La generazione di acqua calda per uso sanitario nei sistemi ibridi può essere realizzata tramite l'impiego esclusivo della caldaia a gas oppure mediante la combinazione di entrambi i generatori di calore.
La produzione di acqua calda sanitaria mediante l'uso combinato di una pompa di calore e di una caldaia rappresenta un sistema efficiente e flessibile. La pompa di calore contribuisce alla produzione di acqua calda sfruttando l'energia termica presente nell'ambiente circostante e massimizza l'efficienza energetica, sfruttando le fonti rinnovabili. La caldaia entra in azione quando la temperatura esterna è troppo bassa per la pompa di calore, che non è in grado di operare in modo efficiente.
LA GENERAZIONE DELL'ACQUA CALDA TRAMITE LA CALDAIA A GAS
Se la produzione dell'acqua calda sanitaria è affidata esclusivamente alla caldaia i vantaggi includono:
- Semplicità impiantistica: facilità di installazione e gestione dell'impianto
- Possibilità di produrre acqua ad elevata temperatura: l'uso di serbatoi di dimensioni ridotte o scambiatori istantanei ideali per situazioni in cui lo spazio è limitato.
- Disinfezione termica senza ausiliari quali le resistenze elettriche.
Dal punto di vista energetico questa soluzione non sfrutta appieno l'efficienza dei sistemi ibridi poiché si basa principalmente sulla parte di generazione con maggior consumo energetico e maggiori emissioni. È adottata per impianti semplici o in situazioni in cui lo spazio è limitato, ed è spesso utilizzata per la riqualificazione di impianti domestici esistenti.
Un beneficio aggiuntivo di questa soluzione risiede nel fatto che non richiede l'inversione del ciclo frigorifero delle pompe di calore, specialmente quando queste sono impiegate per il raffrescamento.
GENERAZIONE DELL'ACQUA CALDA IN COMBINAZIONE TRA CALDAIA E POMPA DI CALORE
Il sistema di produzione dell'acqua calda, che combina la caldaia con la pompa di calore, rappresenta la soluzione più efficiente poiché sfrutta appieno le capacità di entrambi i generatori. Offre quindi un equilibrio tra sostenibilità e affidabilità, garantendo una soluzione completa e adattabile per le esigenze di riscaldamento dell'acqua in diverse condizioni ambientali.
L'acqua calda viene prodotta attraverso uno o più serbatoi di accumulo. La pompa di calore viene utilizzata per riscaldare l'acqua fino a una temperatura di circa 40–45 °C all'interno del serbatoio di accumulo; la caldaia viene impiegata per aumentare ulteriormente la temperatura dell'acqua fino a un valore compreso tra i 50 °C e i 65 °C. Le configurazioni impiantistiche per questo tipo di preparazione sono varie, ma le più comuni sono riportate di seguito.
SINGOLO BOLLITORE CON DUE SERPENTINI
Il sistema è caratterizzato dalla connessione della pompa di calore allo scambiatore inferiore del bollitore, dove l'acqua è a temperatura più bassa, mentre lo scambiatore superiore è collegato alla caldaia. Questa configurazione, oltre a essere economica e compatta, necessita di un'appropriata stratificazione dell'acqua nel bollitore. Tale disposizione risulta particolarmente idonea in contesti caratterizzati da un uso limitato di acqua calda sanitaria, come nel caso di residenze o uffici.
DOPPIO BOLLITORE
La gestione del sistema prevede l'impiego di un primo bollitore di preriscaldamento gestito dalla pompa di calore, mentre un secondo bollitore è alimentato da un generatore a gas. Questa configurazione consente un controllo preciso delle temperature in entrambi i bollitori, tuttavia, è essenziale sottolineare che risulta essere più ingombrante e dispendiosa. Questo approccio è frequentemente adottato in contesti con un elevato consumo di acqua calda sanitaria, come hotel, ospedali e case di cura, dove la priorità è assicurare una fornitura affidabile e costante di acqua calda.
Nei sistemi ibridi, è possibile dare priorità al servizio di acqua calda sanitaria o alla produzione di acqua refrigerata. Dal punto di vista energetico, di solito ci orienta verso la priorità della produzione di acqua calda sanitaria. Tuttavia, in specifici contesti, come gli edifici adibiti a uffici in cui una sospensione del servizio di climatizzazione potrebbe causare disagi, si potrebbe preferire la produzione di acqua refrigerata anziché quella di acqua calda sanitaria. Entrambe queste soluzioni possono essere implementate attraverso l'uso di scambiatori esterni e serbatoi di accumulo dedicati all'acqua tecnica.
