Perdite di energia e funzionamento

Sistema caldaia e termosifoni

In un sistema tradizionale con caldaia e termosifoni, il gas si trasforma in circa 10 kWh di energia termica per metro cubo di gas. Una parte di energia termica arriva ai termosifoni nelle stanza, il resto sono perdite:

  • di combustione;
  • di trasporto attraverso le tubazioni di andata e ritorno contenute nelle pareti esterne dell’edificio: in vecchi edifici, le perdite sono maggiorate dal cattivo isolamento delle tubazioni; meno della metà di energia primaria arriva all’ambiente da scaldare).

Riscaldamento tradizionale a radiatori

Attraverso i termosifoni l’energia termica è resa sotto forma di convezione che scalda l’aria della stanza.

Questa risulta però stratificata, con zona più fredde in basso (18/19°C: piedi freddi, bambini più al freddo) e zone più calde in alto (24/25°C: temperatura più al ta equivale ad un aumento delle dispersioni termiche nelle parti alte delle pareti e dai soffitti e quindi spreco di energia!).

L’aria scalda in seguito gli oggetti della stanza e le superfici (pareti, soffitto e pavimento). Per questa ragione la temperatura dell’aria è superiore alla temperatura delle superfici. Questo produce, in case vecchie non isolate, la sensazione di freddo avvertita dalle persone: nonostante la temperatura dell’ambiente sia a 20°C le pareti fredde a 14/15°C “rubano” calore dalle pe rsone il cui corpo si trova ad una temperatura media di 36°C.

Le pareti interne così fredde, diventano anche sede di nascita di muffe dovute alla condensazione dell’umidità ambientale.

Infine il sistema di riscaldamento a convezione produce circolazione di polveri ed escrementi di acari con i relativi problemi per persone asmatiche o allergiche.

Sistema infrarossi (IR)

L’energia primaria nella catena di generazione e distribuzione dell’energia elettrica può essere divisa in energia rinnovabile, prodotta da idroelettrico, eolico, fotovoltaico, e non rinnovabile, derivata da fonti energetiche fossili e nucleari. Dalle fonti energetiche fossili e nucleare si ottiene energia elettrica e termica.

Quest’ultima è inutilizzata sotto forma di calore disperso nell’ambiente.

Tra le stazioni elettriche e il collegamento dell’edificio ci sono le perdite di trasporto, che costituiscono in media circa il 10% della energia elettrica prodotta.

L’energia elettrica entrata negli edifici (ed effettivamente fatturata come energia consumata) si trasforma nei dispositivi a infrarossi radianti in energia termica con perdite trascurabili.

Riscaldamento ad infrarossi

Tale energia termica viene irradiata nelle camere. Il riscaldamento con convezione viene ignorato perché relativamente debole. La radiazione infrarossa riscalda principalmente le superfici (pareti, soffitti e pavimenti), così come gli oggetti nella stanza.

L’aria viene riscaldata indirettamente attraverso l’innescarsi di lievi moti convettivi a partire da pareti, soffitti e pavimenti.
Risulta quindi che, con tale tecnologia, le superfici sono più calde dell’aria.

Posizionando inoltre i pannelli vicino al pavimento, quest’ultimo viene scaldato prima del soffitto; il risultato è una maggiore temperatura del pavimento rispetto al soffitto che si traduce immediatamente in benessere climatico direttamente percepito dalle persone (niente piedi freddi e bambini più al caldo) e le pareti, essendo più calde dell’aria della stanza, rimuovono la condensa e la formazione di muffe.

Per concludere la convezione molto ridotta produce bassissima circolazione di polveri e acari con il risultato di eliminare i problemi di persone asmatiche o allergiche.

Motivazioni del maggiore rendimento dei sistemi ad infrarossi

Le differenze sono dovute alle maggiori perdite dei sistemi tradizionali:

  • a) perdite tra il bruciatore a gas ed i dispositivi di riscaldamento;
  • b) perdite derivanti dalla regolazione del riscaldamento a gas: mentre i dispositivi di riscaldamento a gas hanno bisogno di più di 10 minuti per il loro riscaldamento, il tempo per i dispositivi a infrarossi è meno di 4 minuti. Avendo una regolazione distribuita per ogni stanza il riscaldamento a infrarossi nel suo complesso è significativamente più flessibile. Questo si traduce in una regolazione ad alta velocità e basso consumo di energia in stanze dove vari il carico endogeno o che ricevano irraggiamento naturale dal sole (energia gratuita) durante i mesi invernali soprattutto da gennaio ad aprile.
  • c) perdite di trasmissione del calore attraverso le pareti. I test mostrano che in case riscaldate a gas la temperatura interna delle pareti esposte all’esterno misurata nella parte alta della parete stessa è di 14°C. In case riscaldate ad infrarossi, tale temperatura sale a 19°C, e la temperatura media dell’intera par ete è sempre più elevata della temperatura dell’aria della stanza.

Il risultato, con i pannelli ad infrarossi, è un minore assorbimento di acqua da parte delle pareti esposte all’esterno, quindi un aumento del calore con minore uso di energia e per finire la riduzione della formazione di muffe.

A sostegno di ciò si deve considerare che murature umide, a differenza di quelle asciutte, hanno valori di isolamento drasticamente inferiori. Anche una percentuale di umidità pari a solo 4% diminuisce i valori di isolamento di circa il 50%.
Col riscaldamento ad infrarossi si ottiene di fatto una sanificazione dell’edificio riducendo la percentuale di umidità nell’aria (l’essiccazione degli edifici è una classica applicazione di dispositivi a raggi infrarossi) con conseguente aumento del valore dell’isolamento e l’aumento delle perdite di calore attraverso le pareti a temperatura maggiore viene compensata (1).


(1) Ernst Vill: “Masonry humidity – reasons, subordinations, decisions”, Publisher – Ernst Vill, Sauerlach 2002

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