La graduale sostituzione dei bruciatori a combustibile fossile con soluzioni di energia rinnovabile più ecologiche, come le pompe di calore, contribuisce all’obiettivo di ridurre le emissioni di carbonio. Spesso si dice che le pompe di calore funzionano come un frigorifero al contrario. Trasferiscono il calore dall’aria esterna, dal terreno o dall’acqua all’interno di un edificio e lo riscaldano per utilizzarlo in un sistema di riscaldamento. I due tipi di pompe di calore più comunemente installati sono quelle ad aria e quelle a terra. Le pompe di calore a sorgente d’aria sono le più diffuse sul mercato, essendo più economiche e facili da installare. Le pompe di calore a terra sono considerate più efficienti, hanno una durata maggiore e forniscono un flusso di calore costante durante le stagioni. Richiedono la posa di tubi nel terreno e sono quindi più costose da installare. Sono particolarmente indicate per gli edifici di nuova costruzione. In Europa, ci sono ancora milioni di caldaie in uso che dovranno essere sostituite nei prossimi anni. I governi incoraggiano sempre più la diffusione di tecnologie di riscaldamento a basse emissioni di carbonio.
L’evoluzione dei refrigeranti nelle pompe di calore
Un componente essenziale di ogni pompa di calore è il refrigerante, necessario per il ciclo a compressione di vapore, che per molti anni è stato principalmente R-410A e R-134a. Con l’attenzione alla sostenibilità, con un GWP di 2088, l’R-410A non è più adatto per le nuove apparecchiature. I produttori di apparecchiature utilizzano oggi refrigeranti a basso GWP come l’R-32 (GWP 675) e l’R-454B (GWP 466). Alcuni sistemi a bassa carica, ermetici e monoblocco, utilizzano R-290 o R-134a. La maggior parte delle pompe di calore a sorgente terrestre, che in passato utilizzavano l’R-407C, stanno ora passando all’R-454C o all’R-455A, entrambi con un GWP molto basso (148). Alcuni refrigeranti a basso GWP presentano un certo grado di infiammabilità. Il loro utilizzo dovrebbe essere accettato, a condizione che l’installatore sia addestrato alla sicurezza e all’installazione. A lungo termine, al posto dell’R-134a verranno utilizzati l’R-1234yf (GWP 4) o l’R-1234ze (GWP 7). L’R-513A (GWP 631) può essere facilmente sostituito a breve termine.
In alcune applicazioni specializzate vengono utilizzati come refrigeranti R-744, R-1233zd, propano e ammoniaca.
La combinazione di un termovettore termico a base biologica con fluidi a bassissimo GWP è una combinazione vincente.
Le pompe di calore aria/acqua o a sorgente terrestre utilizzano un fluido termovettore e lo riscaldano nello scambiatore di calore, utilizzando il refrigerante compresso e aumentandone la temperatura in base al sistema. Un sistema di pompa di calore a terra a circuito chiuso fa circolare il fluido termovettore attraverso una serie di tubi sotterranei, mentre un sistema a circuito aperto utilizza l’acqua di falda per il processo di scambio di calore e la estrae dopo l’uso. I circuiti aperti sono generalmente più semplici ed economici da installare, ma possono richiedere una maggiore manutenzione.
Tradizionalmente, i fluidi termovettori sono stati basati sul glicole mono propilenico (MPG), un prodotto dell’industria petrolchimica. Con l’attenzione rivolta agli obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio, è giunto il momento di di prendere in considerazione alternative ai fluidi termovettori convenzionali. Uno di questi prodotti è Greenway® Neo Heat Pump N, un fluido a base vegetale formulato con 1,3 propandiolo a base biologica. Le piante vengono raccolte, fermentate e raffinate per produrre questa biotecnologia.
L’uso di un prodotto biodegradabile come Greenway® Neo Heat Pump N riduce il rischio di inquinamento del suolo in caso di perdite, particolarmente importante in un sistema a pompa di calore, e fornisce un’eccellente protezione dalla corrosione. Inoltre, il processo di produzione dell’1,3-propandiolo a base biologica consuma meno energia ed emette meno CO2 rispetto all’MPG o ai prodotti chimici sintetici, contribuendo così a ridurre l’impatto ambientale. In termini pratici, la sostituzione delle caldaie a gasolio con pompe di calore a minor consumo energetico, caricate con fluidi di processo a basso impatto ambientale, è il primo passo di un approccio responsabile. Tutte le pompe di calore hanno bisogno di energia elettrica per funzionare, ma possono fornire calore ad alta efficienza energetica, con un elevato coefficiente di prestazione (COP) fino a 5, mentre le migliori caldaie a condensazione hanno un COP di soli 0,9. I produttori di apparecchiature continuano la loro ricerca e sviluppo per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione.
*Secondo EHPA
**Secondo IPCC4