In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Le nuove tecnologie di riscaldamento di Samsung hanno trovato un banco di prova piuttosto scomodo, e non è un caso: l’azienda coreana ha avviato una collaborazione con l’Oak Ridge National Laboratory, l’istituto di ricerca che fa capo al Dipartimento dell’Energia statunitense, per mettere a punto sistemi capaci di scaldare case e produrre acqua calda anche quando fuori il termometro crolla ben oltre lo zero. Il cuore del progetto è la compressione di vapore, una tecnologia tutt’altro che nuova ma che in condizioni estreme mostra i suoi limiti. L’obiettivo dichiarato è mantenere efficienza e stabilità sotto i 30 gradi sotto zero, soglia che per molti impianti tradizionali equivale a una resa.
Per capire quanto sia seria la sfida basta guardare dove si svolgeranno i test. È stata scelta Fairbanks, in Alaska, città dove le temperature possono arrivare a toccare i 40 gradi sotto zero. Non un laboratorio climatizzato, quindi, ma un ambiente reale in cui il freddo non fa sconti e in cui ogni margine di efficienza guadagnato ha un peso concreto sulla bolletta e sul comfort di chi vive lì.
Come funziona il sistema a compressione di vapore
Il principio, spiegato senza tecnicismi, è quello di spostare il calore dall’esterno verso l’interno degli ambienti chiusi. Sembra un paradosso quando fuori si sfiorano i 40 gradi sotto zero, ma anche in quelle condizioni l’aria contiene energia termica: le molecole si muovono, hanno un’energia che può essere sottratta e riutilizzata. È esattamente il terreno su cui lavorano i sistemi a pompa di calore, che riescono a estrarre qualcosa da un ambiente apparentemente vuoto di calore.
Il meccanismo si affida a un refrigerante che, all’interno dell’evaporatore, si trova a una temperatura ancora più bassa di quella dell’aria esterna. Proprio per questa differenza riesce ad assorbire energia termica e a passare dallo stato liquido a quello di vapore. Il vapore viene poi compresso e qui avviene il salto: aumentando la pressione, temperatura ed energia del refrigerante crescono in modo netto. Nel condensatore il refrigerante caldo cede il proprio calore all’acqua dell’impianto o direttamente all’aria dell’edificio, tornando liquido. Ultimo passaggio, la valvola di espansione, dove la pressione viene abbassata e con essa la temperatura, così il ciclo può ripartire da capo.
Perché il freddo estremo cambia tutto
La difficoltà, per Samsung Electronics, non sta nel principio in sé ma nella quantità di calore disponibile. Quando l’aria esterna scende a valori così bassi, l’energia da recuperare diventa pochissima e il sistema deve lavorare molto più duramente per ottenere lo stesso risultato. È il motivo per cui, storicamente, le pompe di calore hanno faticato ad affermarsi nei climi più rigidi, dove spesso si è preferito ricorrere a soluzioni alternative meno efficienti dal punto di vista energetico.
La collaborazione con il laboratorio americano serve proprio a questo: capire dove si possono spostare i limiti attuali e quanto si riesce a mantenere l’efficienza quando le condizioni sono sfavorevoli. Il Dipartimento dell’Energia statunitense mette a disposizione competenze e strutture di ricerca, mentre l’azienda coreana porta la parte industriale, quella che poi dovrebbe tradursi in prodotti installabili nelle case.
Il tema del riscaldamento efficiente in aree molto fredde riguarda milioni di abitazioni, dall’Alaska al Nord Europa fino alle zone montane, e una tecnologia in grado di funzionare bene a 30 gradi sotto zero avrebbe ricadute immediate su consumi e costi. I test a Fairbanks diranno quanto quella promessa regge fuori dai calcoli teorici, in un contesto dove un impianto che si ferma non è un semplice disagio.
