La pompa di calore è un sistema efficiente e sempre più diffuso, anche grazie agli incentivi fiscali, per produrre sia caldo che freddo. Si presenta come soluzione ideale quando si valuta una sostituzione globale del proprio impianto puntando a un sistema unico di riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria.
Una giovane azienda sammarinese, Lucas, ha ideato una pompa di calore elettrica (aria-acqua) ibrida, dotata di una nuova tecnologia elettromeccanica che usa il fenomeno fisico della cavitazione controllata per garantire una continua produzione di calore ad alta temperatura e a basso costo.
Bernoulli Hybrid: Una Rivoluzione nel Settore Termoidraulico
Si chiama Bernoulli Hybrid ed è una pompa di calore ibrida dotata di una nuova tecnologia elettromeccanica che utilizza il fenomeno fisico della cavitazione controllata per garantire una continua produzione di calore ad alta temperatura e a bassissimo costo. Un risultato raggiunto in pochi mesi che fa di Bernoulli Hybrid una vera e propria rivoluzione nel panorama della termoidraulica, dato che si tratta della prima caldaia a basso consumo energetico che non presenta una bolletta del gas se alimentata da fonti di energie alternative.
A lanciarla è una giovane azienda san marinese, la Lucas, nata proprio grazie all'intuizione di realizzare il prototipo di un sistema di riscaldamento senza l’utilizzo di alcun combustibile tradizionale.
Le Due Fasi Chiave di Bernoulli Hybrid
Per riscaldare gli ambienti la pompa di calore Bernoulli Hybrid sfrutta due diversi principi, adattandone il funzionamento alle richieste del condomino o dell'azienda.
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- La prima fase di riscaldamento avviene sfruttando la compressione di un gas che "ruba" l’energia termica dall’ambiente esterno per renderla disponibile all’ambiente interno.
- La caratteristica che rende unico Bernoulli Hybrid è la seconda fase di riscaldamento, ovvero il brevetto che permette di sfruttare l'energia intrinseca nei legami idrogeno tra le varie molecole d'acqua. Questo brevetto sfrutta una forte depressione prodotta meccanicamente da una turbina che lavora in una camera stagna di acqua per dare inizio ad un fenomeno naturale simile alla cavitazione.
Il Fenomeno della Cavitazione nel Progetto Bernoulli Hybrid
Il secondo principio su cui si basa l'apparecchio riguarda la successiva fase di riscaldamento e si basa appunto sul fenomeno della cavitazione. «Una turbina lavora in una camera stagna per produrre una forte depressione. La cavitazione - spiegano dall’azienda - avviene rompendo meccanicamente i legami idrogeno tra le varie molecole d’acqua, creando il passaggio di stato da liquido a gassoso e causando una rapida espansione dei gas (vapore acqueo).
La cavitazione avviene rompendo meccanicamente i legami idrogeno tra le varie molecole d’acqua, questo ne cambia lo stato facendolo passare da liquido a gassoso e causando una rapida espansione dei gas. L'espansione dei gas (vapore acqueo) continua fino al punto in cui la tensione superficiale del liquido attorno alla bolla di vapore acqueo è superiore alla forza di depressione effettuata meccanicamente dalla turbina. Da quel momento la bolla comincia quella che è la fase di compressione, ovvero la fase in cui viene generato calore.
Una singola bolla cavitativa riesce nella fase di massima compressione a sviluppare fino a 5000°C e 2200 bar di pressione, ovvero più della temperatura della superficie solare. Le bolle cavitative però sono molto piccole (qualche micron) e di durata estremamente limitata nel tempo (nell’ordine di nanosecondi), una singola bolla cavitativa non sarebbe in grado di soddisfare le necessità di un cliente.
Uno dei brevetti della Lucas consiste, quindi, nel riuscire a creare un effetto costante, ovvero una continua esplosione ed implosione di moltissime bolle cavitative contemporaneamente, che dà quindi la possibilità di cedere una grande quantità di energia termica all’utenza.
Efficienza e Applicazioni
Tramite un fluido (aria o acqua), l'apparecchio trasferisce in un ambiente interno il calore presente in una sorgente esterna (aria, acqua o terreno), con temperatura più bassa. Invertendo le funzioni, riesce a trasferire il calore dall’edificio verso l’esterno e raffrescare quindi gli ambienti. L'efficienza dipende però molto dal contesto climatico, perché le pompe di calore soffrono il thermal lift, vale a dire la differenza di temperatura tra la fonte e l'ambiente in cui deve essere trasportato. «Lavorando sul differenziale di temperatura, la pompa di calore funziona bene quando lo scambio termico non è elevato. Anche per ovviare a questo problema, ed evitare le possibili perdite di efficienza, la giovane azienda sammarinese Lucas ha ideato una pompa di calore elettrica (aria-acqua) ibrida, dotata di una nuova tecnologia elettromeccanica che usa il fenomeno fisico della cavitazione controllata per garantire una continua produzione di calore ad alta temperatura (e a basso costo).
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Un centinaio di apparecchi sono già stati installati in condomini e aziende. La taglia più venduta è quella da 40 kW, che costa poco più di 20mila euro e che - contando i risparmi energetici, la detrazione fiscale al 65% - può ripagarsi in due-tre anni.
Target di Clientela
«Per le sue caratteristiche, Bernoulli Hybrid si rivolge a un target di clientela composto da ville molto grandi, villette a schiera che hanno un sistema centralizzato, condomini, aziende, alberghi. Non abbiamo ancora la potenza adatta per i singoli appartamenti (la più piccola è da 24 kW, ndr)», afferma Luca Spiga, ceo della Lucas. «I nostri clienti ideali sono le nuove costruzioni, o chi ha un impianto a gasolio o gpl, in zone dove portare il combustibile è difficile ed è quindi conveniente passare alla sola alimentazione elettrica. In un condominio degli anni '70 con circa 30 abitazioni abbiamo installato - in sostituzione di uno a gasolio - un impianto da 150 kW all-in-one che è costato 80mila euro e si ripaga in meno di due anni. I prodotti sono tutti chiavi in mano, pre-assemblati per risparmiare tempo e materiali in fase di installazione (di norma, basta completarla con l’allacciamento di 4 tubi). E hanno un’interfaccia touch screen con collegamento da remoto, per visionare e modificare ogni parametro, con schermata fruibile in mobilità da qualsiasi device. Il sistema, con la sua partizione tra unità esterna (bassa temeratura) e interna (alta temperatura) è interamente gestito da un computer che controlla, analizza e memorizza ogni cambiamento.
Manutenzione e Durata
Si può a questo punto obiettare che la cavitazione è nota sì per gli effetti termici, ma anche perché genera usura sui materiali (pensiamo alle eliche dei motori, o alle pale delle turbine ad acqua...). «Grazie ad un algoritmo - risponde Spiga - il punto focale della cavitazione si concentra sempre in un punto dove c'è solo acqua, quindi lontano dalle parti metalliche. Offriamo comunque 5 anni di garanzia, più altri 5 di estensione; e lungo la vita utile dell'impianto, di oltre vent'anni, sostituiamo ogni 5 anni i gruppi cuscinetto.
Vantaggi di Bernoulli
Le principali caratteristiche che rendono Bernoulli una novità riguardano innanzitutto l’assenza di canna fumaria in quanto non avviene combustione: ciò rende superfluo qualsiasi tipo di verifiche sulle emissioni e rappresenta una assoluto valore aggiunto in termini di impatto ambientale. In più sono totalmente assenti pericoli di incendio in quanto all’interno della pompa di calore vi è solo acqua; il rendimento è poi costante a qualsiasi temperatura (dai -50° fino ad oltre 50°), infine l’efficienza energetica, ovvero la capacità di garantire un effettivo risparmio pari al 20% rispetto ad una caldaia a condensazione di ultima generazione. Se poi, Bernoulli viene installato in uno stabile provvisto di impianto fotovoltaico e batterie di accumulo, si raggiunge praticamente l’autonomia totale producendo calore a costo ‘zero’.
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