energia primaria è il funzionamento quasi continuo.

Le sonde geotermiche e le pompe di calore
Sono tecnologie che sfruttano il calore della terra: a qualche decina di metri di profondità dalla superficie terrestre il terreno mantiene una temperatura quasi costante durante tutto l'anno; questo permette in inverno di recuperare calore per riscaldare l'abitazione e d'estate di cedere calore per raffrescarla.

Questo scambio di calore avviene attraverso sonde geotermiche abbinate a pompe di calore, alimentate da energia elettrica o da gas metano.
I vantaggi di questa tecnologia sono la disponibilità pressoché infinita di energia insieme a costi di manutenzione molto bassi.

Dove ci sono falde acquifere superficiali, utilizzabili, la pompa di calore geotermica viene sostituita dalla pompa di calore acqua-acqua più economica nell'installazione e nella gestione.

Sta crescendo l'utilizzo della pompa aria-acqua grazie al perfezionamento delle tecnologie che ne hanno migliorato l'efficienza energetica anche nel periodo invernale.

Gli assorbitori a gas
Un solo apparecchio soddisfa tutte le esigenze di climatizzazione, garantendo il caldo invernale, il freddo estivo e l'acqua calda sanitaria per tutto l'anno, con un impegno estremamente modesto di energia elettrica.

Gli assorbitori a gas sono il sistema di condizionamento attraverso l'energia termica più versatile, affidabile e rispettoso dell'ambiente disponibile oggi sul mercato.

Questo perché vengono utilizzati refrigeranti naturali e sistemi termici che utilizzano fonti di calore da carburanti fossili puliti (metano, gasolio, GPL), bio-combustibili, vapore, vapore di scarto, acqua calda, energia solare, inceneritori o fumi da cogeneratori per fornire energia al ciclo di assorbimento.

Evitando di utilizzare elettricità come energia primaria, gli assorbitori determineranno una riduzione molto importante degli investimenti in infrastrutture elettriche, migliorando quindi la qualità dell'ambiente.

I pannelli radianti
L'altezza dei capannoni industriali è spesso molto elevata.

Il modo più efficiente per il riscaldamento di questi ambienti sono i sistemi radianti collocati sotto il pavimento, che non hanno bisogno di un'elevata temperatura dell'acqua. Nelle serpentine  collocate sotto  il pavimento" scorre l'acqua calda proveniente dalla caldaia (o pompa di calore, con temperatura di utilizzo più basso).

Il passo, ossia la distanza tra i tubi che corrono lungo il pavimento varia a seconda del fabbisogno termico del locale in questione (20-25 cm per capannoni, edifici commerciali).
Questa soluzione è conveniente per le nuove costruzioni o in presenza di radicali ristrutturazioni dell'edificio esistente.
In alternativa è molto conveniente utilizzare impianti radianti a soffitto che riscaldano per radiazione diretta e garantiscono un elevato rendimento e notevoli risparmi di energia quando devono scaldare volumi molto ampi.

Essendo meno costosi degli impianti a pavimento, gli impianti radianti possono essere installati anche negli edifici esistenti.

La ventilazione meccanica controllata con recupero di energia
I sistemi di ventilazione controllata consentono di gestire il ricambio dell'aria con l'esterno laddove non è possibile sfruttare la ventilazione naturale.

Il ricambio d'aria è fornito da condotte di ventilazione forzata collegate con gli ambienti interni da aspiratori (per la rimozione dell'aria viziata o inquinata)  e da diffusori (per l'immissione di aria nuova). Normalmente i sistemi di ventilazione controllata sono integrati con impianti di riscaldamento e condizionamento.
I recenti sistemi di ventilazione controllata a recupero energetico consentono di recuperare parzialmente l'energia (di raffreddamento o riscaldamento) che viene persa con il semplice ricambio d'aria.

Ciò avviene con l'impiego di scambiatori di calore all'interno dei quali i flussi d'aria in uscita e in entrata si incrociano (senza mescolarsi) in modo che il flusso d'aria calda mentre si raffredda riscaldi l'altro. In questo modo, d'inverno l'aria che esce riscalda quella che entra, mentre d'estate avviene l'inverso.

I pannelli solari
L'uso dei pannelli solari termici è il sistema migliore oggi disponibile per produrre acqua calda sanitaria risparmiando soldi ed energia.

I pannelli solari termici hanno raggiunto elevati livelli di affidabilità e convenienza. Tuttavia, essendo l'energia solare una fonte aleatoria, essi forniscono direttamente solo una parte dell'energia necessaria a scaldare l'acqua e quindi vanno integrati con la caldaia.

L'energia prodotta dai pannelli solari può anche servire ad integrare il fabbisogno dell'impianto di riscaldamento oltre che la produzione di acqua calda per uso sanitario.

Un impianto solare richiede poca manutenzione. Installato a regola d'arte e dimensionato in modo ottimale, fa risparmiare fino al 70% del costo dell'energia necessaria per la produzione di acqua calda sanitaria.

I pannelli fotovoltaici
La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare direttamente in energia elettrica l'energia solare, sfruttando il cosiddetto effetto fotovoltaico.
Esso si basa sulle proprietà di alcuni materiali semiconduttori (fra cui il silicio) che, opportunamente trattati, sono in grado di generare elettricità una volta colpiti dalla radiazione solare (senza, quindi, l'uso di alcun combustibile).

La resa energetica dei sistemi fotovoltaici è in funzione della disponibilità di luce solare e dell'inclinazione dei pannelli fotovoltaici, ma in genere è molto bassa e si attesta intorno al 15%.
Grazie agli incentivi pubblici (conto energia) è possibile utilizzare questa tecnologia per generare energia elettrica, con contratto di scambio, a servizio di tutti gli edifici civili e non.

I vantaggi principali della tecnologia fotovoltaica riguardano la sua flessibilità di impiego, la sua semplicità di utilizzo, le ridotte esigenze di manutenzione e, soprattutto, l'impatto ambientale praticamente nullo.