Un’opzione interessante quando si cercano sistemi di riscaldamento sono le pompe di calore, indipendentemente dal fatto che si tratti di uso domestico, commerciale o lavorativo. Una pompa di calore viene utilizzata per la climatizzazione, ma anche per il riscaldamento se l’apparecchio è reversibile.
Questo apparecchio che consente di trasferire energia sotto forma di calore da un ambiente all’altro, attraverso i principi della termodinamica. Ha molti vantaggi, tra cui quello di ottimizzare il risparmio energetico. Vediamo come funziona nello specifico la pompa di calore.
Pompa di calore: definizione e funzionamento
Un chiaro esempio di pompa di calore è il frigorifero. In questo caso, il calore viene trasferito dall’interno del frigorifero (riducendo la sua temperatura) all’esterno, aumentando la temperatura del vano. Nel caso di una pompa di calore per la produzione di acqua calda sanitaria, il funzionamento è simile: il gas assorbe calore dall’aria ambiente e lo trasporta all’accumulatore d’acqua attraverso un condensatore.
Il principio di funzionamento della pompa di calore si basa sui principi della termodinamica e può essere strutturato in 4 passaggi:
– Nella prima fase il fluido di raffreddamento è a bassa temperatura e bassa pressione e, quindi, allo stato liquido. L’aria aspirata dall’ambiente passa attraverso l’evaporatore, dove il fluido refrigerante assorbe la temperatura dell’aria ambiente e cambia stato. Allo stesso tempo, l’aria viene espulsa a una temperatura più bassa.
– Il fluido di raffreddamento raggiunge la fase 2 sotto forma di vapore ma ancora a bassa pressione. Il passaggio attraverso il compressore produce un aumento della pressione con il conseguente aumento della temperatura.
– Di conseguenza, il vapore genera energia termica. Questo vapore è quello che circola attraverso il condensatore situato lungo la caldaia dove dà tutta l’energia all’acqua accumulata, tornando così allo stato liquido.
– Nell’ultima fase del processo, il fluido di raffreddamento già allo stato liquido viene fatto passare attraverso la valvola di espansione per ottenere nuovamente il fluido nelle sue condizioni iniziali, cioè a bassa pressione e a bassa temperatura. In questo modo è possibile avviare nuovamente il processo.
Tipi di pompe di calore
Si distinguono cinque tipi principali di pompe di calore:
- Pompa di calore aria-aria: il calore che viene prelevato dall’aria viene trasferito direttamente all’interno della stanza che deve essere riscaldata.
- Pompa di calore aria-acqua: il calore viene prelevato dall’aria e trasferito ad un circuito idrico attraverso riscaldamento a pavimento, radiatori a bassa temperatura, ventilconvettori o aerotermi o accumulatori di acqua calda sanitaria (ACS).
- Pompa di calore acqua-acqua: il sistema prende calore da un circuito idrico a contatto con un elemento che fornirà il calore (la terra, la falda freatica) per trasferirlo ad un altro circuito idrico come nel caso precedente. È il sistema generalmente adottato dalle pompe di calore geotermiche.
- Pompa di calore geotermica: questo tipo di pompa di calore ricava energia da terra attraverso un fluido termovettore che assorbe il calore da terra e lo trasmette al circuito frigorifero della pompa.
- Pompa di calore aerotermica: questo tipo di apparecchiatura è in grado di riscaldare o raffreddare un ambiente, un pavimento e persino riscaldare l’acqua sanitaria (sotto forma di ACS).
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Il vantaggio di utilizzare la pompa di calore sta nella sua capacità di fornire più energia utile (sotto forma di calore) di quella che utilizza per il suo funzionamento (energia elettrica), potendo produrre un risparmio del 70% rispetto ad un impianto di riscaldamento tradizionale come gas, elettricità o gasolio. I vantaggi derivanti dall’utilizzo della pompa di calore così come i suoi benefici sono direttamente correlati ad aspetti di natura ambientale, come l’efficienza energetica, l’utilizzo di energie rinnovabili, il contributo alla riduzione delle emissioni di CO2, l’utilizzo di refrigeranti ecocompatibili, ecc.