Quali sono i vantaggi e i limiti di un sistema termico ibrido

In un momento in cui l’efficienza energetica e la sostenibilità ambientale sono diventate priorità imprescindibili, sempre più famiglie italiane stanno valutando soluzioni avanzate per il riscaldamento domestico. Tra queste, i sistemi ibridi rappresentano una tecnologia sempre più diffusa, capace di combinare risparmio economico, riduzione delle emissioni e comfort termico. Ma di cosa si tratta esattamente? E quali sono i reali vantaggi e svantaggi?

Cos’è un sistema ibrido?

Con il termine “sistema ibrido” si fa riferimento alla combinazione di due o più tecnologie integrate all’interno di un unico impianto, con lo scopo di produrre calore sia per il riscaldamento degli ambienti sia per la generazione di Acqua Calda Sanitaria (ACS). Le configurazioni possibili sono molteplici e variano in base ai generatori termici scelti.

Tuttavia, la soluzione più diffusa prevede l’integrazione tra una pompa di calore (che può essere alimentata elettricamente o a gas) e una caldaia a condensazione, solitamente funzionante a metano o GPL. È proprio questa combinazione che verrà presa in esame nel presente approfondimento.

In ogni caso, indipendentemente dalla composizione specifica del sistema, la finalità di un impianto ibrido rimane invariata: sfruttare al meglio i vantaggi offerti da ciascuna tecnologia impiegata, bilanciandone al contempo eventuali limiti.

Un sistema ibrido non è un aggregato di tecnologie, ma piuttosto un sistema integrato di tecnologie, realizzato e concepito dal fabbricante per funzionare in abbinamento tra loro, e controllato da un sistema di gestione unico, anch’esso realizzato e ottimizzato dal produttore.

Il cuore del sistema ibrido che lo differenzia dagli altri impianti è la presenza di un sistema elettronico di controllo di tipo “smart” in grado di decidere quale generatore è più conveniente attivare instante per istante.

Nelle soluzioni più diffuse con caldaia e pompa di calore esistono infatti tre modalità di funzionamento che prevedono l’utilizzo della sola pompa di calore, della sola caldaia o il contemporaneo utilizzo di entrambe:

• 1. La pompa di calore utilizza il principio del trasferimento di calore da una sorgente a bassa temperatura a una sorgente a temperatura più elevata. Tipicamente, le pompe di calore possono estrarre calore dall’aria esterna (pompa di calore aria-aria o aria-acqua), dal terreno (pompa di calore geotermica) o dall’acqua (pompa di calore acqua-acqua). Questo calore viene quindi compresso e trasferito all’interno dell’edificio per il riscaldamento del fluido termovettore, che a sua volta può essere aria e/o acqua.

• 2. La caldaia a condensazione è invece una caldaia progettata per recuperare il calore latente presente nei gas di scarico della combustione, migliorando così l’efficienza del processo. Questo viene ottenuto attraverso un condensatore che raffredda i gas di scarico al di sotto del punto di rugiada, consentendo il recupero del calore latente di condensazione. Le caldaie a condensazione sono particolarmente efficienti quando alimentate a gas naturale o propano.

Come funziona il sistema ibrido?

Il COP, acronimo di “Coefficient of performance”, rappresenta il parametro più importante di ogni macchina ed è definito come il rapporto fra l’energia termica resa (calore) e l’energia spesa per ottenerla (energia elettrica).

Le macchine più prestanti hanno valori di COP compresi fra 4 e 5 ciò significa che per ogni kWh di energia elettrica assorbita sono in grado di restituire 4 o 5 kWh di energia termica.

Per chiarire il processo attraverso un semplice esempio, una macchina con un COP pari a 4 per produrre 4 kWh di energia termica assorbe 1 kWh di energia elettrica dalla rete e 3 kWh dall’ambiente attraverso l’evaporatore.

Quando fa più caldo lavora la pompa di calore, che è molto efficiente: ad esempio, quando fa freddo, la caldaia a gas entra in funzione per garantire potenza e continuità.

Su base annuale, l’efficienza globale del sistema si misura con lo SCOP (Seasonal COP): più è alto, più il sistema è performante lungo tutto l’anno.

Perché scegliere un sistema ibrido?

Scegliere un sistema ibrido significa puntare su una soluzione tecnologicamente avanzata, in grado di coniugare efficienza energetica, risparmio economico e sostenibilità ambientale.

Il cuore del sistema è l’integrazione tra una pompa di calore e una caldaia a condensazione, gestite da un’intelligenza che ottimizza i consumi in tempo reale. Il risultato? Minori emissioni, bollette più leggere e comfort costante, anche nei climi più rigidi.

Un altro aspetto fondamentale è la versatilità: le caldaie ibride sono perfettamente compatibili con gli impianti esistenti, inclusi i termosifoni ad alta temperatura, rendendole una scelta ideale anche in caso di ristrutturazione.

E grazie agli incentivi statali, l’investimento iniziale può essere ridotto sensibilmente o spalmato nel tempo tramite finanziamenti agevolati.

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Per incrementare ulteriormente l’efficienza di questa configurazione impiantistica, la si può integrare con:

• Serbatoio di accumulo acqua, in cui il fluido termovettore caldo viene immagazzinato per essere utilizzato quando è necessario per il riscaldamento dell’edificio o per l’acqua calda sanitaria;

• Pannelli fotovoltaici, per contribuire all’alimentazione della pompa di calore e di tutti gli ausiliari elettrici dell’edificio;

• Pannelli solari termici, i quali sfruttano l’energia solare per riscaldare un fluido termovettore, che può essere utilizzato direttamente per il riscaldamento dell’acqua sanitaria o integrato in un sistema di riscaldamento per fornire calore supplementare, riducendo di conseguenza il salto termico del fluido termovettore a carico del sistema di generazione;

• Sistemi di riscaldamento radiante, i quali distribuiscono il calore attraverso elementi radianti, come tubi o pannelli, posizionati sotto il pavimento, nelle pareti o nei soffitti, e, per effetto della grande estensione della superficie radiante, consentono di ridurre la temperatura del fluido termovettore (circa 35 °C, contro i 70 °C dei sistemi a radiatori), con conseguente riduzione del calore in uscita dal generatore, migliorando inoltre il comfort termico all’interno dell’ambiente.

• Sistemi di controllo avanzati: l’introduzione di sistemi di controllo avanzati può ottimizzare il funzionamento dei sistemi di riscaldamento ibridi, adattandoli dinamicamente alle condizioni ambientali, al carico termico degli edifici e alle tariffe energetiche. I sistemi di controllo basati sull’intelligenza artificiale e sull’apprendimento automatico possono apprendere dai modelli di consumo energetico degli edifici e ottimizzare automaticamente le impostazioni per massimizzare l’efficienza e ridurre i consumi energetici.

Vantaggi e svantaggi dei sistemi ibridi

I vantaggi principali:

• 1. Efficienza energetica superiore
  La pompa di calore può raggiungere coefficienti di prestazione (COP) superiori a 3, ovvero produce oltre 3 kWh di calore per ogni kWh elettrico consumato. Integrandola con una caldaia a condensazione – già più efficiente rispetto ai vecchi modelli tradizionali – si ottiene un sistema ottimizzato.

• 2. Risparmio in bolletta
  Grazie al funzionamento ibrido e alla gestione intelligente, è possibile ottenere un risparmio energetico fino al 40% rispetto a una caldaia tradizionale (fonte: ENEA). Inoltre, in presenza di un impianto fotovoltaico, i consumi elettrici della pompa di calore possono essere in parte coperti da energia autoprodotta.

• 3. Minori emissioni di CO₂
  Utilizzando la pompa di calore nelle stagioni più miti si riduce l’uso del gas, con conseguente riduzione dell’impronta carbonica. Questo è un aspetto cruciale nel contesto degli obiettivi europei per la decarbonizzazione.

• 4. Adattabilità agli edifici esistenti
  Le caldaie ibride sono pensate per lavorare anche con impianti ad alta temperatura (radiatori), rendendole adatte anche in contesti di ristrutturazione, dove non è possibile installare sistemi completamente a pompa di calore.

• 5. Accesso a incentivi e detrazioni fiscali
  Fino al 2024 l’installazione di una caldaia ibrida rientrava nel Superbonus 110% (se abbinata ad altri interventi trainanti). Oggi continua ad essere agevolabile con Ecobonus al 65% o Bonus Casa al 50%, e spesso rientra in offerte a rate con tasso agevolato.

Gli svantaggi da considerare:

Come ogni tecnologia, anche le caldaie ibride presentano alcuni limiti da tenere in considerazione prima dell’acquisto. Il primo è il costo iniziale, superiore rispetto a una caldaia a condensazione tradizionale.

Inoltre, è necessario disporre di spazio sufficiente per l’unità esterna della pompa di calore e affidarsi a installatori qualificati, perché l’installazione è più complessa.

Infine, trattandosi di un sistema doppio, anche la manutenzione può essere leggermente più articolata, e in caso di interruzione dell’alimentazione elettrica, la pompa di calore si ferma (anche se resta attiva la caldaia).

• 1. Costo iniziale elevato
  L’investimento iniziale per un sistema ibrido è più alto rispetto a una caldaia a condensazione semplice: si va dai 5.000 agli 8.000 euro per un sistema completo, installazione esclusa. Tuttavia, il costo può essere ammortizzato nel tempo grazie al risparmio in bolletta e agli incentivi.

• 2. Spazio e installazione
  Una caldaia ibrida richiede più spazio rispetto a una caldaia singola, in particolare per l’unità esterna della pompa di calore. Inoltre, l’installazione richiede competenze specifiche, quindi è fondamentale affidarsi a professionisti certificati.

• 3. Dipendenza dalla rete elettrica
  In caso di blackout o instabilità della rete elettrica, la pompa di calore non funziona. Tuttavia, la presenza della caldaia a gas garantisce continuità nel servizio.

• 4. Manutenzione leggermente più complessa
  Essendo un sistema ibrido, può richiedere un controllo tecnico più articolato e la manutenzione di entrambi i moduli (pompa di calore e caldaia).

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