Workshop Pompa di Calore su Radiatori Esistenti
9 ore di formazione professionale online dedicata ai professionisti che vogliono imparare a progettare da zero un impianto a pompa di calore su radiatori esistenti, senza fronzoli, dritti al punto!Scopri di più
La regolazione ottimale dell’impianto di riscaldamento a infrarossi è fondamentale se vuoi ottenere efficienza energetica e risparmio economico da questo sistema di climatizzazione invernale. I sistemi di regolazione tradizionali si affidano al calore trasmesso per convezione e non sono quindi adatti per regolare il calore trasmesso per irraggiamento.
Una delle componenti fondamentali del benessere termico sono i raggi infrarossi che emanano i corpi caldi. Trattandosi di fasci di radiazione elettromagnetica (come la luce), l’energia infrarossa colpisce direttamente il corpo da scaldare, trascurando tutto ció che c’è intorno (o quasi). Questo principio è alla base di diverse tipologie di sistemi di riscaldamento tra i quali riscaldamento a pavimento, funghi da esterno o lampade a infrarossi, riscaldamento elettrico a pannelli o nastri radianti.
Trasmissione del calore per irraggiamento, convezione e conduzione, ecco un piccolo ripasso.
Se da un lato, a unire i vantaggi dei raggi infrarossi con la bassa temperatura di esercizio sono i pannelli radianti o i radiatori a bassa temperatura, grazie agli alti rendimenti di produzione e distribuzione (utilizzando fonti primarie non pregiate), dall’altro ci sono comunque altre soluzioni che possono trovare delle applicazioni interessanti ed economicamente perseguibili.
Per riscaldare una postazione di lavoro in un ambiente dispersivo come un capannone oppure un luogo non completamente stagno verso l’esterno, sarebbe altamente inefficiente scaldare l’aria per convezione perchè quest’ultima tenderebbe a stratificarsi verso l’alto o a fuoriuscire dall’ambiente stesso.
Utilizzando delle lampade a infrarossi localizzate si può concentrare il calore sulla singola postazione di lavoro senza doversi preoccupare del resto dell’ambiente. D’altronde è ciò che si faceva e si fa ancora accendendo il caminetto (non quello termoventilato) in una stanza specifica della casa: tutti intorno al camino a scaldarsi per irraggiamento.
Vediamo i dettagli sulla regolazione:
Regolazione Impianto di Riscaldamento a Infrarossi
Regolare l’impianto di riscaldamento a infrarossi non è facile: mentre per “tarare” la quota di calore che riceviamo per convezione è sufficiente utilizzare una sonda che misuri la temperatura dell’aria che ci circonda, la potenza termica che riceviamo attraverso l’irraggiamento dipende da numerosi fattori:
- la distanza dalla fonte di calore
- la potenza della fonte di calore
- l’estensione della fonte di calore
- eventuali ostacoli tra il corpo da scaldare e la fonte di calore.
Quasi tutte le fonti di calore combinano all’effetto radiante anche quello convettivo, pertanto si tende a utilizzare con una certa approssimazione sistemi di regolazione degli impianti di climatizzazione tradizionali, quali termostati e sonde ambiente, ottenendo chiaramente risultati non ottimali (per produrre radiazione si utilizzano fonti calde che immerse nell’ambiente finiscono per scaldare anche l’aria circostante e comunque l’irraggiamento prima o poi colpisce una superficie che si scalderà a sua volta).
Vediamo quindi quali potrebbero essere delle alternative perseguibili per ottenere delle regolazioni dedicate a impianti di riscaldamento a infrarossi:
- regolazione climatica
- regolazione con globotermostato
- regolazione con rilevatore di presenza
- regolazione con rilevatore di temperatura radiante.
1. Regolazione Climatica
La regolazione climatica è senza dubbio la più diffusa su impianti di riscaldamento a pavimento radiante, ma anche la più “commerciale” per la grande scelta di centraline climatiche disponibili, sia già integrate a bordo caldaia, sia come sistemi di regolazione per piccoli e grandi impianti.
Si utilizzano due sonde di temperatura, una per l’aria esterna e una interna per l’acqua che circola, ad esempio, nei pannelli radianti. Il sistema fa si che quando la temperatura esterna scende, quella dell’acqua sale in modo da aumentare la potenza irradiata dal pavimento radiante.
La regolazione climatica esiste solo nella versione per impianti di riscaldamento ad acqua.
2. Regolazione con Globotermostato
In questo caso il termostato consiste in una semisfera nera, più sensibile alla radiazione infrarossa. La regolazione tradizionale con termostato ambiente non è molto diffusa ed evolve lentamente.
3. Regolazione con Rilevatore di Presenza
Per ottimizzare i consumi soprattutto in ambienti lavorativi si possono utilizzare, anche in abbinamento a uno degli altri sistemi descritti, dei rilevatori di presenza (es. PIR) che inseriscano la fonte infrarossa solo alla presenza dell’operatore o dell’utente.
Abbinabile soprattutto a lampade a infrarossi o pannelli radianti elettrici, il rilevatore di presenza potrebbe essere un sistema ausiliario a quello principale (per esempio ambiente riscaldato a 15 °C con postazioni di utilizzo riscaldate con sistema radiante).
4. Regolazione con Rilevatore di Temperatura Radiante
Una sonda in grado di misurare con dei sensori all’infrarosso la temperatura delle superfici che delimitano una stanza calcolando di conseguenza la temperatura radiante complessiva e quindi anche tutti i parametri di comfort e di richiesta di riscaldamento in quello stesso ambiente (non è ancora sviluppato completamente per usi commerciali). Molto adatto per usi civili in ambienti non troppo dispersivi e magari con sistemi misti radianti/convettivi.
Le alternative agli obsoleti termostati ci sono, manca il coraggio di intraprendere nuove strade per seguire un risparmio e un comfort sempre più elevati.
A cura di: Roello Piero
Photo credit: jenny downing, criminalintent
Articolo molto interessante su una tipologia di impianti che ancora non conoscevo nella sua applicazione domestica
Sarei interessato a capire cosa c’è in commercio, soprattutto rispetto all’uso domestico (bagni).
Posso presentare a chi è interessato una proposta di lampada scaldante ad infrarossi per locali (bar, ristorani, hotel, ecc.) o anche a noleggio per eventi temporanei esterni in stagione non calda (cene, sfilate, ecc.).
Caro Andrea,
per quanto ti legga sempre con grande interesse ed ammirazione per la competenza ed il dettaglio che si apprezzano sulle tue pagine web, in merito al riscaldamento ad irraggiamento sono perplesso proprio in relazione alla sensazione di reale benessere percepito dagli occupanti dell’ambiente.
Il camino inteso semplicemente come fonte di radiazione infrarossa, per chi ha avuto a usarlo non per piacere estetico ma per riscaldamento, genera il riscaldamento cutaneo anche eccessivo ma soprattutto limitato alle parti esposte. In altre parole la faccia e le mani si sentono bruciare mentre i reni sono gelati! Alla lunga ciò può causare oltre a malessere anche patologie (i geloni erano all’ordine del giorno a cas di mio nonno).
Il termocamino, in effetti, integrando l’irraggiamento con la convezione tende a mitigare il discomfort che ho appena descritto.
Cordialità.
Ciao Massimo,
sono d’accordo con te, tant’è che parlo del rapporto che c’è tra il riscaldamento a infrarossi e comfort termico in questo articolo.
Sicuramente l’ideale è utilizzare un mix di sistemi di riscaldamento.
Secondo il mio modesto parere, il riscaldamento ad infrarossi può trovare utile applicazione in tutti i casi di utile riscaldamento “puntuale” in ambienti molto grandi in cui il calore verrebbe disperso (chiese, capannoni, Hangar e simili).
Un saluto a Tutti
Domenico Marchesi
Caro Andrea questo sistema ad energia elettrica non è assolutamente da impiegare. Sai benissimo qual’è il rendimento per ricavare l’energia elettrica dalle fonti primarie.
Inoltre il riscaldamento elettrico non è contemplato nelle norme tecniche applicative di contenimento energetico che favoriscono il sole, la cogenerazione, le pompe di calore e in ultimo le caldaie a combustibile.
Perciò escludiamo questa forma di riscaldamento.
A presto, Sandro.
Ciao Sandro,
sicuramente tutti conosciamo il problema del riscaldamento elettrico.
Occorrerebbe provare a fare una simulazione e dimostrare se effettivamente
è da sconsigliare a priori o se ci sono possibili applicazioni in alcune situazioni.
Ciao e a presto.
Ciao Andrea,
sono d’accordo con te, tanto piu’ che abbiamo fatto di questo concetto, il nostro cavallo di battaglia, sviluppando Carpet line, un sistema radiante ad infrarossi per riscaldamento a pavimento, unico e all’avanguardia.
il problema è che oggi se ne parla ancora poco dei benefici di questo tipo di riscaldamento, ritenendo l’energia elettrica troppo costosa, che se per alcuni casi è vero, altri sistemi come il nostro lavorano a 24 volt in continua e sono decisamente piu’ economici di quelli tradizionali ad acqua.
ciao Mirco.
Ciao Andrea,
sono assolutamente d’accordo con questo tipo di riscaldamento, infatti nei bagni di casa mia sto utilizzando da due anni questo tipo di riscaldamento ad infrarosso non con una lampada ma con un “quadro”. Infatti sono degli elementi di raffinato design realizzati in vetro, laccato, trasparente o a specchio da appendere al muro o con un supporto specifico da appoggiare a pavimento.
Io li regolo con un timer-termostato abiente e ne controllo i consumi con un contatore di energia wifi….più di così.
Saluti Michele
[Ringrazio anch’io Andrea per il suo lavoro.]
Prima di condannare il sistema a infrarossi solo in base al costo unitario dell’energia occorre considerare lo specifico ambiente in cui si inserisce e la frequentazione da parte degli utenti.
Una cosa che spesso non viene considerata nei luoghi di lavoro è l’assenza di rumore e di ricircolo di polveri aspetto che hanno sicuramente ben presente tutti coloro che hanno un termoconvettore !
Saluti.
Ciao Andrea, sono un ingegnere elettrico e vorrei progettare la casa elettrica con pompa di calore per ACS, riscaldamento con pannelli infrarossi, cucina con piastre ad induzione e raffrescamento con condizionatori split.
Purtoppo le normative D.Lgs 192/05 e D.Lgs 311/06 (ex legge 10) e il D.M. 26 giugno 2009 per la certificazione energetica degli edifici non prevedono l’utilizzo di queste tecnologie. Sei riuscito a risolvere il problema della progettazione?
Grazie
Ciao,
le normative, che io sappia, non vietano l’utilizzo di queste tecnologie.
Mi spiegheresti meglio dove sarebbe la limitazione?
Ciao Andrea,
non è che le normative vietano l’uso dei pannelli ad infrarossi; rispettando le norme CE, sono degli apparecchi elettrici che ognuno può tenere in casa.
Ma non sono considerati come unico impianto di riscaldamento utilizzabile per redigere la certificazione energetica richiesta dal D.M. 26 giugno 2009.
Inoltre l’allegato A del DLgs 192/2005 integrato d.lgs.311/06 (attuazione direttiva 2002/91/CE) cita al punto 14 (purtroppo nelle definizioni): “impianto termico è un impianto tecnologico destinato alla climatizzazione estiva ed invernale …. non sono considerati impianti termici apparecchi quali: …. apparecchi per il riscaldamento localizzato ad energia radiante.
Si potrebbe aggirare l’ostacolo dicendo che i pannelli commercializzati non sono per riscaldamento localizzato, ma, di fatto, riscaldano tutto l’ambiente.
Resta il problema del calcolo per il rilascio della certificazione energetica.
I software commerciali (tipo DOCET dell’ENEA) non considerano queste tecnologie (si può inserire solo una caldaia elettrica con pannelli radianti, ma di acqua calda).
Fare un software nuovo significa avere l’approvazione del Comitato Termotecnico Italiano (Allegato A del D.M. 26 giugno 2009).
Insomma non posso fare un progetto di riscaldamento di casa (nuovo o ristrutturazione) solo con pannelli a raggi infrarossi.
La legge non li considera, sembra che l’unico modo sia rivolgersi al CNR o l’ENEA che sono obbligati a ricercare nuove tecnologie, sempre secondo le normative che ho citato.
Hai ragione, comunque se ci pensi bene, utilizzare solo il riscaldamento a infrarossi porterebbe ad avere aria fredda in casa, che respirando ci farebbe “raffreddare”.
Dal mio punto di vista il riscaldamento a raggi infrarossi va sempre abbinato ad uno per convezione termica. L’aria va comunque riscaldata, non credi?
Il riscaldamento ad infrarossi scalda le masse presenti nell’ambiente e queste, per convezione, riscaldano l’aria.
E’ come il sole in primavera che scalda la terra e questa scalda l’aria.
I sistemi tradizionali muovono masse d’aria, stratificano la temperatura all’interno della stanza (18°C a terra, 22°C sul soffitto), non risolvono il problema della muffa, hanno bisogno di continua manutenzione.
L’infrarosso è naturale come il sole, non muove aria, non necessita di manutenzione, la stratificazione dell’aria è molto inferiore.
Inoltre sono utilizzati dai medici come aiuti in molte terapie (anche la depressione).
Credo che sia la tecnologia del futuro.
Io ne ho uno in bagno: la casa è ancora a 20°C perché il cappotto tiene, eppure in bagno si sente più caldo e un maggiore benessere, nonostante l’abbia impostato solo a 21°C.
Hai provato a monitorare la temperatura operativa dell’aria all’interno di un edificio riscaldato completamente con infrarossi?
Sarebbe interessante avere questi dati.
Sì, ho visto un appartamento di 85m² in classe C/D, scaldato da 5 pannelli da 550W. Al 28 gennaio con 6°C esterni e 21°C interni, il singolo pannello consumava 84W.
Ho fatto il calcolo ipotetico per un regime di riscaldamento 24 ore su 24 con un consumo medio per pannello di 200W (sovrastimando):
Caratteristiche
Pannelli: 85 m² / 18 m²/pannello = 5 pannelli 60cmx60cm
Potenza impegnata = 550W/pannello x 5pannelli = 2.750W
Temperatura esterna = 6°C (28/01/2012 ore 16:00)
Temperatura interna = 21°C
Umidità interna = 38%
Consumo singolo pannello = 84W
Consumo totale = 84W x 5 = 420W
Costo orario energia = 0,420kW x 1h x 0,20 €/kWh = €/h 0,084
Costo stagionale stimato
200 gg x 24 h/gg x 200W/h (media consumo) x 5 pannelli x 0,20 €/kWh = € 960 all’anno.
Il costo medio del riscaldamento a metano si aggira sui 1000/1200 € all’anno, cui si sommano la manutenzione impianto: 100/200 € all’anno e la spesa iniziale di un contatore gas che varia da 500 a 800 euro una tantum.
Posso risparmiare il primo anno fino a 1000 euro e poi 200/300 all’anno.
Sto cercando di avere altri dati.
Su siti di altri produttori, ho trovato un COP dei pannelli pari a 2,8.
Occorrerebbe fare un confronto con l’installazione, nella stessa casa, di una nuova caldaia a metano con valvole termostatiche e controllo ambientale.
Il tutto corredato dal costo iniziale dell’intervento e dal risparmio annuo.
Quant’è l’investimento iniziale per i pannelli a raggi infrarossi?
C’è anche il problema che non sono incentivati dalle detrazioni fiscali 55%.
Il costo iniziale sarebbe di circa 5000 euro per il riscaldamento e dai 1500 ai 3000 euro per una pompa di calore per acqua calda sanitaria.
Confrontabile col costo di un impianto con caldaia e radiatori o riscaldamento a pavimento.
Non sono incentivati col 55%. Ma per ristrutturazione si può chiedere il 50% fino al 30 giugno 2013 e non si devono neanche rompere i pavimenti.
Considera però che i radiatori, nel caso di ristrutturazione già ci sono in casa. Quindi il costo per una caldaia più sistema di regolazione sarebbe molto inferiore credo. Forse con quei soldi acquisti anche un impianto solare termico oltre alla caldaia. Cose pensi?
Buongiorno Andrea e grazie per le numerose informazioni.
Una domanda: sarebbe assurdo usare per scaldare un bambino sul fasciatoio una semplice lampada da pavimento con il portalampada rivolto verso il fasciatoio (per intenderci una lampada da poltrona) montando una lampadina a infrarossi?
Se non fosse assurdo quanti watt sarebbero sufficienti? 100, 150, 250?
Grazie
Ciao Alessandro grazie.
Penso che una lampada infrarossi da 150 W sia più che sufficiente. L’importante e tenerla sempre ad una distanza di almeno 80-100 cm o comunque verifica prima che la distanza a cui la posizioni eviti eventuale surriscaldamento del bambino!
Ciao, possiedo in valle d’Aosta un laboratorio che utilizzo per la mia attività professionale, non aperto al pubblico ma con una parete tutta vetrata lato strada. Il locale misura metri 5×4 e 5 metri di altezza interna e non è coibentato essndo situato in uno stabile dell’anteguerra. Attualmente vi sono installati, come unica fonte di calore, due ventilconvettori a gas metano ormai obsoleti che necessitano di sostituzione. Vorrei rimpiazzarli con due lampade a infrarossi da 1.000w appese a soffitto ad una altezza di 2,5 metri con accensione comandata da rilevatore di presenza. Mi sembra la soluzione ottimale anche in termini di consumo perchè il locale in questione non è frequentato in maniera continuativa nell’arco della giornata ma vi accedo magari diverse volte ma mai per più di mezz’ora alla volta. Cosa ne pensi? Grazie.
Ciao prova a fare un’analisi costi-benefici veloce e vedi se può convenirti. Comunque proprio per la saltuarietà e tipo di locale e grazie ai sensori di presenza potrebbe essere una soluzione interessante.
Ciao Maurizio, è vero che utilizzi il locale poche volte al giorno, ma dentro ci sono sicuramente attrezzature che non amano essere lasciate al freddo ed anche i muri soffrono a causa dell’umidità. La soluzione (non proprio economica) sarebbe quello di isolare le pareti all’interno con cartongesso dotato di alluminio (barriera vapore) e lana di roccia. Con questo isolamento, puoi utilizzare i pannelli ad infrarossi. Al contrario delle lampade (che fanno male perché emettono infrarosso tipo A e B che possono generare scottature e consumano molta potenza) i pannelli emettono onda infrarossa tipo C (utilizzata nelle saune ad infrarosso per cure mediche) e consumano molto meno. Se vuoi posso farti uno studio con stima preventiva dei costi per tutto il lavoro.
“Riferimenti cancellati: non è possibile farsi pubblicità diretta” – Andrea