L’involucro edilizio attivo come sorgente per l'impianto a pompa di calore

Una delle possibili tecniche per rendere attivo l’involucro edilizio è quella di installare sulla sua superficie esterna dei captatori radianti che, accoppiati con una pompa di calore elettrica, siano in grado di convertire in energia termica utile la radiazione solare che vi incide. I captatori radianti sono costituiti da tubazioni a serpentina analoghe a quelle impiegate per la climatizzazione a bassa temperatura e possono essere disposti sia in copertura, sottotegola, sia in parete, sottointonaco. A differenza delle pompe di calore evaporanti ad aria, per le quali il livello termico inferiore è la temperatura dell’aria ambiente, in questo caso si fa riferimento alla temperatura sole-aria, funzione delle condizioni climatiche ambientali ed in particolare dell’intensità della radiazione solare. L’adozione del sistema proposto consente, rispetto ad impianti di climatizzazione convenzionali, di ottenere una significativa riduzione del fabbisogno stagionale di energia primaria e, se confrontato con pompe di calore ad aria, presenta un incremento del coefficiente di prestazione, dovuto alla minore differenza tra le temperature di evaporazione e condensazione del circuito. La simulazione numerica svolta, applicata ad un edificio-test residenziale, mostra che i risultati del calcolo convalidano ampiamente le previsioni teoriche. Dalle valutazioni effettuate emerge la necessità che l’edificio possieda un elevato grado di isolamento termico, al fine di minimizzare l’energia captata dai locali interni. Di contro, uno strato di finitura superficiale, tegole o intonaco, avente alta trasmittanza e valore ridotto del coefficiente di riflessione, porta a massimizzare l’energia captata dall’ambiente esterno. Emerge inoltre, come componente di bilanciamento e ottimizzazione del sistema, il serbatoio di accumulo termico, interpretabile come un volano che permette all’impianto di soddisfare le utenze attivandosi solamente in corrispondenza di quelle fasce orarie in cui le condizioni climatiche consentono elevate prestazioni.