Produzione di acqua calda in condomini di nuova costruzione e esistenti

I condomini rivestono un ruolo centrale per il futuro dell’abitare. Infatti, grazie al loro migliore utilizzo delle risorse, rappresentano un’opzione abitativa particolarmente rispettosa dell’ambiente e sostenibile. Spinti da fattori politici, sia nei progetti di nuova costruzione che nella ristrutturazione di edifici esistenti, è più che mai fondamentale ricorrere a soluzioni energetiche intelligenti che soddisfino i requisiti di legge relativi alla quota di energie rinnovabili. In particolare, l’attenzione si concentra sulla produzione di acqua calda negli edifici plurifamiliari tramite soluzioni centralizzate o decentralizzate con pompa di calore.

Solo in Germania, più della metà di tutte le abitazioni, ovvero circa 22 milioni, si trova in condomini. La tendenza è in crescita, poiché gli esperti stimano un fabbisogno annuo di nuove costruzioni pari a oltre 400.000 abitazioni. Nelle regioni in cui lo spazio abitativo è particolarmente limitato, si prevede di dare priorità alla realizzazione di nuovi complessi residenziali condominiali di grandi dimensioni. Il patrimonio immobiliare esistente presenta un forte fabbisogno di risanamento: circa il 60% delle abitazioni nei condomini necessita di una riqualificazione energetica. Circa quattro milioni di abitazioni sono ancora riscaldate con impianti di riscaldamento a gas a piano, la cui sostituzione diretta non rappresenta una soluzione sostenibile per l’approvvigionamento termico.

Consumo energetico e qualità dell’acqua potabile disciplinati dalla legge                                                                        

Per soddisfare i requisiti di legge volti al raggiungimento degli obiettivi climatici, sono quindi necessari nuovi sistemi energetici intelligenti, in cui la pompa di calore riveste un ruolo fondamentale. Questi sistemi includono naturalmente anche la produzione di acqua calda sanitaria, che rappresenta una quota considerevole del consumo energetico complessivo di una famiglia. In Germania, i requisiti relativi alla qualità dell’acqua potabile sono disciplinati dalla legge. Il regolamento sull’acqua potabile (TrinkwV) 2023 stabilisce i valori limite per le sostanze microbiologiche, chimiche e radiologiche che non devono essere superati nell’acqua potabile. Tra gli aspetti più importanti in questo contesto figurano i controlli della temperatura e portate sufficienti per impedire la proliferazione della legionella, la scelta di materiali sicuri che non compromettano la qualità dell’acqua e un controllo annuale della legionella negli impianti di grandi dimensioni.
La produzione di acqua calda in un condominio può avvenire in diversi modi: in modo centralizzato o decentralizzato. Se si utilizza la pompa di calore come generatore di calore ecologico, in entrambi i casi è possibile soddisfare in modo affidabile il requisito secondo cui, in futuro, il riscaldamento e l’acqua calda dovranno essere forniti per almeno il 65% da energie rinnovabili.

Sistemi centralizzati con pompa di calore                   

In un sistema centralizzato, l’impianto di riscaldamento riscalda l’acqua potabile. A tal fine, l’energia termica viene convogliata in un serbatoio di acqua calda, il cui volume varia a seconda del fabbisogno di acqua calda. Da lì, l’acqua potabile riscaldata viene distribuita tramite tubazioni a tutti i piani dell’abitazione. Alla distribuzione principale si collegano le tubazioni che trasportano l’acqua calda verso ogni punto di prelievo, ovvero il lavabo, la doccia o la vasca da bagno.
In questo sistema, la pompa di calore viene utilizzata come generatore di calore centrale e per la produzione di acqua calda sanitaria in combinazione con un serbatoio di accumulo e un serbatoio per l’acqua calda, il che offre numerosi vantaggi. In questo modo, in caso di ristrutturazione, è possibile sostituire o integrare l’impianto di riscaldamento a combustibili fossili con una pompa di calore con un minimo sforzo. L’impianto idraulico esistente e, se presenti, i componenti già installati, come ad esempio un serbatoio di accumulo, possono essere riutilizzati. L’impianto è collocato, come di consueto, in posizione centrale nel seminterrato o nel locale tecnico dell’edificio e non è visibile nei singoli appartamenti. Inoltre, nei punti di prelievo non sono necessari ulteriori dispositivi quali scaldabagni o serbatoi di accumulo.

Facilmente abbinabile a un impianto solare                                                                                               

Grazie a un sistema centralizzato, è possibile fornire contemporaneamente grandi quantità di acqua calda a più punti di prelievo di un'abitazione, rendendola disponibile (quasi) immediatamente non appena si apre il rubinetto. Un ulteriore vantaggio: questa tecnologia può essere abbinata a fonti di calore rinnovabili, come ad esempio un impianto solare per la produzione di acqua calda, al fine di ridurre ulteriormente i costi di esercizio e minimizzare le emissioni di CO2.

Misuratori di portata per aumentare l'efficienza dell'impianto

Tuttavia, occorre tenere presente che i sistemi centralizzati con tubazioni di circolazione impongono requisiti elevati alla temperatura di mandata della pompa di calore, al fine di garantire in modo affidabile la qualità dell’acqua potabile, in particolare in caso di basse portate di prelievo, il che può influire negativamente sull’efficienza. Per evitare ciò e poter far funzionare l’impianto a temperature più basse, Dimplex ha sviluppato uno strumento innovativo per il monitoraggio del ricambio dell’acqua: il DFM 1988 monitora la portata dell’acqua e la temperatura dell’acqua calda e aumenta la temperatura dell’acqua calda oltre i 60 °C solo se il ricambio d’acqua richiesto nell’accumulatore non ha avuto luogo nelle ultime 72 ore. La norma DIN 1988-200 consente di impostare temperature di esercizio ≥ 50 °C, purché sia garantito il ricambio completo del contenuto dell’accumulatore di acqua calda entro tre giorni. Ciò comporta, in particolare in caso di elevati consumi e in combinazione con una pompa di calore, un notevole aumento dell’efficienza nella produzione di acqua calda senza compromettere l’igiene. Grazie a questo sistema ottimizzato, combinabile esclusivamente con gli accumulatori di acqua calda Dimplex, è possibile ottenere notevoli risparmi sui costi nella produzione centralizzata di acqua calda, in particolare nei condomini e nei complessi di uffici.

Sistemi decentralizzati con pompa di calore

Per l’approvvigionamento di acqua potabile in un condominio può risultare opportuna – a seconda delle esigenze e delle condizioni – anche una soluzione decentralizzata. In questo caso, il riscaldamento dell’acqua potabile avviene in stazioni di appartamento situate nelle immediate vicinanze del punto di prelievo. L’energia termica generata centralmente viene distribuita nell’edificio sotto forma di acqua di riscaldamento attraverso una rete di tubazioni, composta da mandata e ritorno. Nelle stazioni, l’acqua potabile fredda viene riscaldata secondo il principio del flusso continuo in uno scambiatore di calore a piastre fino alla temperatura desiderata. Questo sistema può essere implementato in modo efficiente utilizzando una pompa di calore come generatore di calore, con un serbatoio di accumulo e le relative stazioni di acqua fresca per la produzione di acqua calda sanitaria.        
Le stazioni di acqua fresca riscaldano l'acqua potabile secondo il principio del flusso continuo, sempre in base al fabbisogno, in modo efficiente dal punto di vista energetico e garantendo la freschezza igienica. A seconda della dotazione e delle esigenze, sono utilizzabili in abitazioni unifamiliari o plurifamiliari, ristoranti, hotel e anche in ambito commerciale, ovvero praticamente in quasi tutti i campi di applicazione. La portata di erogazione arriva fino a 25 l/min, a seconda del modello. Questo sistema è ideale per l’impiego in edifici residenziali in cui la normativa sull’acqua potabile viene rispettata solo a temperature elevate dell’acqua calda o in cui le perdite di circolazione sono sproporzionatamente elevate.                             
Una stazione di distribuzione per appartamenti, oltre al riscaldamento decentralizzato dell’acqua potabile, provvede anche alla distribuzione dell’acqua di riscaldamento a uno o più circuiti di riscaldamento. In fase di progettazione è necessario tenere conto del numero e del tipo di circuiti di riscaldamento, nonché dell’intera rete di distribuzione all’interno dell’edificio.

Regolazione personalizzata e massima igiene

Un sistema decentralizzato di questo tipo consente una regolazione personalizzata del fabbisogno di calore e acqua per ogni appartamento e semplifica il conteggio delle spese di riscaldamento grazie a postazioni di installazione preassemblate per la misurazione del consumo di acqua fredda e di calore per ciascun appartamento. Grazie al principio di flusso continuo, è possibile garantire una produzione igienica di acqua potabile conforme al regolamento sull’acqua potabile (TrinkwV) senza necessità di controlli annuali.
Poiché la produzione di acqua calda avviene sempre in base al fabbisogno, non si verificano perdite per stasi o nelle tubazioni e il sistema funziona complessivamente a una temperatura più bassa, è possibile aumentare l’efficienza energetica dell’intero impianto di riscaldamento, riducendo al contempo la formazione di calcare, che si verifica in particolare a temperature superiori ai 60 °C.
Il massimo comfort e la massima sicurezza in termini di igiene dell’acqua potabile si accompagnano a un impegno di installazione minimo, con un potenziale di risparmio fino al 30%, poiché i costi relativi alle tubazioni di alimentazione, ai passaggi a soffitto, all’isolamento termico e alle barriere antincendio si riducono notevolmente o, in alcuni casi, vengono completamente eliminati.

Conclusione: Impianto centralizzato o decentralizzato: con la pompa di calore entrambe le soluzioni sono possibili, ma la scelta dipende dal caso specifico

Esistono soluzioni sostenibili che utilizzano energie rinnovabili per la produzione di acqua calda, sia per applicazioni centralizzate che decentralizzate. Considerando l’evoluzione prevista dei prezzi dell’energia a causa delle sovrattasse sulle emissioni di CO₂, l’elettricità sta diventando una fonte energetica sempre più conveniente.
Se, ad esempio, nella propria abitazione si necessita regolarmente di acqua calda per lavare i piatti, fare la doccia o il bagno, conviene optare per uno scaldacqua centralizzato, soprattutto se è già presente un sistema di distribuzione centralizzata del calore e si intende sostituire o integrare il generatore di calore. In questo modo, infatti, l’acqua potabile viene riscaldata in modo economico ed efficiente tramite l’impianto di riscaldamento. I costi per la produzione di acqua calda possono essere ridotti al minimo con un sistema ad accumulo e un impianto solare termico.
Soprattutto nell'edilizia residenziale e nei condomini, oppure quando si deve fornire acqua calda a rubinetti distanti e utilizzati raramente, può risultare opportuna anche una soluzione decentralizzata. Poiché le soluzioni decentralizzate non richiedono temperature elevate dell’acqua calda, sono particolarmente efficienti dal punto di vista energetico e, grazie al riscaldamento in base al fabbisogno, non presentano rischi igienici. In molti casi ciò potrebbe rappresentare una soluzione non solo sostenibile, ma anche economica.

Riquadro informativo: Ecco come funziona una centralina domestica
Il circuito di alimentazione primario viene aperto tramite la valvola di commutazione solo quando la stazione rileva una richiesta di acqua calda. Al termine dell’erogazione, la valvola viene immediatamente chiusa. Il circuito di riscaldamento è completamente aperto durante il funzionamento normale e si chiude al 100% in caso di prelievo di acqua calda. Grazie a un modulo di mantenimento del calore integrato nella mandata, si garantisce che l’acqua calda sia disponibile in tempi particolarmente rapidi. Nelle varianti ibride con scaldacqua istantaneo a valle è integrata una funzione di risciacquo a caldo. Questa serve a riscaldare l’acqua in base al fabbisogno per l’erogazione imminente.
Per attivare la funzione, è necessario prelevare acqua calda. La temperatura di prelievo è regolabile individualmente tramite un'unità di controllo integrata. Il sensore di portata integrato misura la quantità di acqua calda prelevata. Inoltre, le valvole di lavaggio, riempimento e svuotamento per una rapida installazione e manutenzione sono già integrate nell’unità. Per una regolazione precisa sono installati sensori di temperatura per l’acqua fredda e calda e per l’andata e il ritorno.
Tutti i moduli di riscaldamento dell’acqua potabile sono realizzati con sistema a 2 tubi. Il modulo TWES (senza scaldacqua istantaneo) può essere ampliato, se necessario, a un sistema a 4 tubi (con accessori). Con una profondità di incasso di 110 mm, compreso il copertura dell’alloggiamento, l’installazione può avvenire in un armadio a vista o incassato, ad esempio anche in pareti interne e in cartongesso. Il modulo con guida di collegamento e valvole a sfera consente la preinstallazione della rete dell’acqua potabile nell’edificio, nonché il semplice collaudo durante la fase di costruzione. Le diverse varianti del modulo TWES soddisfano le esigenze dei clienti in materia di stazioni di acqua fresca per diverse condizioni locali e requisiti relativi al comfort dell’acqua calda.