Anche per effetto degli incentivi fiscali per la riqualificazione energetica degli edifici, oggi i generatori ibridi sono sempre più diffusi: facciamo il punto della situazione sulla loro evoluzione tecnologica e sulle prospettive di sviluppo.

Sono passati poco più di dieci anni da quando un affermato produttore italiano presentò il primo generatore di calore ibrido, composto da caldaia a condensazione e pompa di calore con funzionamento integrato, per la produzione del fluido termovettore per il riscaldamento invernale e dell’acqua calda sanitaria. Oggi praticamente tutti i produttori di generatori propongono questa tecnologia.

Abbiamo fatto il punto sulla loro evoluzione con Mauro Farronato, capogruppo del gruppo merceologico “Sistemi ibridi” di Assotermica:

«I generatori ibridi sono nati per rispondere ai requisiti del D.Lgs. 28 del 3/3/2011, che prevede l’obbligo di integrazione delle fonti rinnovabili negli edifici di nuova costruzione e in quelli esistenti sottoposti a ristrutturazioni rilevanti. L’efficacia dei generatori ibridi è stata riconosciuta dal legislatore dapprima con il Conto termico, poi con il Bonus ristrutturazione, l’Ecobonus e, infine, con il Superbonus 110%, che considera la loro installazione un intervento trainante, nel caso di edifici indipendenti e condominiali. La crescita costante della loro diffusione, legata principalmente all’aumento progressivo della quota di energie rinnovabili, ha subito un’accelerazione a partire dal 2020».

Tecnologie integrate

Qual è il valore aggiunto di un generatore ibrido dal punto di vista tecnologico?

«Il funzionamento integrato dei due generatori, sfruttando al meglio le rispettive potenzialità in funzione delle condizioni ambientali, è la chiave della loro sostenibilità energetica: – con temperature invernali miti, funziona solo la pompa di calore, che in quelle condizioni è il generatore più efficiente; – quando le condizioni lo rendono necessario, la caldaia interviene a supporto della pompa di calore, la cui efficienza è direttamente legata alla temperatura e all’umidità dell’aria; – nel caso di temperature molto rigide, che incidono negativamente sull’efficienza della pompa di calore, funziona solo la caldaia.

In pratica, un apparecchio ibrido compensa in modo sinergico i limiti di entrambi i generatori: la ridotta efficienza energetica della pompa di calore alle basse temperature e il consumo di combustibile fossile della caldaia. Il valore aggiunto è perciò costituito dalla possibilità di sfruttare un generatore che in ogni momento esprime la massima efficienza, funzionamento ottenuto grazie al sistema di regolazione automatica di entrambi i generatori».

Insomma, non basta abbinare due generatori per ottenere un ibrido….

«Assolutamente no! Come nel caso delle autovetture ibride, i generatori termico ed elettrico devono funzionare in modo integrato per ottenere le migliori prestazioni. L’obiettivo finale è offrire al cliente un apparecchio “factory made”, dalle performance certe e garantite (sia in termini di sicurezza che di efficienza) all’interno di ogni possibile configurazione impiantistica e in qualsiasi condizione operativa, esattamente come avviene per qualsiasi altro generatore.

Questo aspetto di fondamentale importanza è stato subito recepito dagli enti normativi e tecnici, che hanno definito i parametri operativi e prestazionali di riferimento. L’integrazione fra caldaia e pompa di calore è la ragione per cui i produttori hanno concentrato parte degli investimenti sulla parte elettronica, sviluppando soluzioni estremamente evolute che, in alcuni casi, prevedono anche il dialogo diretto, via bus, fra i generatori ».

Soluzioni customizzate

Esistono tendenze evolutive consolidate?

«L’esperienza sul campo ha dimostrato che, per ottimizzare l’efficienza della produzione del calore mediante elettricità, la potenza della pompa di calore non dev’essere troppo elevata. È infatti preferibile far funzionare il generatore elettrico al massimo regime il più a lungo possibile, quindi la potenza non deve mai superare il 50% della potenza di progetto. Studi recenti dimostrano che talvolta è addirittura preferibile rimanere al di sotto di questo limite. Un altro aspetto significativo consiste nella possibilità di far intervenire il generatore a combustione anche all’interno del range delle temperature ottimali di funzionamento della pompa di calore, ovvero contemporaneamente, per esempio per coprire in tempi rapidi eventuali picchi della domanda di calore, senza sovraccaricare la pompa di calore stessa.

Entrambe queste situazioni si verificano spesso nel caso di riqualificazione energetica di grandi edifici residenziali, nei quali – oltre alla riduzione delle dispersioni termiche mediante la posa del cappotto termico – si sostituiscono i generatori esistenti. Solo raramente, invece, vengono sostituiti i terminali esistenti (radiatori che utilizzano acqua ad alta temperatura) con superfici radianti, che utilizzano acqua calda a bassa temperatura. In questi casi, che non sono ideali per le pompe di calore, i generatori ibridi si dimostrano invece efficaci, non solo sul fronte della riduzione dei consumi del combustibile fossile, ma soprattutto nella capacità di erogare il calore quando richiesto, per mantenere le condizioni di comfort ottimali.

Sempre nel caso dei grandi edifici residenziali con impianti centralizzati – conclude Mauro Farronato – la possibilità di installare più generatori ibridi con funzionamento in cascata consente di scegliere apparecchi modulari di taglia opportuna, a seconda delle effettive necessità di ogni edificio, eventualmente abbinando anche impianti solari termici, per incrementare ulteriormente la quota di produzione da fonti rinnovabili».

Generatori ibridi: vantaggi e svantaggi

La combinazione fra caldaia a condensazione e pompa di calore permette di sfruttare le elevate prestazioni energetiche delle due tecnologie, ricorrendo alla fonte fossile (gas metano) solo quando le condizioni climatiche rendono poco performante il generatore elettrico. Vediamo di seguito i principali vantaggi e svantaggi della loro combinazione: