Il raffrescamento solare, "solar cooling", consiste nell'associazione di un impianto solare termico ad una macchina a ciclo frigorifero (in cui è presente un chiller assorbitore) al fine di produrre acqua fredda. In altre termini, il Solar Cooling permette, con un bassissimo consumo elettrico, di produrre acqua refrigerata, a partire da una sorgente di calore, sfruttando il ciclo Rankine a compressione di vapore. In questo caso il ciclo consiste nell'evaporazione del refrigerante (acqua) all'interno dell'evaporatore, ad una pressione molto bassa e dal successivo assorbimento, diluendo la soluzione di acqua e bromuro di litio (LiBr). Tale tecnologia è consigliabile abbinarla con un sistema di distribuzione a bassa inerzia termica; ovvero, l'impianto di riscaldamento/raffrescamento è consigliabile che abbia dei terminali che siano o delle serpentine radianti a pavimento/pareti/soffitto, oppure dei ventilconvettori. Inoltre tale tecnologia è particolarmente consigliabile nel sud Italia, dove a fronte di una grande disponibilità di radiazione solare, le esigenze di raffrescamento superano di molto quelle del riscaldamento.
Ma un impianto di climatizzazione con tali caratteristiche può essere utile non solo nel periodo estivo, sotto forma di "solar cooling" a ciclo chiuso, ma anche nel periodo invernale, integrando i pannelli solari termici con un impianto a pompa di calore ("Solar Heating"); in particolare:
nel periodo estivo, i pannelli solari termici sottovuoto captano la radiazione del sole, trasformandola in acqua calda, a circa 70-90°C; tale acqua, accumulata in un serbatoio, alimenta la macchina a ciclo frigorifero che, mediante un assorbitore a bromuro di litio, produce acqua refrigerata a circa 7°C, che, stoccata in un piccolo serbatoio intermedio, viene utilizzata per raffrescare gli ambienti; inoltre, eventualmente, la restante acqua calda non utilizzabile, a media temperatura, può essere valorizzata per riscaldare una piscina o come acqua calda sanitaria per bagni, doccie, etc..
nel periodo invernale, invece, l'acqua calda prodotta dai pannelli solari termici sottovuoto, accumulata in un serbatoio, viene ulteriormente riscaldata da un impianto a pompa di calore (o con una forma di generazione alternativa) ed inviata per il riscaldamento degli ambienti e come acqua calda sanitaria.
Sul mercato, le macchine ad assorbimento affidabili hanno una potenza frigorifera minima di 15 kW, a cui corrispondono circa 45 m2 di superficie di tetto da destinare ai pannelli solari termici sottovuoto; solitamente il COP, per piccole macchine a singolo stadio, si mantiene in un range compreso tra 0,6 e 0,8. Trattandosi di un processo chimico ad assorbimento, non c'è bisogno di parti meccaniche in movimento (ad eccezione delle elettrovalvole e delle pompe di circolazione) e quindi il consumo elettrico è di pochi Watt.
Se prendiamo in considerazione le caratteristiche, i costi e le dimensioni di un impianto di questo tipo, ci rendiamo conto che questa tecnologia è più indicata per grandi impianti centralizzati, con potenza superiore ai 20 kW. In altri termini, potrebbe risultare non conveniente per abitazioni medie o piccole. Questo perchè le macchine ad assorbimento lavorano con forti depressioni e per garantire un certo grado di vuoto risultano macchine complesse e costose. Per capirci si parla di un onere dai 30.000€ in su. Ad ogni modo, si tratta di una tecnologia che si sta diffondendo rapidamente, perché permette di rispondere ad alcune esigenze specifiche. Cioè, durante l'estate aumenta notevolmente l'utilizzo di condizionatori e chiaramente questo comporta un picco dei consumi elettrici, e dei costi, proprio nel periodo estivo. Con conseguenze economiche e ambientali non trascurabili. Ed è proprio in estate che il solar cooling esprime al meglio le sue potenzialità: con il notevole irraggiamento solare tipico della stagione estiva permette di produrre sufficiente energia per autoalimentare gli impianti di raffrescamento. Parliamo di energia pulita e rinnovabile, nonché di un cospicuo risparmio in bolletta, visto che l'energia consumata è autoprodotta. Incentivare l'autoproduzione e l'autoconsumo di energia fa bene all'ambiente, alle nostre tasche e alla rete elettrica nazionale, evitando picchi in determinati periodi dell'anno. Ovviamente, il solar cooling si presta bene anche alla produzione di acqua calda sanitaria, sfruttando sempre l'energia termica solare. È estremamente versatile e sono previsti incentivi e detrazioni fiscali per installare questo tipo di macchine.
Dal punto di vista del sistema elettrico nazionale, il grande vantaggio del solar cooling risiede nella contemporaneità di irraggiamento solare e fabbisogno di refrigerazione; per tale ragione tale tecnologia è attualmente incentivata.
Per dare una idea concreta, si riporta l'esempio di un impianto di grandi dimensioni, con un fabbisogno annuo di 210 MWh, installato sulle coste del mediterraneo:
costo: 130.000 € (di questi, il 40% tramite incentivi pubblici);
tempo di ritorno dell'investimento: 8 anni.
Principali benefici:
bassi costi di energia elettrica per il raffrescamento ed il riscaldamento;
ridotta manutenzione;
emissioni equivalenti di CO2 quasi nulle.
A fronte di discreto costo di realizzazione, la convenienza di tale tipologia di impianto deriva da un ritorno dell'investimento più breve, rispetto a sistemi con rendimento minore, anche grazie ad una modesta manutenzione richiesta e quindi a minori costi di gestione.
Ai fini della scelta, è importante ricordare che secondo il D.M. 37/08, ogni progetto di impianto deve essere elaborato secondo la regola dell'arte, che contempla oltre alla vigente Normativa, anche le indicazioni delle guide e delle norme dell'UNI, del CEI o di altri Enti di normalizzazione appartenenti agli Stati membri dell'UE.
Concludendo, il solar cooling è certamente una valida opzione per raffrescare gli ambienti interni durante il periodo estivo. Funziona anche di notte e permette anche di avere acqua calda sanitaria. In ogni caso, si utilizza energia solare, quindi pulita e rinnovabile. I consumi, e i costi, si riducono sensibilmente, così come si riduce il carico sulla rete elettrica nazionale. Chiaramente, non sempre è possibile installare questo tipo di impianti: è necessaria una superficie sufficientemente estesa per i pannelli solari, servono locali per installare la pompa di calore ed il serbatoio di accumulo. Lo consigliamo per grandi strutture.
Non ci sentiamo di consigliarlo per piccole e medie abitazioni perchè l'impianto è comunque complesso e la spesa non vale l'impresa.
In ogni caso, si può sempre chiedere il parere di un tecnico qualificato.
Il raffrescamento solare, "solar cooling", consiste nell'associazione di un impianto solare termico ad una macchina a ciclo frigorifero (in cui è presente un chiller assorbitore) al fine di produrre acqua fredda.
Ma un impianto di climatizzazione con tali caratteristiche può essere utile non solo nel periodo estivo, sotto forma di "solar cooling" a ciclo chiuso, ma anche nel periodo invernale, integrando i pannelli solari termici con un impianto a pompa di calore ("Solar Heating"); in particolare:
Per dare una idea concreta, si riporta l'esempio di un impianto di grandi dimensioni, con un fabbisogno annuo di 210 MWh, installato sulle coste del mediterraneo: