Climatizzatori fotovoltaici e solari: modelli e caratteristiche

Climatizzatore e impianto fotovoltaico: un binomio vantaggioso

In estate disporre dell'aria condizionata è una soluzione comoda ma costosa dal punto di vista economico e ambientale, perché i climatizzatori consumano molta energia con conseguente aumento della bolletta.
Se poi l'energia proviene da fonti non rinnovabili, com'è purtroppo assai comune in Italia, si produce anche un aumento dell'inquinamento e delle emissioni di anidride carbonica in atmosfera.

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Prototipi di condizionatori solari FREESCOO di SolarInvent

Esempi di installazione di condizionatori solari FREESCOO di SolarInvent

Condizionatori fotovoltaici FREESCOO di SolarInvent a Lampedusa

Funzionamento di un impianto di climatizzazione solar cooling, by Kloven

Celle solari per impianti di climatizzazione solar cooling by Kloben

Campo solare per climatizzazione solar cooling, by Kloben

Tuttavia, esiste una soluzione molto efficace ma ancora poco diffusa: il fotovoltaico per climatizzatore, che consiste nell'alimentare un sistema di condizionamento con un sistema di pannelli fotovoltaici. Si tratta di un espediente semplice ma decisamente razionale, perché i condizionatori vengono utilizzati maggiormente proprio durante i mesi estivi, quando il tempo è sereno e la luce solare più intensa.

La potenza energetica necessaria (e dunque il numero e la superficie dei pannelli) vanno però calcolati accuratamente per evitare sovraccarichi nelle ore più calde della giornata e considerando attentamente i consumi, il proprio stile di vita, la zona geografica e le caratteristiche dell'abitazione (dimensioni, esposizioni e coibentazione).

Il fabbisogno energetico per il condizionamento estivo a una temperatura di 24° C di una villetta di 200 metri quadri in Sicilia è infatti molto maggiore di quello richiesto per rinfrescare un piccolo appartamento in un paese del Trentino.

A puro titolo esemplificativo, un climatizzatore di vecchia generazione consuma circa 800-1000 watt l'ora, mentre un modello più recente in classe A++ si attesta su 400-500.
Un impianto fotovoltaico per climatizzatore che faccia fronte all'intero fabbisogno domestico richiede quindi una potenza di circa 3-3,5 Kwp.

Climatizzatori e fotovoltaico: realizzazioni e nuove proposte

I sistemi per disporre del condizionamento con pannelli fotovoltaici sono due: collegare un condizionatore di nuova generazione a un impianto preesistente o installato ex novo, oppure acquistare un climatizzatore fotovoltaico.

La prima soluzione è attualmente più diffusa e proposta da numerose aziende del settore.
Il sistema si compone di quattro elementi:

• l'impianto fotovoltaico, che generalmente copre in tutto o in parte il fabbisogno energetico dell'intera abitazione;
  
  
• una centralina di controllo domotica, programmabile e comandabile a piacere;
  
  
• un sistema di accumulo come Varta Pulse, che consente di immagazzinare l'energia prodotta dai pannelli fotovoltaici nelle ore di massimo soleggiamento, restituendola di notte o nelle giornate con cielo nuvoloso;
  
  
• un climatizzatore ad alta efficienza in classe energetica A++, programmabile grazie a un timer e in grado di razionalizzare i consumi regolando la potenza in base alla temperatura richiesta senza continue accensioni e spegnimenti.
  
  

Il secondo metodo, ovvero un climatizzatore che funziona con pannello fotovoltaico, è realizzabile sostanzialmente collegando un condizionatore mobile a un pannello fotovoltaico portatile di sufficienti dimensioni. I modelli di climatizzatore con pannello fotovoltaico integrato sono invece ancora pochi e difficilmente reperibili: un prototipo fu ad esempio lanciato nel 2010 da LG ma senza apparenti sviluppi successivi.

Un sistema alternativo: il solar cooling

Una valida alternativa per la climatizzazione solare sono però gli impiantisolar cooling basati sui pannelli termici utilizzati anche per la produzione di acqua calda sanitaria.

Un'installazione di questo tipo, adatta soprattutto a edifici condominiali e complessi di villette a schiera, viene proposta dall'azienda Kloben.


Si compone di varie parti:

• un adeguato numero di collettori solari collocati sulla copertura o in un'area pertinenziale esterna;
  
  
• dei serbatoi per l'accumulo dell'acqua calda;
  
  
• le canalizzazioni necessarie a collegare le diverse parti dell'impianto;
  
  
• la DEC (Desiccant Evaporative Cooling), l'unità di trattamento dell'aria che ne condiziona temperatura e umidità rispetto alle condizioni esterne.
  
  

Il principio di funzionamento della DEC si basa sulla proprietà di alcuni sali come cloruro di litio o gel di silice di assorbire l'umidità atmosferica, riscaldando o raffreddando l'aria esterna in base alla stagione.

FREESCOO di SolarInvent, per ora ancora allo stadio di prototipo e installato come sperimentazione in alcuni edifici di grandi dimensioni, è invece un climatizzatore di ultima generazione grazie a una nuova tecnologia DEC che fa uso di letti assorbenti raffreddati o CPB (Cooled Packed Bed) e processi di raffreddamento evaporativo avanzati.

É utilizzabile per la deumidificazione, il raffreddamento estivo e l'integrazione al riscaldamento invernale ma non per la produzione di acqua calda sanitaria.
La sua impiantistica è semplificata e dispone di un pannello fotovoltaico integrato e opzionale per l'alimentazione delle funzioni ausiliarie.

La climatizzazione avviene in due fasi differenti: nei mesi estivi l'aria esterna calda e umida attraversa un letto deumidificante costituito da uno spesso strato di materiale essiccante, asciugandosi ma restando ancora relativamente calda. Successivamente, in uno scambiatore di calore a piastre l'aria viene raffreddata fino alla temperatura desiderata: in questo modo è possibile immettere aria condizionata anche a 18-20 °C, una temperatura tuttavia sconsigliabile a causa del brusco sbalzo termico generato con l'esterno.

Dopo un certo periodo il letto assorbente si satura di umidità e dev'essere asciugato e riattivato con il calore fornito dai collettori solari. Il funzionamento di una DEC è perciò tendenzialmente intermittente, mentre per evitare questo inconveniente FREESCOO dispone di due letti essiccanti regolarmente alternati senza interruzioni.


SolarInvent dispone di tre modelli differenti:

• Unità rooftop compatta stand alone, particolarmente indicata per le abitazioni o le utenze terziarie che richiedono un trattamento dell'aria di portata bassa; è installabile sulla copertura e può essere integrata con un sistema fotovoltaico per un funzionamento indipendente.
• Sistema a parete compatto, anch'esso adatto per utenze a bassa portata di ricambi d'aria, può essere alimentato da pannelli solari termici o da qualsiasi altra sorgente di calore che opera anche a temperatura bassa (50-60 °C). Si può montare sulle pareti esterne di qualsiasi edificio oppure, in caso di ristrutturazione radicale o nuova costruzione, persino in apposite intercapedini al loro interno.
  
  
• Centrali di trattamento aria, ottimali soprattutto per utenze che richiedono il trattamento di una portata d'aria maggiore di 1000 metri cubi all'ora come alberghi, grandi complessi residenziali o palazzi per uffici.