La pompa di calore è un sistema efficiente e sempre più diffuso (anche grazie alla spinta dell’ecobonus fiscale) per produrre sia caldo che freddo. E si presenta come soluzione ideale quando si valuta una sostituzione globale del proprio impianto puntando a un sistema unico di riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria.
Tramite un fluido (aria o acqua), l’apparecchio trasferisce in un ambiente interno il calore presente in una sorgente esterna (aria, acqua o terreno), con temperatura più bassa. Invertendo le funzioni, riesce a trasferire il calore dall’edificio verso l’esterno e raffrescare quindi gli ambienti.
L’efficienza dipende però molto dal contesto climatico, perché le pompe di calore soffrono il thermal lift, vale a dire la differenza di temperatura tra la fonte e l’ambiente in cui deve essere trasportato. «Lavorando sul differenziale di temperatura, la pompa di calore funziona bene quando lo scambio termico non è elevato. Significa che se la temperatura esterna dell’aria (la sorgente tipica e più diffusa, ndr) cala oltre una certa soglia ed è troppo fredda, ne risentono anche le capacità reali della macchina – spiega Davide Chiaroni, vice direttore Energy Strategy Group del Politecnico di Milano – «Ragion per cui in certe situazioni estreme è opportuno affiancarvi una caldaia di supporto».
Anche per ovviare a questo problema, ed evitare le possibili perdite di efficienza, la giovane azienda sammarinese Lucas ha ideato una pompa di calore elettrica (aria-acqua) ibrida, dotata di una nuova tecnologia elettromeccanica che usa il fenomeno fisico della cavitazione controllata per garantire una continua produzione di calore ad alta temperatura (e a basso costo). L’apparecchio, che si chiama Bernoulli Hybrid ed è nato ufficialmente sei mesi fa, sfrutta in sostanza due principi.
Come funziona la pompa di calore ibrida
Il primo principio è quello che contraddistingue tutte le pompe di calore, cioè la capacità di “rubare” l’energia termica all’esterno per renderla disponibile all’ambiente interno. Il secondo riguarda invece la successiva fase di riscaldamento e si basa appunto sul fenomeno della cavitazione. Di che si tratta? «Una turbina lavora in una camera stagna per produrre una forte depressione. La cavitazione – spiegano dall’azienda – avviene rompendo meccanicamente i legami idrogeno tra le varie molecole d’acqua, creando il passaggio di stato da liquido a gassoso e causando una rapida espansione dei gas (vapore acqueo). Quest’ultima continua finché la tensione superficiale del liquido attorno alla bolla di vapore acqueo è superiore alla forza di depressione effettuata meccanicamente dalla turbina».
Da quel momento la bolla comincia la fase di compressione, in cui genera calore. Per intenderci, una singola bolla riesce a sviluppare una temperatura superiore a quella della superficie solare. Le bolle sono però molto piccole (si parla di qualche micron) e di durata limitata (nanosecondi). Così il brevetto della Lucas consiste proprio nel riuscire a creare un effetto costante, una continua esplosione di tantissime bolle contemporaneamente, che dà la possibilità di cedere molta energia termica all’utenza, «con rendimenti e temperature uniche».
Target di clientela e convenienza
Un centinaio di apparecchi sono già stati installati in condomini e aziende. E la taglia più venduta è quella da 40 kW, che costa poco più di 20mila euro e che – contando i risparmi energetici, la detrazione fiscale al 65% (verosimilmente prorogata anche per il 2016) – può ripagarsi in due-tre anni.
«Per le sue caratteristiche, Bernoulli Hybrid si rivolge a un target di clientela composto da ville molto grandi, villette a schiera che hanno un sistema centralizzato, condomini, aziende, alberghi. Non abbiamo ancora la potenza adatta per i singoli appartamenti (la più piccola è da 24 kW, ndr)», afferma Luca Spiga, ceo della Lucas. «I nostri clienti ideali sono le nuove costruzioni, o chi ha un impianto a gasolio o gpl, in zone dove portare il combustibile è difficile ed è quindi conveniente passare alla sola alimentazione elettrica. In un condominio degli anni ’70 con circa 30 abitazioni abbiamo installato – in sostituzione di uno a gasolio – un impianto da 150 kW all-in-one che è costato 80mila euro e si ripaga in meno di due anni. Su questi consumi medi, rispetto alla classica caldaia a metano, il nostro sistema consente infatti di risparmiare il 49% della spesa; rispetto ad una a gasolio, il vantaggio è addirittura del 64 per cento».
Automazione, progettazione, manutenzione e garanzia
I prodotti sono tutti chiavi in mano, pre-assemblati per risparmiare tempo e materiali in fase di installazione (di norma, basta completarla con l’allacciamento di 4 tubi). E hanno un’interfaccia touch screen con collegamento da remoto, per visionare e modificare ogni parametro, con schermata fruibile in mobilità da qualsiasi device. Il sistema, con la sua partizione tra unità esterna (bassa temeratura) e interna (alta temperatura) è interamente gestito da un computer che controlla, analizza e memorizza ogni cambiamento. E adatta il funzionamento alle richieste e alle abitudini dell’utente.
Si può a questo punto obiettare che la cavitazione è nota sì per gli effetti termici, ma anche perché genera usura sui materiali (pensiamo alle eliche dei motori, o alle pale delle turbine ad acqua…). «Grazie ad un algoritmo – risponde Spiga – il punto focale della cavitazione si concentra sempre in un punto dove c’è solo acqua, quindi lontano dalle parti metalliche. Offriamo comunque 5 anni di garanzia, più altri 5 di estensione; e lungo la vita utile dell’impianto, di oltre vent’anni, sostituiamo ogni 5 anni i gruppi cuscinetto. Diamo poi la certezza di un’unica assistenza in grado di intervenire in modo rapido e competente sull’intero sistema».
Fonte: Il Sole 24 Ore
