Come funziona una pompa di calore?

La pompa di calore nel periodo invernale

      In inverno la pompa di calore riscalda l’abitazione, prendendo dall’ambiente esterno il calore immagazzinato nell’aria, nell’acqua o nel suolo e trasferendolo all’interno dei locali. Nel periodo invernale, quindi, la pompa di calore raccoglie l’energia termica dai principali elementi presenti in natura, a basse temperature, e la trasferisce all’interno dei locali ad alta temperatura (di qui il nome di “pompa”) per ottenere il loro riscaldamento.

La pompa di calore nel periodo estivo

      In estate, grazie alla possibilità di inversione del ciclo, la pompa di calore segue il principio di funzionamento del frigorifero domestico. Se mettiamo una mano dietro al frigorifero sentiremo del calore, perché il frigorifero lo sottrae agli alimenti, mantenendoli freschi, e lo disperde nell’ambiente della cucina attraverso la serpentina che si trova esternamente, sulla parte posteriore.

Nel periodo estivo, quindi, l’abitazione diventa il “contenitore” da cui la pompa, in funzione di condizionamento, preleva il calore in eccesso e lo espelle all’esterno, raffrescando gli ambienti.

Acqua calda sanitaria

      La pompa di calore aria-acqua, esattamente come le caldaie, è anche in grado di produrre acqua calda sanitaria per bagni e cucine L’acqua calda sanitaria viene riscaldata in appositi serbatoi di accumulo e distribuita attraverso le normali tubazioni idrauliche esistenti all’interno degli edifici.

Pannelli solare termico

      La pompa di calore è  una tecnologia molto versatile. Può essere abbinata ad altre tecnologie rinnovabili ed energeticamente efficienti, come i pannelli solari termici e fotovoltaici, permettendo di realizzare edifici a basso consumo di energia, e può funzionare con diversi tipi di terminali in ambiente: caloriferi, ventilconvettori, pannelli radianti, unità mono e multi-split.

Le pompe di calore maggiormente diffuse sono a compressione e ad assorbimento. La pompa di calore a compressione, in particolare, rappresenta la maggioranza delle attuali installazioni.

Come funziona una pompa di calore a compressione

      Una pompa di calore a compressione può essere rappresentata come un insieme di 4 elementi principali: il compressore, due scambiatori di calore e una valvola di espansione. I quattro elementi sono collegati da un circuito chiuso nel quale scorre il fluido refrigerante.

      In una prima fase il fluido allo stato di vapore viene compresso (e aumentano sia la sua pressione che la temperatura) dal compressore. Il vapore così compresso, nella seconda fase, condensa nel primo scambiatore di calore fino a diventare completamente liquido, cedendo calore all’esterno (quindi o riscaldando l’ambiente per una funzione di riscaldamento o smaltendo il calore nell’ambiente esterno per una funzione di raffrescamento).
      Nella terza fase la valvola di laminazione consente al liquido di diminuire la propria pressione, iniziando a evaporare nuovamente.
      La quarta e ultima fase si verifica nel secondo scambiatore di calore, nel quale il fluido evapora del tutto prelevando calore dall’esterno (ambiente esterno in caso di riscaldamento, ambiente interno in caso di raffrescamento). Questo ciclo è invertibile, di conseguenza la pompa di calore è una macchina che naturalmente si presta a un utilizzo continuo durante tutto l’anno essendo capace sia di riscaldare che di raffrescare un ambiente.