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22/06/2010

Energia rinnovabile aerotermica: aria calda o aria fritta?

Anche sotto lo zero termico l'aria contiene energia termica che può essere convenientemente sfruttata dalla pompa di calore ad assorbimento a gas

Energia rinnovabile aerotermica: aria calda o aria fritta?
Per “energie rinnovabili” intendiamo quelle forme di energia generate da fonti che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano o non sono “esauribili” nella scala dei tempi “umani” e, per estensione, il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future.

La Direttiva europea 2009/28/CE, recepita dall'Italia con la Legge Comunitaria 2009, approvata dal Parlamento il 12 maggio 2010 e pubblicata nella Legge 96/2010 del 4 giugno 2010, sulla GU n°146 del 25 giugno 2010, relativa all'uso dell’energia da fonti rinnovabili, riconosce come tali (art. 2 – definizioni) l’energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas.

Vediamo cos'è e come si può sfruttare la fonte di energia rinnovabile AEROTERMICA.

L’energia aerotermica può essere sinteticamente indicata come il calore presente nell'aria esterna, anche se questa apparentemente è a bassa temperatura per il nostro clima, cioè secondo la nostra percezione. In realtà infatti anche a temperature inferiori allo zero, l’aria ha ancora un contenuto termico che può essere vantaggiosamente utilizzato se questa viene fatta passare all’esterno di una batteria alettata al cui interno circola un fluido a temperature ancora più basse.

L’aria ha un contenuto energetico sfruttabile anche a temperature molto basse, a patto di possedere lo strumento idoneo a sfruttare questo calore. La parte principale di questo calore viene depositato nell’aria dalle radiazioni solari nel momento in cui queste attraversano l’atmosfera.

La temperatura media dell’aria è fortemente variabile nel corso dell’anno e varia inoltre a seconda della località considerata, in quanto influenzabile da fattori quali l’esposizione solare, la presenza di venti più o meno intensi e altri fattori climatici analoghi.

La tecnologia delle pompe di calore aerotermiche tuttavia ha permesso di sfruttare anche questo calore, realizzando unità 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%.

Le pompe di calore ad aria infatti permettono di estrarre il calore a bassa entalpia presente nell’aria ambiente e trasferirlo ad un fluido termovettore al servizio degli ambienti climatizzati. Spesso questo processo può essere invertito per realizzare alternativamente il riscaldamento invernale o il condizionamento estivo con le medesime apparecchiature.

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.
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.
Altri fluidi refrigeranti, tipicamente quelli utilizzati nelle macchine ad assorbimento a gas metano (che utilizzano come fluido refrigerante l’ammoniaca), permettono di garantire un buon funzionamento (efficienza superiore al 110%) fino a –20°C.

Quindi in qualunque punto del pianeta in cui abbiamo la possibilità di accedere a una quantità sufficiente di aria è quasi sempre possibile sfruttare questo contributo gratuito per produrre potenza termica ad elevatissima efficienza. Per questo motivo, le pompe di calore aerotermiche trovano la loro collocazione ideale all’esterno degli edifici, essendo progettate per resistere alle condizioni climatiche esterne e sfruttarne il calore contenuto.

Non dimentichiamo infine 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).

L’energia rinnovabile aerotermica ci permette quindi di realizzare impianti termici che possono sfruttare energia rinnovabile in percentuali molto elevate senza pesare in maniera eccessiva sui costi di realizzazione dell’impianto. E, scegliendo la tecnologia giusta, non c’è quasi nessuna situazione in cui non si possa trovare la maniera di recuperare questo contributo che, anche questa volta, la natura ci mette a disposizione gratuitamente, 24 ore al giorno, per 365 giorni all’anno.

 

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