Liquidi naturali per il riscaldamento e il raffreddamento
Le pompe di calore (HP, heat pump) elettriche basate sul ciclo di compressione del vapore sono migliorate considerevolmente negli ultimi decenni in termini di efficienza, flessibilità e affidabilità e oggigiorno esse rappresentano uno dei pilastri con il più alto potenziale per la riduzione del consumo di energia di base, non solo nelle applicazioni per il riscaldamento e il raffreddamento negli edifici, ma anche nei processi industriali. Nonostante ciò, c’è ancora un ampio margine di miglioramento. Per diventare il principale contendente per le applicazioni di riscaldamento e raffreddamento, le pompe di calore devono diventare più efficienti, rispettose dell’ambiente ed economiche. Per quanto riguarda le loro prestazioni ambientali, una questione molto importante deve essere ancora risolta, ovvero l’uso di refrigeranti con potenziale emissione di ozono pari a zero e potenziale di riscaldamento molto basso. Il progetto NXTHPG (“Next generation of heat pumps working with natural fluids”), finanziato dall’UE, sta facendo un grande passo in avanti per superare le barriere che ostacolano l’uso diffuso dei refrigeranti naturali. Esso annuncia una nuova generazione di pompe di calore basate su idrocarburi e CO2 che sono perfettamente realizzabili e commercialmente competitive. NXTHPG mira a raggiungere un’efficienza più elevata, con un miglioramento del 10-20 % per quanto riguarda il coefficiente di prestazione stagionale, riducendo allo stesso tempo l’impronta ecologica. L’obbiettivo è quello di ridurre l’impatto totale equivalente di riscaldamento del 20 % in confronto alle tecnologie all’avanguardia delle pompe a calore con idrofluorocarburi e idrofluoroolefine o ad assorbimento. Degli sforzi saranno dedicati a mantenere i costi allo stesso livello o leggermente più alti (10 %), allo scopo di portare una nuova tecnologia sicura, efficiente e conveniente sul mercato. In questa direzione, sono stati identificati cinque casi o prototipi (3 per gli idrocarburi e 2 per la CO2), fabbricati e testati dai membri del progetto: CASO 1 è una pompa di calore (HP) aria/acqua da 40kW per la produzione di acqua calda per il riscaldamento che copre anche la bassa domanda di acqua calda domestica (DHW, domestica hot water) con l’uso di un desurriscaldatore. L’unità è reversibile sul circuito refrigerante, e quindi fornisce riscaldamento e raffreddamento. CASO 2 è una HP geotermica da 60 kW per la produzione di acqua calda per il riscaldamento che copre anche una bassa domanda di DHW con l’uso di un desurriscaldatore. Essa è reversibile sul circuito refrigerante, e quindi fornisce riscaldamento e raffreddamento. CASO 3 consiste in una HP da 50 kW con booster da un circuito neutro di acqua, (10-30 ºC) (recupero di calore disperso dalla condensazione (25-30 ºC) o acqua di scarico (10-15 ºC)) fino a 60 ºC per la produzione di DHW. CASO 4 è una HP aria/acqua da 30 kW per la produzione di acqua calda a 60ºC o fino a 80 ºC per applicazioni a temperature elevate. CASO 5 è una HP aria/acqua da 50kW per applicazioni di riscaldamento. Esso prende di mira il mercato delle ristrutturazioni per la sostituzione di vecchi sistemi di riscaldamento con caldaia a gas (case con 5-6 famiglie) con radiatori ad alte temperature come unità terminali. I risultati della prima campagna di esperimenti sono molto promettenti. Nel caso dei prototipi per la produzione di DHW, sono stati misurati HP COP molto elevati, ottenendo valori superiori a 5 per il CASO 3 (HP booster acqua/acqua che funziona con propano) e superiori a 4 per il CASO 4 (HP aria/acqua che funziona con CO2) nella maggior parte delle condizioni di funzionamento.
Parole chiave
Liquidi naturali, riscaldamento e raffreddamento, refrigeranti naturali, pompe calore, impronta ecologica
