Pannelli solari termici combinati con pompa di calore: soluzioni concrete per il risparmio e l'efficienza

I pannelli solari termici (non fotovoltaici), oltre alla produzione di acqua calda sanitaria, possono contribuire al riscaldamento degli ambienti fornendo energia al generatore di calore e riducendo il consumo di combustibile.

In un mondo in cui è sempre più importante utilizzare le risorse in modo responsabile, riducendo per quanto possibile le nostre emissioni di anidride carbonica e limitando al massimo l’uso di combustibili di origine fossile, le fonti rinnovabili sono un fondamentale alleato per permetterci di risparmiare risorse e muoverci in direzione di una reale sostenibilità dei nostri edifici.

Lo ha recentemente confermato anche l’Unione Europea che, attraverso l’Energy Performance of Buildings Directive (EPDB), ha sottolineato l’importanza di muoversi in direzione di un utilizzo sempre più massiccio di energia proveniente da fonti rinnovabili. La direttiva non si limita ad auspicare un’evoluzione in questo senso in tutti gli stati membri dell’UE, ma stabilisce anche una serie di obblighi di efficientamento energetico sempre più stringenti che entreranno ben presto in vigore sia per quanto riguarda gli edifici pubblici che per le abitazioni private, nuove ed esistenti.

L’energia rinnovabile può essere prodotta sfruttando diverse fonti primarie, e tra esse il solare ricopre un ruolo assolutamente centrale: si stima che nel 2021, in Italia, oltre il 20% dell’energia prodotta da fonti rinnovabili sia stata ottenuta proprio tramite impianti a pannelli solari. Impianti di questo tipo possono essere utilizzati per la produzione di energia elettrica (impianti fotovoltaici) ma anche per la produzione di acqua calda, soprattutto sanitaria (ACS): si tratta del cosiddetto “solare termico”, una tipologia di impianto che permette di scaldare l’acqua da utilizzare non solo per i normali usi domestici, ma anche per il riscaldamento.

Ecco in che modo un impianto con pannelli solari termici combinato con un sistema di riscaldamento a pompa di calore può permettere di risparmiare denaro e risorse, ridurre le emissioni ed essere in regola con quanto previsto dalle normative italiane ed europee, garantendo allo stesso tempo il raggiungimento di elevati livelli di comfort all’interno degli edifici.

Come funziona un impianto con pannelli solari termici

Il principio di funzionamento di un impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria è piuttosto semplice: si basa sulla presenza di pannelli solari all’interno dei quali è contenuto un apposito fluido, detto “termovettore”, solitamente acqua additivata con liquido anticongelante, che viene riscaldato per irraggiamento solare. Il fluido termovettore viene convogliato verso un serbatoio di accumulo termico contenente acqua a temperatura più fredda. Il fluido termovettore, circolando in una serpentina a contatto con l’acqua, le cede parte del suo calore riscaldandola e, di conseguenza, si raffredda. Torna così all’esterno del serbatoio verso i collettori solari, dove viene nuovamente scaldato dai raggi solari in un circuito chiuso e continuo di produzione e trasmissione di energia.

Questa soluzione consente di ottenere grandi quantità di acqua calda sfruttando unicamente l’energia del sole, e si rivela particolarmente efficiente nel periodo estivo, quando l’irraggiamento solare è forte e le ore di luce diurna sono molte, a tutto vantaggio dell’accumulo di energia termica necessaria per la produzione di acqua calda per gli usi sanitari.

Impianto solare termico e pompe di calore: ecco come scaldare o rinfrescare la casa sfruttando il sole

L’acqua scaldata tramite un impianto solare termico e conservata all’interno del serbatoio può essere utilizzata, oltre che per i normali usi domestici, anche per contribuire a scaldare l’acqua per il riscaldamento degli ambienti andando ad aiutare il generatore di calore, come ad esempio una pompa di calore elettrica o a gas, e quindi, di fatto, riducendone il consumo di combustibile.

Il serbatoio, infatti, contiene una riserva di energia immagazzinata sottoforma di acqua calda che può essere impiegata per qualsiasi utilizzo e che – specie nelle giornate estive – può facilmente superare l’effettivo fabbisogno domestico, perché per quanta acqua calda si utilizzi, l’impianto è sempre in grado di produrne di nuova pronta per essere convogliata alle utenze.

Il rovescio della medaglia è costituito dal fatto che il sole, come altre fonti rinnovabili, non garantisce una produzione di energia costante e stabile. È quindi facile pensare che, probabilmente, tale sistema non potrà sostenere l’intero fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale, anche se potrà comunque dare il suo contributo nei momenti in cui l’irraggiamento solare è presente.

La combinazione tra impianto solare termico e pompe di calore ad assorbimento risulta vincente proprio per la capacità di ricorrere a fonti energetiche diverse, ottenendo il massimo da ciascuna di esse e facendo quindi crescere la quota di energia prodotta da rinnovabili all’interno del mix energetico necessario per il riscaldamento e il raffrescamento dell’edificio nel suo complesso.

Le pompe di calore ad assorbimento, infatti, sfruttano di per sé energia prodotta da fonti rinnovabili (come l’energia geotermica sfruttata nelle pompe di calore acqua-acqua, o quella aerotermica utilizzata in quelle aria-acqua) e aggiungere a queste fonti rinnovabili anche quella prodotta dall’impianto solare termico, permette di risparmiare risorse e ridurre le emissioni.

L’utilizzo integrato di impianto solare termico e pompa di calore contribuisce, inoltre, al rispetto delle indicazioni provenienti dalle normative italiane (in particolare dal D.lgs. 199/2021, che ha recepito la direttiva UE 2018/2001), che impongono a tutti gli edifici privati nuovi o sottoposti a lavori di ristrutturazione rilevante di utilizzare fonti rinnovabili per almeno il 60%  del fabbisogno energetico totale per la produzione di acqua calda sanitaria, la climatizzazione estiva e il riscaldamento invernale (la percentuale sale al 65% nel caso di edifici pubblici).

In questo scenario, la possibilità di installare una pompa di calore combinata con un impianto solare termico risulta particolarmente vantaggiosa, perché la quota di energia prodotta da fonti rinnovabili è data dalla somma dell’energia sfruttata dall’impianto solare e dalla pompa di calore. Un impianto di questo tipo, correttamente progettato e dimensionato, permette quindi un tangibile risparmio di energia e di denaro, oltre a una concreta riduzione delle emissioni di anidride carbonica.