Energia rinnovabile aerotermica: aria calda o aria fritta?
Cos'è l'energia aerotermica o aerotermia
L'energia aerotermica, o aerotermia, è una fonte di energia rinnovabile che sfrutta il calore presente nell'aria esterna per produrre energia termica utilizzabile per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria.
Anche durante l'inverno, quando l'aria può sembrare troppo fredda per generare calore, le pompe di calore aerotermiche sono in grado di estrarre energia termica anche a temperature molto basse, fino a -20°C.
Definizione di energia rinnovabile
Le energie rinnovabili sono forme di energia che si rigenerano naturalmente e non si esauriscono nel tempo, come avviene invece per le fonti fossili. L'utilizzo di queste energie non compromette le risorse per le generazioni future.
Le fonti rinnovabili più comuni sono l'energia solare, eolica, idroelettrica, geotermica, aerotermica e altre come biomassa e biogas.
Le direttive europee sull'energia rinnovabile
Secondo la Direttiva europea 2009/28/CE e il recepimento italiano attraverso la Legge 96/2010, l'energia aerotermica viene riconosciuta come una delle fonti di energia rinnovabile.
Questa direttiva stabilisce un quadro giuridico per promuovere l'uso di energie rinnovabili nei paesi dell'Unione Europea, riconoscendo, tra le altre, l'energia aerotermica come valida risorsa.
Come funzionano le pompe di calore aerotermiche
Le pompe di calore aerotermiche prelevano energia termica dall'aria esterna e la trasferiscono a un fluido termovettore, che viene poi distribuito negli ambienti per riscaldare o raffrescare.
Le unità di assorbimento a gas utilizzano un mix di acqua e ammoniaca come fluido, permettendo il funzionamento anche a temperature molto rigide, fino a -20°C.
Aerotermia: come funziona?
Il funzionamento dell’aerotermia si basa su uno scambio di calore tra l'aria esterna e il sistema di riscaldamento, con l'aiuto di una pompa di calore. Questa cattura il calore dall'aria, anche fredda, e lo trasferisce a un fluido refrigerante che evapora, assorbendo l’energia termica. Questo processo, che coinvolge quattro fasi principali, permette l'utilizzo del calore per riscaldare pavimenti, radiatori, produrre acqua calda sanitaria e persino riscaldare piscine.
Le fasi principali del processo
- L'aria esterna cede calore a un evaporatore, dove il fluido refrigerante assorbe il calore.
- Il fluido refrigerante, ora in fase gassosa, viene compresso, aumentando la sua temperatura.
- Il gas passa attraverso un condensatore, rilasciando il calore accumulato.
- Il refrigerante si espande nuovamente, abbassando la temperatura e completando il ciclo.
Come viene sfruttata l'energia nell'aria
Anche con temperature sotto lo zero, l'aria contiene calore che può essere recuperato. Questo è possibile grazie a tecnologie come le pompe di calore aerotermiche, che sfruttano la radiazione solare che riscalda l'atmosfera.
Sebbene la quantità di energia disponibile possa variare in base alle condizioni climatiche, l'aerotermia rappresenta una fonte rinnovabile continua e accessibile.
I vantaggi dell'aerotermia
L’aerotermia rappresenta una delle soluzioni più vantaggiose e sostenibili per il riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda. Ecco i principali benefici offerti da questa tecnologia:
- Minor utilizzo di carburante: l’aerotermia sfrutta l’aria come fonte di energia, permettendo di diminuire lo stoccaggio di combustibili e rendendo l’impianto più sicuro.
- Nessun camino o canna fumaria: non producendo fumi o emissioni, l'aerotermia non richiede l'installazione di camini o canne fumarie, semplificando l’installazione.
- Minore manutenzione: rispetto ai sistemi tradizionali, le pompe di calore necessitano di meno interventi di manutenzione, riducendo costi e impegni a lungo termine.
- Riscaldamento, acqua calda e raffrescamento in un unico sistema: un sistema aerotermico è versatile, fornendo comfort in tutte le stagioni.
- Energia rinnovabile: l'aerotermia utilizza una fonte inesauribile e gratuita, contribuendo alla riduzione dell’impatto ambientale.
- Risparmio ed efficienza energetica: grazie all’elevata efficienza, l’aerotermia permette di abbattere i costi energetici, offrendo un notevole risparmio nel lungo termine.
Gli svantaggi dell'aerotermia
L'aerotermia presenta alcuni svantaggi da considerare, tra cui, nelle pompe di calore elettriche, una riduzione di efficienza a temperature molto basse, che potrebbe richiedere un riscaldamento ausiliario.
I costi di installazione iniziali sono generalmente più elevati rispetto ai sistemi tradizionali, anche se si ammortizzano con i risparmi energetici a lungo termine.
Inoltre, l'unità esterna necessita di uno spazio adeguato e può generare un ronzio che potrebbe risultare fastidioso in alcuni contesti residenziali.
L'efficienza delle pompe di calore aerotermiche
La tecnologia delle pompe di calore aerotermiche permette di sfruttare il calore presente nell'aria, realizzando unità (nella gamma Robur le pompe di calore GAHP-A e GAHP-AR) che possono estrarlo dall'aria per trasferirlo negli ambienti riscaldati anche, come nel caso delle pompe di calore ad assorbimento a gas metano, con una temperatura esterna di -20°C, con efficienze ampiamente superiori al 100%.
Riscaldamento e condizionamento con pompe di calore
Queste pompe possono essere utilizzate sia per il riscaldamento invernale che per il condizionamento estivo, invertendo il ciclo di funzionamento.
Lo stesso impianto può quindi essere sfruttato tutto l'anno, offrendo comfort in ogni stagione.
Il ruolo dei fluidi frigoriferi
Il funzionamento si basa sulla presenza nella pompa di calore di un fluido frigorifero che evapora per effetto del calore dell’aria esterna, per poi essere condensato cedendo calore al fluido termovettore.
Temperature limite di funzionamento
Il limite inferiore di temperatura a cui questo processo può avvenire è funzione delle caratteristiche del fluido refrigerante stesso. Tipicamente i fluidi refrigeranti a base HFC (idrofluorocarburi, più conosciuti sotto i nomi commerciali R407 e R410, definiti un po’ impropriamente “ecologici”) impiegati dalla quasi totalità delle pompe di calore elettriche, presentano sensibili cadute di prestazioni per temperature dell’aria esterna sotto 0°C, per arrivare all'impossibilità di funzionamento a temperature indicativamente sotto i –10°C.
Alternative per temperature rigide: l'ammoniaca
Le pompe di calore ad assorbimento a gas metano, che utilizzano ammoniaca come fluido refrigerante, possono operare efficacemente fino a -20°C, con un'efficienza che supera il 110%.
Accessibilità e versatilità delle pompe di calore aerotermiche
In qualsiasi parte del mondo dove sia possibile accedere a una quantità sufficiente di aria, è possibile sfruttare l’aerotermia per produrre energia termica ad alta efficienza.
Queste pompe sono progettate per resistere alle condizioni esterne e sfruttare il calore presente nell’aria.
Vantaggi delle pompe di calore aerotermiche
Non dimentichiamo che, proprio perché sfruttano l’aria, queste macchine non hanno bisogno né di costosi lavori di scavo per sonde o pozzi, né prestano il fianco al rischio di esaurimento della fonte rinnovabile (come purtroppo potrebbe avvenire per gli acquiferi, sotterranei o superficiali) o di sua consistente alterazione nel corso del tempo (come potrebbe avvenire per i sistemi geotermici).
Conclusioni: l'energia aerotermica come scelta sostenibile
L’energia aerotermica rappresenta una scelta sostenibile, offrendo la possibilità di installare impianti termici ad alta efficienza e sfruttando una fonte di energia rinnovabile sempre disponibile.
Con la giusta tecnologia, è possibile ottenere un contributo energetico gratuito, riducendo i costi e l’impatto ambientale. L’aerotermia ci offre una soluzione sostenibile per riscaldare, raffrescare e produrre acqua calda, 365 giorni l’anno.
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