Un impianto ibrido è un sistema di climatizzazione che combina due diverse tecnologie per aumentare l'efficienza energetica e garantire un comfort termico in modo flessibile.
Ad oggi il sistema maggiormente utilizzato risulta quello che combina una pompa di calore aria-acqua e una caldaia a gas a condensazione, unite per sfruttare al meglio le caratteristiche di entrambe le tecnologie in base alle condizioni ambientali e alle esigenze di riscaldamento.
La pompa di calore utilizza l'energia termica presente nell'aria esterna per riscaldare l'acqua dell’impianto, ed è considerata generatore primario del sistema.
La pompa di calore lavora in modo efficiente quando le temperature esterne non sono troppo rigide, al di sotto di un valore limite entra in funzione il secondo componente del sistema, la caldaia. La caldaia ha la funzione di backup o di supporto e consente alla pompa di calore di operare in condizioni ottimali in modo da contenere la potenza di picco e di lavorare con una buona saturazione di carico.
Il sistema ibrido è dotato di un controllo automatico che determina quale generatore, pompa di calore o caldaia, debba attivarsi in base alle condizioni esterne ed alle esigenze di riscaldamento dell'edificio. In alcuni casi si può rendere necessario un funzionamento dei due generatori in contemporanea.
I VANTAGGI DI UN SISTEMA IBRIDO
- Efficienza energetica: La pompa di calore è un sistema molto efficiente dal punto di vista del consumo dell’energia primaria, anche se spesso l'utilizzo di un sistema ibrido privilegia il risparmio economico.
- Flessibilità: Il sistema ibrido si adatta meglio alle condizioni esterne e alle fluttuazioni del prezzo dell’energia di un sistema con monogeneratore.
- Risparmio economico: Il sistema di controllo che decide l’intervento dei due generatori può essere impostato su un principio di minimizzazione dei costi di gestione.
- Affidabilità: Il sistema ibrido, potendo contare su due fonti di energia termica, risulta intrinsecamente più affidabile di un sistema monogeneratore.
SISTEMI FACTORY-MADE
I sistemi ibridi assemblati in fabbrica, factory-made, sono sistemi progettati, prodotti e garantiti da un unico fabbricante; possono essere costituiti da due generatori distinti (tipo A), denominati dal fabbricante pompa di calore e caldaia a condensazione, da un unico blocco (tipo B), contenente sia il gruppo funzionale a combustione a condensazione che il gruppo funzionale a pompa di calore oppure da due unità (tipo C), una esterna costituita dalla motocondensante/compressore del gruppo funzionale a pompa di calore, e una interna che contiene sia il gruppo funzionale a combustione a condensazione che una parte dei componenti del gruppo funzionale a pompa di calore. La regolazione è sempre fornita dal fabbricante del sistema ibrido factory-made.
In genere i sistemi factory-made trovano ampio impiego negli impianti di piccola taglia per risparmio di tempo di installazione e di spazio.
SISTEMI ASSEMBLATI
Un sistema ibrido assemblato in cantiere combina componenti e generatori prodotti da fabbricanti diversi per creare soluzioni su misura direttamente nel luogo di installazione. Questo approccio presenta diversi vantaggi.
Adattabilità personalizzata. Offre un alto grado di adattabilità alle specifiche esigenze del progetto e del cliente. È possibile progettare e costruire soluzioni su misura che rispondono in modo ottimale alle esigenze dell'ambiente, dell'applicazione o dell'utente finale.
Flessibilità durante la realizzazione dell’impianto. In alcuni casi le condizioni del sito o i requisiti cambiano durante la costruzione per cui la possibilità di apportare modifiche in loco può essere preziosa in queste situazioni.
Possibilità di aggiungere in seconda battuta una pompa di calore ad un impianto esistente con caldaia a condensazione, nel caso in cui vi siano tutte le corrette condizioni di struttura e impianto.
Un sistema ibrido assemblato in cantiere offre quindi una combinazione di personalizzazione, adattabilità e controllo, consentendo di ottenere soluzioni su misura. Tuttavia, è importante progettare attentamente e coordinare l'assemblaggio in cantiere per massimizzare questi vantaggi. Infatti, il maggiore onere di progettazione e la necessità di un’installazione altamente specializzata rendono questi sistemi maggiormente appetibili per installazioni medio grandi od ove vi è una necessità imprescindibile di personalizzazione del sistema.
I sistemi assemblati possono essere di due tipologie: monogeneratore o plurigeneratori.
MONOGENERATORE
I monogeneratori sono costituiti da una pompa di calore e da una caldaia. Presentano molti vantaggi, ma anche una serie di svantaggi che vanno presi in considerazione quando si effettua la scelta, i principali sono riportati di seguito.
Minore affidabilità: un sistema con un singolo generatore potrebbe essere suscettibile a guasti nel caso in cui il generatore stesso riscontri problemi. In situazioni di malfunzionamento o necessità di manutenzione, l'intero sistema potrebbe essere costretto a operare a capacità ridotta, generando potenziali disagi e, in alcuni casi, interruzioni nei servizi.
Sotto-utilizzazione: un sistema monogeneratore potrebbe essere sovradimensionato rispetto alle effettive esigenze dell'edificio o dell'applicazione; la conseguenza si tradurrebbe in un'efficienza energetica ridotta e a un aumento dei costi operativi, specialmente se il generatore è costantemente utilizzato a carico parziale. Questa situazione è comune nei grandi edifici che non presentano tassi di utilizzo costanti.
Limiti di scalabilità: questi sistemi sono meno adatti per edifici o applicazioni che richiedono espansione o che possano avere esigenze variabili nel tempo. L'aggiunta successiva di capacità potrebbe richiedere investimenti significativi o potrebbe addirittura non essere fattibile.
Per questi motivi, i sistemi monogeneratore sono spesso preferiti nei contesti di piccola o media potenza perché offrono una soluzione più semplice, economica ed efficiente per soddisfare le esigenze di riscaldamento o raffreddamento dell'edificio.
PLURIGENERATORE O MODULARI
I plurigeneratori o sistemi modulari sono costituiti da più pompe di calore e caldaie. I punti di forza di questa configurazione sono riportati di seguito.
Affidabilità: uno dei vantaggi chiave dei sistemi plurigeneratore è la ridondanza. Con più generatori in funzione, nel caso di guasto o della necessità di manutenzione di uno dei moduli, gli altri possono continuare a fornire energia termica riducendo al minimo le interruzioni di servizio.
Efficienza e ottimizzazione: in un sistema plurigeneratore ben progettato è possibile ottimizzare l'uso dei generatori in tempo reale facendo lavorare la combinazione di generatori più conveniente in base alle esigenze di carico, temperatura operativa e condizioni climatiche esterne. Questo migliora l'efficienza energetica complessiva del sistema e riduce i costi operativi.
Scalabilità: i sistemi plurigeneratore sono facilmente scalabili. È possibile aggiungere o rimuovere generatori in base alle esigenze dell'edificio o dell'applicazione, il che li rende adatti per situazioni in cui le condizioni operative possono variare nel tempo.
Le installazioni plurigeneratore richiedono un maggiore investimento, maggior tempo per la regolazione, maggiori oneri per la manutenzione e maggiori spazi di installazione. Per questi motivi sono adottati in contesti dove è richiesta una potenzialità di generazione medio-alta.
