Il consumo di energia per il raffrescamento degli edifici rappresenta una quota significativa dei fabbisogni complessivi e, concentrandosi in un periodo abbastanza limitato dell’anno, determina inoltre importanti flussi di potenza con conseguenti criticità a carico del sistema elettrico. Gli obiettivi di riduzione dei consumi energetici e delle emissioni climalteranti stanno inoltre conducendo, per il settore abitativo, a regolamentazioni stringenti sulla quota minima di energia rinnovabile che deve essere impiegata al fine di soddisfare i fabbisogni di calore, acqua calda e raffrescamento. Si rendono quindi opportune attività che da un lato valutino le potenzialità delle soluzioni impiantistiche disponibili per il raffrescamento mediante sfruttamento a livello locale delle fonti rinnovabili, dall’altro affrontino, mediante studi e sperimentazioni mirate, le barriere di tipo tecnico che ancora non consentono un ampio sfruttamento di alcune di queste soluzioni. È il caso ad esempio del solar cooling, tecnica di notevole interesse in quanto utilizza una fonte ovunque disponibile e assicura la produzione di freddo in misura più abbondante proprio nei periodi di maggiore richiesta.

Il lavoro descritto in questo documento ha in primo luogo riguardato un’analisi dell’impatto della nuova legislazione in materia di edifici a basso consumo di energia non rinnovabile, nell’intento di comprendere quali opzioni impiantistiche abbiano caratteristiche adeguate ed efficaci ai fini di soddisfare gli obiettivi della norma di legge. Sono stati presi in considerazione edifici di diverse tipologie, dall’abitazione monofamiliare al grande condominio, in una località del Sud Italia, caratterizzata pertanto da un rilevante fabbisogno di raffrescamento. I risultati hanno mostrato che sia il solar cooling, sia l’impiego di moduli solari ibridi (termico+fotovoltaico), abbinati a pompe di calore reversibili, sono in grado di assicurare il raggiungimento degli obiettivi prefissati; in particolare, la seconda soluzione realizza lo stesso obiettivo impiegando una porzione della copertura di circa il 30 % inferiore. Per quanto riguarda le verifiche sperimentali sul solar cooling, le indagini e i monitoraggi effettuati in precedenza hanno evidenziato in diversi casi che le prestazioni energetiche non risultano all’altezza delle aspettative, a causa dell’assenza di prassi progettuali e di gestione consolidate ed ottimizzate. Si è ritenuto quindi opportuno intraprendere la realizzazione di un impianto di taglia rappresentativa, che consenta di sperimentare soluzioni ad elevate prestazioni, concepite con criteri che massimizzino la resa energetica, e in ultima analisi di dimostrare in modo concreto la validità del concetto.

Con tale obiettivo, nell’ambito del presente lavoro è stata effettuata un’attività di modellazione di un impianto basato su collettori a concentrazione (paraboloidi lineari) e su un ciclo frigorifero ad assorbimento a doppio effetto. La ricerca di una configurazione ottimale ha condotto al dimensionamento di un impianto che, su base stagionale, mostra prestazioni energetiche ragguardevoli, come un “Primary Energy Ratio”, riferito all’energia non rinnovabile, di circa 1.46 (il corrispondente valore per un ciclo frigorifero a compressione alimentato dalla rete è di 1.1) e un COP elettrico di quasi 11.