La pompa di calore sta diventando il sistema preferito per il comfort sostenibile, perché è in grado di aiutare strutture residenziali, municipali e commerciali di tutto il mondo a riscaldare e raffreddare gli ambienti, abbassando al contempo i costi e i consumi energetici e le emissioni di anidride carbonica, contribuendo così in ultima analisi a ridurre l'impatto globale dei gas serra.
Una pompa di calore è un sistema che fornisce calore a un'abitazione o un edificio, simile a un bruciatore o a una caldaia, ma senza bruciare combustibile. Le pompe di calore funzionano grazie allo stesso processo di trasferimento del calore e in gran parte con le stesse apparecchiature utilizzate per i condizionatori d'aria. I condizionatori d'aria utilizzano un sistema di refrigerazione a circuito chiuso per rimuovere il calore da uno spazio interno e rilasciarlo all'esterno di un edificio. Le pompe di calore invertono semplicemente il flusso di refrigerazione, rimuovendo il calore dall'esterno e rilasciandolo all'interno di un edificio.
Anche in condizioni di temperature particolarmente basse, le pompe di calore sono comunque in grado di catturare il calore e rilasciarlo in uno spazio interno.Inoltre la maggior parte delle pompe di calore è reversibile, quindi può fornire raffreddamento o riscaldamento in base alle esigenze stagionali. Questo può essere parte di una soluzione di riscaldamento e raffreddamento molto efficiente che trasferisce fino a tre volte più energia di quanta ne consuma.
I vantaggi ambientali sono evidenti e i consumatori iniziano a notarli. Mentre il mondo passa a una mentalità più aperta alla sostenibilità, quali sono i presupposti per creare un uso più diffuso di questa tecnologia che ha già dato i sui frutti in tutto il mondo?
Un punto fermo da decenni in Europa e Asia, l'adozione di pompe di calore sta crescendo rapidamente in tutti i mercati del riscaldamento primario, compreso il Nord America. La tecnologia è stata tradizionalmente applicata in climi più miti, in cui la temperatura non scende sotto lo zero per molto tempo.
Gestire temperatura e comfort è una sfida per qualsiasi sistema di riscaldamento e raffreddamento. Ma è una sfida che le pompe di calore sono in grado di gestire nei climi di tutto il mondo, man mano che la tecnologia delle pompe di calore si evolve. Pensiamo alla Florida, dove le temperature sono calde e umide in estate, ma più fresche in inverno.
Secondo la U.S. Energy Information Administration, la domanda di elettricità residenziale pro capite della Florida è tra le più alte del paese, in parte a causa dell'alto consumo di aria condizionata durante l'estate e per il fatto che circa il 90% delle famiglie della Florida utilizza l'elettricità per il riscaldamento. Sono sempre di più i proprietari di case in Florida che si stanno rivolgendo a sistemi a pompa di calore, grazie alla loro capacità di fornire un risparmio sulle bollette energetiche che arriva fino al 40% senza sacrificare il comfort. Infatti, quasi il 40% delle nuove installazioni di sistemi in Florida è costituito da pompe di calore. E i principali fornitori apprezzano il fatto che le pompe di calore siano sia facili da vendere che facili da installare.
Oltre al riscaldamento degli spazi, le pompe di calore vengono utilizzate anche per riscaldare l'acqua in edifici commerciali e residenziali. I prodotti e le soluzioni di Emerson hanno contribuito a inaugurare un nuovo capitolo sul risparmio energetico per il Veermata Jijabai Technological Institute (VJTI) di Mumbai, India. Nell'ambito di un progetto pilota, VJTI ha installato pompe di calore nelle residenze per gli studenti per generare 5.000 litri di acqua calda al giorno, garantendo al contempo un risparmio energetico fino al 72% rispetto ai tradizionali sistemi di riscaldamento dell'acqua.
Sebbene la tecnologia delle pompe di calore non sia una novità, negli ultimi 20 anni vi sono stati progressi che ne hanno consentito l'uso in climi più freddi e hanno aumentato la loro efficienza energetica complessiva. E sempre più consumatori e aziende stanno prendendo in considerazione modalità più responsabili dal punto di vista ambientale per riscaldare e raffreddare case e altri edifici, con le pompe di calore emergenti come un chiaro percorso da seguire date le ultime innovazioni tecnologiche.
Il progresso principale è nel compressore. I compressori sono il cuore delle pompe di calore e dei condizionatori d'aria e guidano il ciclo di refrigerazione consumando la maggiore quantità di energia all'interno del sistema a pompa di calore. Leader nella tecnologia di compressione, Emerson dispone di tecnologie avanzate di riscaldamento e raffreddamento con compressori progettati per aiutare le pompe di calore a fornire le massime prestazioni per il comfort domestico.
Prima di queste innovazioni nella compressione, i compressori a velocità singola limitavano le applicazioni a pompa di calore alle regioni in cui le esigenze di riscaldamento e raffreddamento erano quasi equivalenti, climi più moderati senza ampie oscillazioni della temperatura. Ma ora, grazie all'uso della tecnologia modulata come i compressori a due stadi e a velocità variabile, le pompe di calore funzionano in modo più efficiente e possono essere installate in una gamma più ampia di aree geografiche.
Mantenendo la capacità a temperature ambientali basse, i sistemi dotati di compressori a velocità variabile o a due stadi Copeland di Emerson forniscono un'aria di alimentazione più calda, un vantaggio fondamentale per il comfort offerto dalle pompe di calore. Inoltre, con i compressori a velocità variabile o a due stadi, il controllo dell'umidità estiva è notevolmente migliorato, con una riduzione quasi immediata del 20-25% dell'umidità. I compressori Copeland offrono inoltre funzionalità di diagnostica e protezione per migliorare la facilità di manutenzione e l'affidabilità del sistema. Sono stati installati in tutto il mondo più di 200 milioni di compressori scroll Copeland, molti dei quali utilizzati nelle pompe di calore, più di qualsiasi altro marchio di compressori scroll.
Mentre il mondo si impegna nella riduzione delle emissioni di gas serra, le pompe di calore sono soluzioni immediatamente disponibili per contribuire a soddisfare la richiesta di riscaldamento di acqua e spazi più sostenibile. La tecnologia ha anche ricevuto l'approvazione di Bill Gates nel suo libro del 2021 CLIMA Come evitare un disastro, che ritiene che sia necessario essere più rapidi e intelligenti nell'adozione dell'utilizzo delle pompe di calore e di altre tecnologie attuali per dare un contributo significativo alla decarbonizzazione.
La buona notizia è che abbiamo già iniziato ad adottare la tecnologia a pompa di calore. Nel 2020 sono stati utilizzati quasi 180 milioni di pompe di calore per il riscaldamento, mentre i titoli azionari globali sono aumentati di quasi il 10% all'anno negli ultimi cinque anni. Questo numero è previsto in crescita mentre i governi di tutto il mondo spingono per raggiungere gli obiettivi di riduzione dei gas serra.
Il passaggio da dispositivi che generano calore da combustibili fossili, come bruciatori e caldaie, a una pompa di calore elettrica efficiente può essere un passo importante verso un sistema a zero emissioni di carbonio.
Nuove normative, incentivi e riduzioni fiscali, dagli aggiornamenti della rete elettrica inclusi nel quadro di Build Back Better degli Stati Uniti ai contributi versati ai proprietari di case nel Regno Unito per l'acquisto di pompe di calore, fino all'impegno assunto in Germania, dove ogni nuovo sistema di riscaldamento domestico deve funzionare con il 65% di energia rinnovabile entro il 2025, influenzeranno fortemente la scelta della tecnologia indirizzandola verso soluzioni a basse emissioni di carbonio come le pompe di calore rispetto a quelle a combustibile fossile come le caldaie e i bruciatori.
Un maggior comfort, un risparmio energetico e sui costi e una maggiore responsabilità ambientale stanno spingendo sempre più consumatori e aziende a installare pompe di calore. Queste decisioni individuali possono avere un grande impatto. Prendiamo ad esempio gli edifici commerciali. Riscaldamento e raffreddamento rappresentano il 30% delle emissioni di CO2 negli ambienti commerciali; questo numero aumenta fino al 38% per le abitazioni. Secondo l'Annual Energy Outlook 2018 dell'EIA, il riscaldamento dell'acqua è un'altra grande fonte di emissioni, poiché rappresenta il 15% delle emissioni di CO2 nel settore residenziale.
Il passaggio a una pompa di calore può rappresentare un'alternativa efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai bruciatori o alle caldaie a combustibili fossili e che utilizzano gas naturale e olio combustibile, che emettono CO2 direttamente. Le pompe di calore sono anche più efficienti del calore generato dalle resistenze elettriche. Il passaggio da dispositivi che generano calore da combustibili fossili, come bruciatori e caldaie, a una pompa di calore elettrica efficiente può essere un passo importante verso un sistema a zero emissioni di carbonio.
Un secondo passo di maggiore impatto arriva quando i paesi costruiscono griglie per la produzione di elettricità rinnovabile al 100% per alimentare le pompe di calore e altri dispositivi elettrici residenziali. La transizione dal riscaldamento basato su combustibili fossili alle pompe di calore elettriche riduce anche le emissioni indirette di carbonio se l'energia generata proviene da una fonte più pulita come l'energia eolica, solare, idroelettrica o nucleare.
In tutto il mondo e negli Stati Uniti, la domanda di pompe di calore è in crescita mentre vengono sviluppate tecnologie più innovative per offrire una maggiore efficienza energetica e fornire una capacità di riscaldamento aggiuntiva ai climi più freddi del nord. Queste innovazioni, unite all'interesse dei consumatori e alle iniziative governative volte alla decarbonizzazione, puntano a una crescita continuata nel tempo del mercato delle pompe di calore per gli anni a venire.
