Una caldaia ibrida, o sistema ibrido, permette di sfruttare i benefici della pompa di calore anche in vecchi edifici mantenendo i termosifoni.
Indice:
- Il concetto del sistema ibrido: maggiore sostenibilità e flessibilità
- Cosa è una caldaia ibrida
- Come si alimenta una caldaia ibrida
- I vantaggi di una caldaia ibrida
- Come funziona un sistema ibrido con caldaia e pompa di calore
- Quando conviene montare una caldaia ibrida
- Il funzionamento con i termosifoni
- Quanti kW servono per una caldaia ibrida in un’abitazione?
- Quanto si risparmia con una caldaia ibrida
Il concetto del sistema ibrido: maggiore sostenibilità e flessibilità
I “sistemi ibridi” (chiamati anche caldaie ibride o pompe di calore ibride) sono soluzioni per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria caratterizzate dalla possibilità di utilizzare diversi sistemi e fonti energetiche per il loro funzionamento: generalmente fonti fossili ed elettricità.
È esattamente lo stesso concetto dei veicoli ibridi che integrano un tradizionale motore a combustione interna e uno elettrico. Nel caso che stiamo analizzando, si tratta dell’abbinamento tra una caldaia a condensazione a gas e una pompa di calore elettrica.
Perché è utile combinare due diversi sistemi di riscaldamento?
Perché si possono sfruttare le migliori caratteristiche di ciascun generatore di calore, ottenendo comfort garantito, meno emissioni (per la presenza della pompa di calore) e anche bollette meno salate.
Grazie alla flessibilità e alla possibilità di adattarsi a molti tipi di abitazioni, i sistemi ibridi permettono di risolvere il problema dell’impatto ambientale del riscaldamento degli edifici dove non è possibile installare solo la pompa di calore, comprese le vecchie case con i termosifoni.
Cosa è una caldaia ibrida
Una caldaia ibrida, o pompa di calore ibrida, è un sistema di riscaldamento composto da due differenti generatori di calore che funzionano in modo “sinergico”:
-
caldaia a condensazione a gas;
-
pompa di calore idronica (ossia che riscalda l’acqua dell’impianto, come la caldaia).
Le caldaie ibride possono essere installate sfruttando l’Ecobonus 65% e il Conto Termico, ma per farlo devono rispettare alcuni requisiti: sia la caldaia a condensazione che la pompa di calore devono garantire determinati rendimenti e il sistema deve essere certificato come “Factory made”, ossia progettato e realizzato appositamente da un unico costruttore.
Non è, quindi, possibile utilizzare una caldaia a condensazione già presente in casa e montare anche una pompa di calore per ottenere un sistema ibrido.
Inoltre, il rapporto tra la potenza termica nominale della pompa di calore e la potenza termica nominale della caldaia deve essere ≤ 0,5. In sostanza, la potenza pompa di calore deve essere al massimo la metà di quella della caldaia.
Questa imposizione ha in realtà una logica. Bisogna, infatti, distinguere tra potenza della macchina e fabbisogno energetico durante la stagione invernale.
Quando si vuole installare una nuova caldaia o pompa di calore (anche ibrida), il primo passo è calcolare la potenza termica necessaria. > Leggi approfondimento
Va ricordato che la potenza della macchina (nel sistema ibrido la potenza maggiore è a carico della caldaia) viene scelta in funzione del carico massimo dell’edificio. Questo carico si verifica pochissime ore all’anno.
La maggior parte del funzionamento della macchina durante l’inverno si verifica a temperature decisamente più elevate rispetto a quella minima di progetto. Questo fa si che, ad esempio, una macchina dimensionata al 30% rispetto alla potenza massima in realtà copra fino all’80% del fabbisogno energetico complessivo dell’abitazione.
Come si alimenta una caldaia ibrida
Una caldaia ibrida funziona con il gas che serve alla caldaia a condensazione e con l’elettricità consumata dalla pompa di calore.
Una pompa di calore, però, non sfrutta solo l’elettricità, ma anche una fonte rinnovabile già presente: generalmente l’energia termica dell’aria esterna.
Grazie alla compressione e alla decompressione ciclica di particolari gas, il calore contenuto in queste sorgenti viene trasferito dalla pompa di calore dentro gli ambienti di un’abitazione. Inoltre, invertendo il ciclo di funzionamento una pompa di calore può anche raffrescare, esattamente come fa un frigorifero.
Con questo ciclo termodinamico una pompa di calore “moltiplica” l’energia contenuta nell’elettricità, riuscendo a restituirne in calore fino a 5 o 6 volte di più. Si può facilmente comprendere si tratti di un grande alleato in termini di riduzione dei consumi di energia e di sostenibilità ambientale, ben più di una caldaia a condensazione a gas che è comunque un sistema molto efficiente.
C’è però da considerare una specifica caratteristica di questo generatore di calore: a differenza di una caldaia che funziona con la stessa efficienza indipendentemente dalle condizioni esterne, la pompa di calore funziona con rendimenti alti (quindi è più efficiente) con temperature dell’acqua dell’impianto basse (attorno ai 35-40°C).
Altrimenti consuma di più e in alcuni casi (ad esempio appunto case molto vecchie e non isolate e caloriferi piccoli) può manifestarsi il rischio che non garantisca il comfort adeguato.
Installazione pompa di calore in vecchi edifici. Sì o no? > Leggi approfondimento
I vantaggi di una caldaia ibrida
Le caldaie e le pompe di calore sono entrambe basate su tecnologie consolidate, ma nell’innovativa versione ibrida sono abbastanza recenti. Il successo, spinto indubbiamente dagli incentivi come il Superbonus, è legato al fatto che in molti casi rappresentano la vera soluzione.
Grazie a una caldaia ibrida, infatti, si ottengono contemporaneamente questi vantaggi:
- utilizzo delle fonti rinnovabili grazie alla presenza della pompa di calore
- mantenimento di un comfort domestico ottimale anche in giornate particolarmente fredde
- possibilità di installazione anche in edifici non bene isolati e dotati di impianto con termosifoni
- riduzione dei consumi e dei costi di riscaldamento.
Come funziona un sistema ibrido con caldaia e pompa di calore
Se si trattasse solo dell’affiancamento di una caldaia a condensazione a una pompa di calore non si giustificherebbe il valore aggiunto del “sistema irido”. E infatti non è così.
Il funzionamento di una caldaia ibrida, infatti, è intelligente, grazie alla presenza di un sistema di gestione che fa lavorare la caldaia o la pompa di calore in modo parallelo o alternato in base a quanta energia termica sta richiedendo l’abitazione in quel momento.
Fino a un certo livello di richiesta termica, nei giorni meno freddi, funziona solo la pompa di calore elettrica che garantisce efficienza e sostenibilità superiori, dopodiché - quanto bisogna riscaldare di più perché fuori fa più freddo - subentra la caldaia a condensazione, in affiancamento oppure, se il clima è molto rigido, ad esempio sotto gli 0°C, da sola. Il tutto in maniera automatica senza dover intervenire: il sistema considera in ogni momento la temperatura esterna, la temperatura dell’acqua di mandata dell’impianto ed altri parametri preimpostati.
Funziona in questo modo intelligente, ad esempio, l’ampia gamma di sistemi ibridi Viessmann che permette di impostare il funzionamento dell’uno o dell’altro generatore anche in base al prezzo dell’energia elettrica e del gas.
In ogni caso, il generatore di calore a cui viene data la precedenza è la pompa di calore, che generalmente è dimensionata da progetto per coprire fino all'80% del carico termico annuo dell’abitazione. Solo il 20% viene soddisfatto dalla caldaia che funge, quindi, da supporto quando è necessario.
Quando conviene montare una caldaia ibrida
Ci si potrebbe chiedere:
ma se la pompa di calore è il sistema di riscaldamento più sostenibile ed efficiente, perché bisogna integrare anche una caldaia a condensazione?
Perché, come abbiamo ricordato sopra, la pompa di calore lavora con rendimenti alti solo se ci sono condizioni ottimali che non sempre si verificano. Inoltre, in un sistema ibrido la pompa di calore di solito è dimensionata per il 40%/30% della potenza massima della caldaia.
Inoltre, se i caloriferi non sono particolarmente generosi, quando fa molto freddo la sola pompa di calore può non riuscire a riscaldare abbastanza gli ambienti, in particolare se l’edificio è vecchio e non è presente il cappotto termico. In tutti questi casi il fatto di poter contare anche su una caldaia a condensazione risolve qualsiasi problema.
Nei vecchi condomini con riscaldamento centralizzato la caldaia ibrida può essere la soluzione migliore per raggiungere una maggiore sostenibilità e risparmio in bolletta, ma anche nelle abitazioni unifamiliari non riqualificate situate in zone climatiche rigide.
La valutazione corretta, in ogni caso, va sempre fatta fare a un tecnico esperto che potrà capire se per l’edificio in questione potrà bastare la pompa di calore o se sarà necessario un sistema ibrido.
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Il funzionamento di una caldaia ibrida con termosifoni
La pompa di calore come unico sistema di riscaldamento negli edifici dotati dei classici termosifoni, soprattutto quelli vecchi in ghisa, non è generalmente indicata. Questo perché i termosifoni per scaldare bene alcune volte (come nei casi citati in precedenza) richiedono temperature dell’acqua molto alte (fino a 70 gradi), incompatibili con la maggior parte delle pompe di calore, indicate invece in abbinamento ai pannelli radianti a pavimento, dove scorre acqua a bassa temperatura.
Fanno eccezione alcune soluzioni, come ad esempio le pompe di calore Vitocal 250-A e 252-A di Viessmann che, oltre a utiizzare il refrigerante “verde” R290 (propano), con un GWP100 (Potenziale di riscaldamento globale) molto basso pari a 3, raggiungono temperatura di mandata fino a 70°C (con temperatura esterna fino a -10°C) così da mantenere i radiatori esistenti.
Nel caso in cui l’edificio venga riqualificato con un cappotto termico, allora la sola pompa di calore potrebbe rientrare in gioco, perché si potrebbe ridurre la temperatura dell’acqua nei termosifoni grazie al miglior isolamento.
Un sistema ibrido che affianca alla pompa di calore la caldaia risolve il problema, perché se ci sono le condizioni giuste (ossia quando non fa troppo freddo) fa scorrere nei termosifoni acqua meno calda riscaldata dalla pompa di calore e questa basta comunque ad ottenere la giusta temperatura in casa. In poche parole, possiamo dire che la caldaia ibrida può rappresentare la scelta ideale quando non si può sostituire l’impianto a termosifoni esistente.
Quanti kW servono per una caldaia ibrida in un’abitazione da 100 mq?
La potenza che viene indicata per una caldaia ibrida si riferisce alla caldaia a condensazione: ad esempio, 24 kW o 35 kW, che è l’intervallo di potenza normale delle caldaie nelle abitazioni residenziali. Più alta è la potenza, maggiore è il calore che viene rilasciato.
In un sistema ibrido certificato, la pompa di calore deve avere una potenza non superiore a metà di quella della caldaia: se quest’ultima è da 24 kW, quindi, la pompa di calore potrà al massimo essere da 12 kW.
A livello orientativo una caldaia ibrida da 35 kW (con poma di calore al massimo da 16 kW) basta per un’abitazione di 180 metri quadri, mentre una da 24 kW (con pompa di calore al massimo da 12 kW) è indicata per un appartamento di 100 metri quadri.
Oltre al dato della potenza, in una sistema ibrido bisogna considerare anche altri aspetti. Non tutte le caldaie ibride, infatti, sono uguali e una delle differenze fondamentali riguarda la sua configurazione e lo spazio occupato dentro e fuori casa.
All’interno della gamma di sistemi ibridi Viessmann (8 soluzioni differenti per il mondo residenziale, con caldaie a condensazione fino 35 kW e pompe di calore fino a 16 kW monoblocco o splittate) esistono anche soluzioni compatte e da incasso, per spazi ristretti in appartamento, e pompe di calore split o monoblocco per ville dotate di locale tecnico. Questa diversificazione consente ai prodotti Viessmann di rispondere a diverse esigenze abitative, dalla villa all’appartamento, in contesti di nuove realizzazioni e di ristrutturazioni.
Quanto si risparmia con una caldaia ibrida
Un sistema ibrido costituito da caldaia a condensazione e pompa di calore elettrica non può permetterti di fare a meno del gas, dunque questa bolletta continuerà ad arrivare. Ma i risparmi non mancheranno.
Orientativamente, si può affermare che chi la sceglie ha un risparmio dei consumi di gas fino al 50%. Tutto, dipende, però, da come è stato dimensionato l'impianto e impostato il sistema intelligente che lo regola. In altre parole, da quanto la caldaia entra in funzione in affiancamento oppure in sostituzione della pompa di calore.
Per essere certi di far lavorare il sistema ibrido nel modo più efficiente, ad esempio, bisogna impostare una soglia di temperatura esterna il più bassa possibile per l’avvio della caldaia a condensazione, in modo da far funzionare la pompa di calore il più alto numero di ore possibile, compatibilmente con il suo rendimento e il comfort termico che riesce a fornire.
