Soluzioni efficienti per la produzione di acqua calda sanitaria

Contare su una produzione di acqua calda sanitaria costituisce uno degli elementi che caratterizzano il comfort domestico. Ci sono diverse tecnologie e metodologie per produrre ACS, a partire dall’energia elettrica, da un combustibile liquido, solido o gassoso, dall’energia solare o dalla biomassa. Inoltre, la produzione può avvenire in maniera istantanea, all’occorrenza, oppure tramite uno stoccaggio in un accumulo. Il sistema di produzione di ACS può essere indipendente o abbinato a un sistema di riscaldamento.
Optare per soluzioni efficienti per la produzione di ACS è una scelta vantaggiosa, in quanto permette risparmi economici e, in aggiunta, un impatto ambientale ridotto. Energia rinnovabile, efficienza energetica e sostenibilità sono le tendenze che più di tutto hanno guidato questa evoluzione.

Fortunatamente, le tecnologie disponibili sono diverse e permettono di abbandonare soluzioni poco efficienti come il classico scaldabagno elettrico, con impatti ambientali e costi superiori rispetto alle più moderne soluzioni. Un tempo molto diffuso in ambito residenziale, oggi non rappresenta sicuramente la soluzione migliore per la produzione di ACS. Si compone di un serbatoio, che contiene una resistenza elettrica in grado di riscaldare l’acqua contenuta al suo interno. Vediamo, allora, quali sono le soluzioni adottabili per contare su una produzione di acqua calda efficiente.

Acqua calda sanitaria, come funziona

L’acqua calda sanitaria (ACS) è l’acqua potabile riscaldata per uso domestico, come igiene personale, lavaggio e preparazione dei cibi, e si differenzia dall’acqua di riscaldamento degli ambienti.

L’acqua calda sanitaria, abbreviata in ACS, è utilizzata all’interno di qualsiasi edificio dalle persone che lo vivono. In ambito residenziale, soprattutto, viene usata per l’igiene personale e per la cucina, circolando fino a circa 60°-70°.  Considerando l’elevata quantità di acqua utilizzata ogni giorno, infatti, riscaldarla in modo più efficiente può comportare veri e propri tagli ai consumi energetici. Per quanto secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità sarebbero sufficienti 50-100 litri di acqua al giorno per soddisfare tutte le esigenze di una persona, in paesi come l’Italia, i consumi sono molto maggiori. Secondo l’ultimo report Istat, relativo al triennio 2019-2021, si contano per ogni italiano 236 litri di acqua al giorno, di cui però più del 30% è imputabile anche a perdite della rete di distribuzione. Analizzando la tipologia di consumi, poi, emerge che una buona parte è imputabile all’igiene personale e al consumo di acqua riscaldata. Per questo è fondamentale ridurre i consumi, ma anche ricorrere a soluzioni efficienti e sostenibili per produrre ACS.

Si ottiene riscaldando l’acqua, fornita tradizionalmente dalla rete pubblica, grazie a una fonte di calore che fornisce energia termica per aumentarne la temperatura e portarla a 45 – 55 °C.

Per produrla si può puntare su impianti ibridi per riscaldamento e acqua calda, ma anche sulla specifica produzione di ACS. In Italia, sono le caldaie a condensazione destinate al riscaldamento d’ambiente combinato con la produzione di acqua calda sanitaria a essere le più diffuse, ma sul mercato vi sono differenti tecnologie, come vedremo. Si spazia dalla pompa di calore per acqua calda all’impianto solare termico alle caldaie a biomassa.

Sistemi efficienti per produrre acqua calda sanitaria in casa

Per quanto riguarda i sistemi per produrre acqua calda sanitaria, possiamo suddividerli principalmente in sistemi a produzione istantanea e ad accumulo. Nel primo caso, si tratta di sistemi che riscaldano l’acqua direttamente durante il suo consumo. Nel caso dei sistemi ad accumulo, invece, l’acqua calda viene immagazzinata in contenitori e rilasciata quando viene richiesta.

Sulla scelta delle soluzioni tecnologiche più adatte alle proprie esigenze entrano in gioco diversi elementi, ma in generale non esiste un impianto che, a priori, può essere considerato migliore di tutti gli altri, in quanto vanno presi in considerazione differenti fattori, tra cui ad esempio le altre soluzioni impiantistiche presenti nell’edificio, anche per il riscaldamento, e la tipologia di consumi previsti.

Stimare il fabbisogno reale, infatti, permette di valutare in modo più oggettivo i vantaggi di ogni possibile soluzione, procedendo anche con un corretto dimensionamento dell’impianto, che a sua volta incide sull’efficienza e sull’efficacia del sistema installato.

Per non commettere errori, è importante affidare l’incarico a progettisti qualificati, in grado di supportare la committenza in tutte le valutazioni del caso. L’esperto, inoltre, sarà in grado di consigliare anche in base al consumo medio acqua calda sanitaria per persona, oltre che avere conoscenza sui bonus acqua calda sanitaria 2025 e gestire non solo la vendita, ma anche l’assistenza e la manutenzione di impianti acqua calda sanitaria.

Caldaie a condensazione

Si tratta della tipologia di impianto più diffusa in Italia. Stando agli ultimi dati ENEA, i generatori a condensazione complessivamente venduti nel 2023 risultano circa 858mila unità.

Una caldaia a condensazione è in grado di sfruttare il calore residuo, detto calore latente, presente nei fumi di combustione. Durante la combustione del gas per riscaldare l’acqua, si genera anche vapore acqueo, che viene disperso nell’aria attraverso i fumi di combustione. Le caldaie a condensazione, rispetto alle vecchie caldaie, riducono la temperatura fino a quando il vapore presente non condensa, consentendo di utilizzare il calore residuo per preriscaldare l’acqua in ingresso alla caldaia. Così, gran parte del calore latente prodotto durante la combustione viene impiegato sia per il riscaldamento sia per la produzione di acqua calda sanitaria, garantendo una riduzione dei consumi e di emissioni di CO2.

Ci sono caldaie a condensazione per la produzione di acqua calda sanitaria con sistema istantaneo oppure con accumulo. Nel primo caso, l’impianto si avvia solo nel momento in cui è richiesta ACS, riscaldando l’acqua in un tempo relativamente breve e variabile a seconda della temperatura richiesta. Il vantaggio principale di questa soluzione è, chiaramente, la possibilità di installare solo la caldaia, senza occupare altro spazio.

Nel caso di una caldaia combinata con un sistema di accumulo, invece, l’acqua riscaldata dalla caldaia viene stoccata in un serbatoio di accumulo dedicato ed è pronta all’uso. Questo serbatoio, che assicura una riserva di acqua calda, può essere esterno alla caldaia o inserito al suo interno e permette di soddisfare al meglio anche necessità quali l’uso contemporaneo in più bagni o fabbisogni di famiglie più numerose. Chiaramente richiede spazio e ha costi maggiori.

Sistemi ibridi factory made

Con questo termine si definiscono impianti che combinano pompa di calore e caldaia a condensazione in un sistema ibrido pensato, progettato e assemblato direttamente dal fabbricante. Si tratta di sistemi ibridi per riscaldamento e ACS la cui forza sta proprio nel combinare in maniera intelligente ed efficiente diverse fonti energetiche e di compattezza.

Sono sistemi in grado di regolarsi automaticamente in base alle temperature esterne e di decidere se far funzionare la pompa di calore, la caldaia o entrambe. Ce ne sono di diverse tipologie, ma contano di solito su sistemi con bollitore di accumulo integrato per ACS.

Pompe di calore

Nel settore residenziale, circa l’80% del consumo energetico finale è utilizzato per il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua, ricorda la Commissione Europea, che pone attenzione sulle pompa di calore quali tecnologia matura e “molto più efficiente dal punto di vista energetico rispetto alle caldaie”.

Di sicuro, consentono un maggiore utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, energia ambientale e calore di scarto. Anziché produrre calore, estraggono e valorizzano l’energia ambientale (calore o freddo dall’aria esterna e dalle acque superficiali o reflue) o l’energia geotermica. Il ciclo frigorifero è nella maggior parte dei casi un ciclo a compressione di vapore che consuma energia elettrica, ma esistono anche cicli ad assorbimento che sfruttano il calore.

Le pompe di calore possono ridurre la dipendenza dell’UE dai combustibili fossili importati e facilitare l’elettrificazione e la decarbonizzazione della domanda energetica europea.

Detto questo, la produzione di acqua calda sanitaria tramite pompe di calore può avvenire in maniera istantanea o per accumulo. Gli scaldacqua a pompa di calore utilizzano l’elettricità per trasferire il calore da un luogo all’altro, anziché generarlo direttamente. Pertanto, possono essere da due a tre volte più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai tradizionali scaldacqua a resistenza elettrica, stima il Department of Energy Usa.

Una pompa di calore per ACS è costituita da un’unità contenente tutti i componenti importanti per il processo di recupero termico: evaporatore, compressore, condensatore e serbatoio dell’acqua calda. A seconda del modello, è integrato un altro scambiatore di calore solare, che consente il collegamento di collettori solari.

Pannelli solari termici per acqua calda sanitaria

Sfruttare il sole per produrre calore. Su questo si fonda il solare termico, il cui principio di base, comune a tutti i sistemi, è legato alla radiazione solare, che viene raccolta per produrre calore. Il calore viene convogliato a un mezzo deputato al trasferimento del calore – di solito, sotto forma di un fluido termovettore – per produrre acqua calda per usi sanitari. Una fonte rinnovabile e gratuita, che permette di ridurre al minimo l’impatto ambientale del processo di produzione di ACS.

È una soluzione capace di assicurare produzione di acqua calda sanitaria praticamente gratuita (permettendo di avere un ritorno sull’investimento nel giro di qualche anno) senza generare emissioni, contando quindi su benefici economici e ambientali tangibili.

Il solare termico si basa su un semplice principio, alla base di ogni impianto: catturare l’energia gratuita del sole per fornire acqua calda e calore.

Nel caso di produzione di acqua calda sanitaria, si hanno due tipi di sistemi: sistemi a circuito aperto, in cui il fluido termovettore (in questo caso acqua pura) entra direttamente nel serbatoio d’accumulo senza l’intermediazione dello scambiatore di calore; sistemi a circuito chiuso, in cui il serbatoio d’accumulo è dotato di uno scambiatore di calore interno. Il calore accumulato dal fluido circolante nei pannelli viene così ceduto all’acqua contenuta nel serbatoio, che viene poi distribuita all’utenza finale.

In commercio esistono differenti tipologie di pannelli, con varianti che si distinguono per tecnologia e prestazioni assicurate. Gli impianti ad accumulo diretto sono composti da un serbatoio e da una superficie per l’assorbimento di calore. Si tratta di una soluzione economica, adatta a utenze con consumi di acqua calda o anche tiepida concentrati nel periodo estivo. Gli impianti a circolazione naturale hanno il serbatoio di accumulo dell’acqua posizionato sopra al collettore. Il loro funzionamento si basa sul principio dei moti convettivi che vedono l’acqua calda salire e quella fredda scendere.

Inoltre, ci sono i sistemi a circolazione forzata. Sono dotati di pompa di ricircolo controllata, che spinge il fluido termoconvettore verso il serbatoio di accumulo dell’acqua, posizionato in tal caso a distanza dal collettore. Consentono, così, un inserimento più armonioso dei pannelli nell’architettura (poiché il volume di accumulo è nascosto) e nel contempo aggiungono alla produzione di acqua calda sanitaria anche la possibile integrazione con l’impianto di riscaldamento dell’edificio.

Caldaia a biomassa

Un’altra soluzione impiantistica utilizzata anche per il riscaldamento quando si vuole abbandonare il gas, è la caldaia a biomassa, alimentata a legno, pellet o cippato.

Esistono caldaie con potenze e dimensioni differenti, che in alcuni contesti sono perfette per svincolare il riscaldamento e la produzione di ACS dal gas. Anche in questo caso è necessario installare un serbatoio di accumulo e, nello specifico, si parla di termocamini e idrostufe, proprio per la loro predisposizione a riscaldare anche l’acqua.

Inoltre, è necessario verificare quale sia il modello più adatto alle proprie esigenze, ricordando che se si vuole produrre ACS durante tutto l’anno è opportuno optare per un sistema che sia in grado di funzionare solo in risposta alle esigenze idrosanitarie, senza riscaldare al contempo la casa.

FAQ Soluzioni per la produzione di acqua calda

Quali sono le soluzioni più efficienti per la produzione di acqua calda sanitaria?

Nel discorso dell’efficienza, il solare termico è un’opzione considerevole sotto più punti di vista. Innanzitutto, da aprile a settembre, è in grado di fornire pressoché tutta l’acqua calda sanitaria, alleviando il funzionamento della pompa di calore e ottimizzandone il suo utilizzo, assicurando benefici in termini di efficienza e di durata di vita utile. Anche nei mesi più freddi può contribuire ai fabbisogni di ACS, riducendo i consumi elettrici. Se abbinato al fotovoltaico, può essere ideale per supportare la pompa di calore. Quest’ultima assicura, sotto forma di scaldacqua, un’elevata efficienza, usando il calore presente nell’aria circostante o nell’ambiente per riscaldare l’acqua. Anche le caldaie a condensazione assicurano una certa efficienza, recuperando il calore dai fumi per ridurre i consumi di gas.

Quali detrazioni fiscali sono previste per l’efficienza dell’acqua calda sanitaria?

Innanzitutto va ricordato il recente Conto Termico 3.0 che prevede incentivi fino al 65% delle spese per la sostituzione delle caldaie tradizionali con pompe di calore e l’installazione di impianti solari termici per la produzione di ACS è un intervento incentivato accessibile a tutti i soggetti, privati e pubblici. La misura incentivante è valida anche per gli impianti a biomassa – quindi caldaie, stufe e camini a pellet o legna.

C’è poi l’ecobonus, che per il biennio 2025-26 una detrazione pari al 50% per le sole abitazioni principali (e al 36% per le altre abitazioni) per le spese sostenute per installare pannelli solari termici per la produzione di acqua calda; la sostituzione di scaldacqua tradizionali con scaldacqua a pompa di calore dedicati alla produzione di acqua calda sanitaria.

È possibile integrare più tecnologie per la produzione di acqua calda?

Sì, le combinazioni sono diverse. Per esempio: si può combinare il solare termico con pompe di calore o con caldaie a condensazione, ma si possono anche combinare sistemi fotovoltaici per alimentare pompe di calore.

Come si calcola il fabbisogno di acqua calda sanitaria in una casa?

È possibile basarsi sui criteri della norma UNI 9182:2014 relativamente ai consumi pro–capite di acqua calda sanitaria a 40 °C, oppure fare affidamento su software specifici, diversi dei quali disponibili online.

Per avere un’idea complessiva del fabbisogno di ACS nell’UE-27, nel 2020, i cittadini e le imprese dell’UE27 hanno prodotto quasi 5,2 miliardi di metri cubi di acqua calda (a 60 °C) per docce, vasche da bagno e rubinetti. Si tratta di una media di 32 litri pro capite al giorno, rispetto ai 20 litri del 1990, segnala la Commissione Europea.

Il consumo di acqua calda sanitaria rappresenta una quota significativa del consumo energetico in diverse tipologie di edifici. Se, nel 2023, l’uso principale di energia da parte delle famiglie nell’UE è stato il riscaldamento delle abitazioni (62,5% del consumo energetico finale nel settore residenziale), con le energie rinnovabili che hanno rappresentato un terzo circa (33%) del consumo di riscaldamento degli ambienti delle famiglie dell’UE, la produzione di ACS ha pesato per il 15,9% sul totale (Fonte: Eurostat).

Cos’è l’acqua calda sanitaria (ACS)?

L’acqua calda sanitaria, o ACS, è l’acqua destinata agli usi igienico-sanitari degli edifici, quindi docce, lavabi, vasche, bidet, lavelli e, più in generale, agli usi domestici diversi dal riscaldamento degli ambienti. A livello europeo rientra nei technical building systems degli edifici insieme a riscaldamento, raffrescamento e ventilazione. Dal punto di vista impiantistico, l’ACS è l’acqua potabile che viene riscaldata e distribuita agli utenti finali. Sul piano igienico-sanitario, le indicazioni dell’Istituto Superiore di Sanità richiamano l’esigenza di mantenere l’acqua calda sanitaria non sotto i 50 °C nella distribuzione e di portare l’acqua nei boiler o serbatoi a 60 °C almeno una volta al giorno, come misura di controllo del rischio Legionella.

Quali sistemi si possono usare per produrre acqua calda sanitaria?

I principali sistemi per produrre ACS sono: caldaie a condensazione, scaldacqua a pompa di calore, pompe di calore aria-acqua per climatizzazione e ACS, sistemi ibridi factory made che integrano caldaia e pompa di calore, impianti solari termici con accumulo e, in alcuni contesti, generatori a biomassa o sistemi collegati a reti termiche. Dal punto di vista funzionale, i sistemi si distinguono soprattutto in istantanei e ad accumulo: i primi riscaldano l’acqua nel momento del prelievo, i secondi la producono e la immagazzinano in un serbatoio. Questa classificazione è coerente con la letteratura tecnica e con la normativa UNI sul dimensionamento degli impianti idrosanitari, che dedica specifiche appendici al fabbisogno di acqua calda e al dimensionamento dei preparatori ad accumulo.

Qual è il sistema più efficiente per produrre acqua calda sanitaria?

Non esiste una risposta valida in assoluto, perché l’efficienza reale dipende da profilo di consumo, clima, spazi disponibili, presenza di accumulo, impianto esistente e integrazione con altre tecnologie. Detto questo, le fonti più attendibili convergono su un punto: per la sola ACS, gli scaldacqua a pompa di calore sono in genere fra le soluzioni più efficienti quando si sostituisce un boiler elettrico tradizionale, perché trasferiscono calore dall’ambiente invece di produrlo direttamente. Il solare termico resta molto performante quando c’è buona esposizione solare e un profilo di consumo coerente, ma normalmente lavora al meglio in integrazione con un altro generatore, non come unica fonte annuale. La Commissione europea definisce inoltre le pompe di calore una tecnologia matura, in media 3-5 volte più efficiente delle caldaie a gas sul piano energetico complessivo; per gli scaldacqua a pompa di calore, il Dipartimento dell’Energia USA indica efficienze 2-3 volte superiori rispetto ai tradizionali scaldacqua elettrici a resistenza.

Conviene usare una pompa di calore per l’acqua calda sanitaria?

Nella maggior parte dei casi sì, soprattutto quando si parte da uno scaldabagno elettrico tradizionale o quando l’abitazione è già orientata verso l’elettrificazione dei consumi. La convenienza è generalmente energetica e spesso anche economica, ma va verificata caso per caso. I vantaggi principali sono l’elevata efficienza, la riduzione dei consumi elettrici rispetto ai boiler a resistenza, la possibilità di integrazione con il fotovoltaico e la coerenza con il percorso di decarbonizzazione degli edifici promosso dall’UE. I limiti riguardano invece l’investimento iniziale, gli spazi, le condizioni di installazione e le prestazioni che possono variare in funzione della temperatura dell’aria da cui il sistema recupera calore. Sul fronte normativo e incentivante, il GSE include le pompe di calore dedicate anche alla produzione di ACS tra gli interventi ammissibili nei meccanismi di sostegno alla produzione di energia termica efficiente e rinnovabile.

Come funziona uno scaldacqua a pompa di calore?

Uno scaldacqua a pompa di calore usa energia elettrica non per generare direttamente calore, ma per azionare un ciclo frigorifero che preleva calore dall’aria e lo trasferisce all’acqua contenuta nel serbatoio. Il principio è analogo a quello di un frigorifero “al contrario”. I componenti principali sono evaporatore, compressore, condensatore e accumulo. In sintesi: l’evaporatore assorbe calore dall’aria, il compressore innalza il livello energetico del fluido frigorigeno, il condensatore cede questo calore all’acqua sanitaria e il serbatoio la conserva per l’uso. Proprio perché trasferisce calore anziché produrlo per effetto Joule, questo sistema può risultare molto più efficiente di uno scaldabagno elettrico tradizionale. Alcune configurazioni possono anche integrarsi con collettori solari o con altri generatori.

Articolo aggiornato

Consiglia questo approfondimento ai tuoi amici

Commenta questo approfondimento