Il Fraunhofer ISE mostra come sia possibile sostituire gli impianti centralizzati di riscaldamento a gas e a gasolio dei condomini, con pompe di calore a propano progettate su misura
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Nuove soluzioni “green” per il riscaldamento centralizzato
Nelle grandi città italiane le caldaie centralizzate a gas rappresentano ancora una buona fetta dei riscaldamenti condominiali. Fetta che, con le giuste precauzioni, potrebbe però essere elettrificata e resa più ecologica. Come? Con le pompe di calore a propano “multifamiliari”. A patto che l’intero sistema sia progettato su misura per l’immobile.
A questa conclusione è arrivato un gruppo di ricerca tedesco del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, come parte del progetto scientifico “LC R290”. L’iniziativa lanciata nel 2023 ha avuto fin da subito come obiettivo quello di standardizzare soluzioni a pompa di calore (PdC) per la sostituzione dei sistemi a gas e a gasolio in tutte le applicazioni edilizie. E di farlo puntando su un refrigerante ancora poco diffuso a livello domestico: il propano (R290).
Le precauzioni sono molte, così come le applicazioni finali. Non esiste infatti un approccio universale che possa andare bene per tutti gli edifici multifamiliari. Ogni progetto di elettrificazione dei riscaldamenti con PdC deve essere calibrato sulle dimensioni dell’immobile, tenendo conto dei differenti vincoli volumetrici, del fabbisogno di energia termica, e così via.
Spiega Björn Nienborg, coordinatore del progetto presso Fraunhofer ISE: “A causa delle diverse sfide, come la questione di una fonte di calore adeguata o lo spazio limitato, non potevamo puntare su un’unica soluzione tecnologica; abbiamo piuttosto sviluppato diverse soluzioni applicabili. L’importante è una progettazione su misura per l’edificio, che includa pompa di calore, accumulo, idraulica, controllo e distribuzione del calore.”
Il mercato delle pompe di calore in Germania (e Italia)
Il progetto arriva in un momento di forte dinamismo per il settore delle pompe di calore in Europa. Secondo l’ultima analisi dell’European Heat Pump Association, le vendite sono aumentate del 13% lo scorso anno, raggiungendo quota 2,9 milioni in 21 paesi europei e facendo risparmiare ben 2,5 miliardi di metri cubi di gas. Ciò porta il parco macchine totale a 29,3 milioni di unità.
In questo contesto la Germania è quella che ha mostrato la crescita più consistente da un anno all’altro. Tuttavia se guardiamo il numero di pompe di calore vendute, abbiamo un’ottima conferma: l’Italia è la seconda in Europa per nuove unità acquistate nel 2025 (ben 423.000 pdc), seconda solo alla Francia (528.000).
Il nuovo piano UE per l’elettrificazione dovrebbe dare ulteriore impulso alla tecnologia, ma è fondamentale disporre già di soluzioni adatte ad ogni scenario applicativo. Comprese le abitazioni multifamiliari e i condomini.
Pompe di calore per edifici multifamiliari
Per la sostituzione degli impianti centralizzati esterni, il team di ricerca ha sviluppato un prototipo in cui la carica di refrigerante è stata ridotta del 20% rispetto a unità a pompa di calore comparabili, mentre l’efficienza è stata aumentata del 15%.
Per i sistemi interni è stato sviluppato invece un modello compatto di pompa di calore acqua-salamoia (sole-split), sempre a base di propano. In questo secondo caso, l’unità esterna funge solo da scambiatore di calore tra l’aria e il circuito intermedio di salamoia (acqua glicolata). Il compressore e il resto del circuito frigorifero contenente il refrigerante sono invece installati all’interno dell’edificio. Va però sottolineato che in termini di efficienza stagionale, il sistema sole-split tende a essere leggermente meno efficiente rispetto a un sistema monoblocco esterno o a un sistema a sonde geotermiche, a causa degli ulteriori scambi di calore.
Propano e sicurezza
Va precisato che il propano richiede alcune precauzioni in più. Sebbene possieda ottime proprietà termodinamiche e un basso potenziale di riscaldamento globale, è anche facilmente infiammabile. Inoltre a causa della sua densità, eventuali fuoriuscite non si disperdono facilmente ma scivolano verso il basso, stratificandosi sul suolo.
Ecco perché la ricerca ha sviluppato un circuito di refrigerazione standardizzato e a ridotto contenuto di refrigerante (150 g di propano) per unità decentralizzate. Approccio essenziale per garantire la massima sicurezza d’utilizzo in ambienti residenziali così come quella nella fase di installazione. In particolare il gruppo ha simulato sperimentalmente le eventuali fughe di gas che potrebbero verificarsi durante il montaggio al coperto, eseguendo più di 100 verifiche su cinque diverse soluzioni di protezione.
In ogni caso è immaginabile che le unità centralizzate, più potenti, richiedano cariche più elevate di propano e sistemi di ventilazione ad hoc. I dati raccolti hanno convalidato l’efficacia del sistema della ventilazione meccanica dell’involucro con scarico all’esterno, valutando anche due ulteriori approcci – denominati “camino” e “drenaggio” – da approfondire in un secondo momento.
La sfida sta ovviamente anche nel dimensionamento e nella progettazione iniziale. Ma i ricercatori tedeschi stanno facendo progressi anche sotto questo profilo, integrando le soluzioni sviluppate con LC R290 nel nuovo progetto MAMMUT. “Quest’ultimo – spiega l’istituto – mira a sviluppare uno strumento software per il processo decisionale e la progettazione di sistemi a pompa di calore in edifici plurifamiliari, con generazione di preventivi direttamente collegata, in particolare per gli installatori di impianti HVAC”.
