Le finestre standard e i sistemi split dominano il mercato residenziale, ma hanno dei limiti. Consumano una quantità significativa di elettricità e scaricano calore direttamente nell’ambiente circostante. Per i grandi spazi commerciali come gli edifici per uffici, questo approccio diventa inefficiente. La soluzione spesso sta nello spostare il lavoro pesante dalle singole stanze a sistemi centralizzati. Spiccano due metodi principali: i circuiti di acqua refrigerata e la tecnologia delle torri di raffreddamento.
Spiegazione dei sistemi ad acqua refrigerata
Immagina che l’intera unità di climatizzazione viva sul tetto o nascosta dietro l’edificio. Questo è il concetto fondamentale di un sistema ad acqua refrigerata. Questa pianta centrale raffredda l’acqua fino a un intervallo preciso compreso tra 40 e 45 gradi Fahrenheit (da 4,4 a 7,2 gradi Celsius).
Una volta refrigerata, l’acqua fredda viaggia attraverso tubi isolati verso vari sistemi di trattamento dell’aria in tutta la struttura. Questi gestori funzionano come le serpentine dell’evaporatore nel sistema split domestico, ma ingranditi. L’acqua circola, assorbendo il calore dall’aria interna. Se i tubi sono ben isolati la distanza diventa irrilevante. È possibile far funzionare queste linee per lunghi tratti senza perdere una significativa capacità di raffreddamento.
È versatile. Funziona come un enorme circuito di refrigerazione che copre l’intero edificio.
Tecnologia delle torri di raffreddamento
Le unità AC tradizionali utilizzano l’aria per dissipare il calore dalle bobine del compressore. Le grandi installazioni commerciali spesso sostituiscono l’approccio raffreddato ad aria con una torre di raffreddamento.
Ecco come funziona. La torre crea un flusso di acqua fredda che scorre attraverso uno scambiatore di calore. Quest’acqua raffredda le batterie calde del condensatore del refrigeratore principale. La torre soffia aria attraverso uno spruzzo d’acqua. Parte di quell’acqua evapora. Il cambiamento di fase da liquido a gas allontana il calore dall’acqua rimanente, raffreddando significativamente il flusso.
Questo metodo non è privo di inconvenienti. È necessario aggiungere regolarmente acqua all’impianto per sostituire quella persa per evaporazione. La potenza di raffreddamento effettiva dipende fortemente anche da fattori esterni. L’elevata umidità e la bassa pressione barometrica possono ridurre l’efficienza.
Non di punta e raffreddamento con ghiaccio
L’aumento dei costi dell’elettricità e le preoccupazioni ambientali hanno spinto gli sviluppatori a esplorare metodi di raffreddamento alternativi. Un’opzione emergente è la tecnologia per gli orari non di punta o per il raffreddamento del ghiaccio.
Questo sistema funziona in modo diverso rispetto all’AC standard. Congela l’acqua trasformandola in ghiaccio durante le ore serali. Perché di notte? La domanda di energia della comunità è al minimo. Le tariffe energetiche sono più economiche. Il ghiaccio viene immagazzinato in serbatoi. Durante le ore più calde della giornata, il sistema utilizza il ghiaccio sciolto per raffreddare l’aria interna.
L’assorbimento di energia è reale. Ma il consumo maggiore avviene quando la rete è meno sollecitata. Ciò riduce la domanda di picco sull’infrastruttura elettrica. Risparmia denaro. Allevia la tensione sulla griglia.
Riscaldamento e raffrescamento geotermico
Un’altra opzione che sta guadagnando terreno è il riscaldamento geotermico. La temperatura della terra rimane abbastanza costante ad una profondità di circa 6 piedi (1,8 metri). Varia da 45 a 75 gradi Fahrenheit (da 7,2 a 23,8 gradi Celsius) tutto l’anno.
Il raffreddamento geotermico utilizza questa temperatura stabile del suolo come dissipatore o fonte di calore. Invece di generare freddo con l’elettricità, sposti il calore esistente. Il tipo residenziale più comune è un sistema a circuito chiuso.
I tubi in polietilene sono interrati. Una miscela liquida riempie questi tubi. In inverno, il fluido assorbe calore dalla terra. Porta quel calore nell’edificio. In estate il sistema si inverte. Aspira il calore dalla tua casa e lo deposita sottoterra. Il terreno assorbe il calore in eccesso.
Condizionatori d’aria ad energia solare
Per coloro che cercano una reale efficienza energetica, stanno entrando nel mercato i condizionatori ad energia solare. La tecnologia è ancora in fase di perfezionamento. Ci sono dei nodi da risolvere.
Eppure il potenziale del mercato è chiaro. Circa il 5% di tutta l’elettricità consumata negli Stati Uniti è destinata all’alimentazione dell’aria condizionata. Si tratta di una fetta enorme del consumo di energia. Gli sviluppatori stanno rispondendo. Stanno costruendo unità che si basano sulla luce solare piuttosto che sulla rete.
Il cambiamento non riguarda solo il risparmio di denaro. Si tratta di ridurre l’impatto del raffreddamento di un edificio. I sistemi ad acqua refrigerata gestiscono la bilancia. Le torri di raffreddamento gestiscono lo smaltimento del calore. Lo stoccaggio nelle ore non di punta attenua la curva della domanda. Rubinetti geotermici nella terra. Il sole entra nel cielo. Ciascun metodo offre un percorso diverso per ridurre le bollette energetiche.
Quale sistema si adatta al tuo clima specifico? Quale offre il miglior ritorno sull’investimento per il tuo budget? Le risposte dipendono dalla tua posizione, dall’età del tuo edificio e dal valore che dai ai costi iniziali rispetto ai risparmi a lungo termine.
La tecnologia esiste. L’infrastruttura c’è. La domanda è se sei disposto a cambiare il modo in cui la tua casa gestisce il calore.
