Lo studio è stato intrapreso dal Dott. Ing. Peter Kosack, dell’università di Kaiserslautern per rispondere alle domande:

  • Il riscaldamento ad infrarossi è adatto per l’edilizia residenziale?
  • Le spese sono competitive rispetto ad altri sistemi di riscaldamento?
  • La sostenibilità ambientale è competitiva rispetto ai sistemi tradizionali?
  • È adatto per applicazione pratica?
  • È un sistema, ad oggi, usato in un numero limitato di abitazioni; cosa accadrà se verrà utilizzato al posto degli impianti tradizionali?

Nella ricerca sono stati confrontati un riscaldamento autonomo a gas, ottenuto con centrale termica e termosifoni negli ambienti, con un riscaldamento composto da singoli riscaldatori ad infrarossi posti direttamente negli ambienti.

Come definizione, si considera riscaldamento per irraggiamento, quando la resa dell’irraggiamento dei dispositivi o delle superfici riscaldanti è superiore al 50%.

Si parla invece di riscaldamento per convezione, quando la convezione è maggiore del 50%.

Quasi tutti i tipi di riscaldamento offerti oggi sul mercato sono per convezione, tenuto conto che in termosifoni con dimensioni da circa mezzo ad un metro quadrato e temperatura di circa 60/70°C, convezi one ed irraggiamento sono divisi equamente al 50%.

A temperatura inferiore prevale la componente per convezione, ed a temperatura superiore prevale la componente per irraggiamento (1).

Un dispositivo a infrarossi, in cui la maggior parte della radiazione infrarossa si trovi in area C, è definito come “oscuro”, perché non ha una componente di luce nella zona visibile.

Nella ricerca sono stati utilizzati dispositivi “oscuri” con geometria piatta composti da ferro acciaio con spirale di riscaldamento integrata, e lamine di carbonio appese in una cornice.

Le misurazioni sono state eseguite in una casa bifamiliare di due piani e mezzo; costruita inizialmente nel 1930 è stata modificata nel 1955 ed è stata aggiunta una parte nel 1967. I materiali di costruzione sono restati sempre gli stessi: pareti non isolate, soffitto della cantina non isolato e piastre di ardesia nella fondazione. All’inizio del 1990 è stato effettuato un rinnovo parziale con isolamento per il soffitto (12 centimetri di lana di roccia) e nuovi serramenti isolati in tutta la casa. Dal 1993 l’edificio è dotato di impianto di riscaldamento a metano a bassa temperatura con dispositivi di riscaldamento, tubi del gas e circuiti di riscaldamento separati per ogni casa.

I calcoli per il fabbisogno di calore hanno mostrato valori al metro quadrato pari per le due case. I consumi energetici negli anni precedenti sono stati misurati con contacalorie.

Le due case sono divise in: piano terra e piano primo, la superficie calpestabile del piano terra, riscaldato a gas è di 160,7 m2, mentre il piano primo, scaldato ad infrarossi, misura 102,6 m2.

Le due case hanno pari numero di finestre e durante il progetto sono state regolarmente abitate da 3 persone.

Il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria delle due case è stata effettuata col riscaldamento a gas del piano terra (2).

Riferimento: http://www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung/?INFRAROT-STRAHLUNGSHEIZUNG

Periodo della misurazione: 16.11.2008 – 30.04.2009 (5,5 mesi)

All’inizio si è cercato di mantenere la stessa temperatura dell’aria nelle due abitazioni, ma quando la temperatura dell’aria impostata nei termostati e la temperatura dell’aria misurata erano uguali, la casa riscaldata con infrarossi risultava soggettivamente troppo calda, mentre quella con impianto a gas era troppo fredda.

La ragione è da ricercarsi nei diversi principi di riscaldamento: il comfort al tempo stesso dipende dalla temperatura dell’aria e dalla temperatura media delle pareti.

Per questo motivo, fino alla metà del mese di novembre 2008, sono state modificate le impostazioni dei termostati fino ad ottenere lo stesso comfort soggettivo nelle due case. Da notare che le due case sono state utilizzate da rappresentanti di una stessa famiglia e non vi era alcuna differenza nel loro comportamento in merito all’uso del riscaldamento.

Per questo lo stesso comfort soggettivo è stato ottenuto impostando una temperatura dell’aria nella casa riscaldata con infrarossi di circa 1-2 gradi inferiore a quella riscaldata col gas.

Bilancio

Il consumo totale di energia elettrica per il riscaldamento a raggi infrarossi durante il periodo di valutazione è risultato di 7.305,92 kWh, mentre per il riscaldamento a gas (detratti i consumi per acqua calda sanitaria) sono stati necessari 33.542,33 kWh. Secondo le norme tecniche per lo sfruttamento del calore, il consumo totale di gas per riscaldamento calcolato per il periodo di misura è di 30.188,1 kWh.

Per realizzare il confronto dell’utilizzo di energia, i consumi devono essere legati alle dimensioni delle case.

Evidenza 2 – Tabella 1

Confrontato con i consumi rilevati nella casa col riscaldamento a gas a bassa temperatura, il sistema ad infrarossi (IR) ha un consumo di energia inferiore del 65,9%; mentre secondo i calcoli standard di ingegneria risulta un consumo ridotto del 62,1%;
Ciò significa che il riscaldamento a raggi infrarossi consuma 2,5 volte meno energia rispetto al sistema a gas a bassa temperatura.

Applicando i consumi ai prezzi italiani per l’energia:

Evidenza 2 – Tabelle 2 e 3

Il riscaldamento a raggi infrarossi costa 1,4 volte meno rispetto al sistema a gas a bassa temperatura.

Come emissioni di CO2 si considerano i cosiddetti fattori di emissione CO2 e/o equivalenti. Esse non si limitano dunque alle sole emissioni di anidride carbonica, ma comprendono anche altri tipi di emissioni nocive, ossia (CH4 , CO, NOx oppure N2O).

Il grado di emissioni di CO 2 in kg/kWh con sigla ? tabella:

Evidenza 2 – Tabella 4

Applicando i consumi:

Evidenza 2 – Tabelle 5 e 6

Il riscaldamento a raggi infrarossi produce 1,4 volte meno CO 2 rispetto al sistema a gas a bassa temperatura.


(1) Research project for comparatively measurement between infrared heating and gas heating, dr. eng.
Peter Kosack, Technical University Kaiserslautern.

(2) Deliberazione della giunta Provinciale di Bolzano n° 939 del 25/06/2012; Calcolo dell’efficienza
complessiva degli edifici pag. 50; http://www.regione.taa.it/bur/pdf%5CI-II%5C2012/28/S2/S2281201.pdf