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Come funziona una pompa di calore

Il benessere ed il comfort che una piccola fonte di calore ci può dare (in più) nelle giornate più fredde «non ha prezzo». Ovviamente è un modo di dire dato che tutti i sistemi di riscaldamento hanno un costo, sia in termini di costo d'acquisto che di consumi.
Per poter valutare appieno i loro costi effettivi, i loro pregi ed i loro difetti, i loro pro ed i loro contro, occorre sapere come funzionano. In questo caso vedremo come funziona una pompa di calore.
pompa di calore

Introduzione all’argomento trattato

Dato che ho una certa conoscenza dell’argomento, ho predisposto questa breve guida specificatamente incentrata sulle pompe di calore.

Sia per spiegare il loro principio di funzionamento, sia per illustrare quali sono i vantaggi derivanti dall’utilizzo di questo tipo di apparecchi rispetto ad altri modi di riscaldamento domestico, come ad esempio come quelli con i termoconvettori o con le stufe elettriche.

Alcuni dei dispositivi che noi tutti utilizziamo comunemente, e che si basano sul principio di funzionamento delle pompe di calore, sono il refrigeratore ed il condizionatore d’aria.

Le pompe di calore, cosa sono e come funzionano

cosa sono

Le pompe di calore sono macchine termiche che – per generare calore – utilizzano delle fonti di energia che sono completamente rinnovabili. Possono utilizzare una qualsiasi fonte energetica esterna:

  • l’energia che si trova immagazzinata nella terra,
  • quella immagazzinata nell’acqua di una falda,
  • come pure quella presente nell’aria.

Si tratta comunque di energie pulite, gratuite e rinnovabili (detto per inciso: una pompa per utilizzare queste energie rinnovabili, deve comunque avvalersi dell’energia elettrica, la quale non è né gratuita né rinnovabile. Ma lo fa con efficienza ed in modo vantaggioso).

Queste energie, una volta prelevate vengono trasferite alla pompa di calore. In relazione alle fonti esterne che utilizzano queste pompe, le si possono distinguere tre distinti tipi:

  1. pompe di calore aria-acqua, le quali prelevano l’energia termica da riscaldare dall’aria esterna all’abitazione, e poi la cedono al sistema di condizionamento degli ambienti;
  2. pompe di calore acqua-acqua, dove l’energia termica necessaria alla climatizzazione dell’ambiente viene prelevata dall’acqua di pozzi, di fiumi o di laghi, e viene poi ceduta al sistema di condizionamento interno all’abitato;
  3. pompe di calore terra-acqua (o impianti geotermici), per mezzo di queste il calore che è presente al di sotto del terreno (a parecchi metri di profondità) viene convogliato alle pompe di calore per mezzo di speciali sonde, e viene quindi trasformato in un fluido caldo che va a scaldare l’abitazione.

come funzionano

Una pompa di calore è un dispositivo che funziona “spostando” il calore da un luogo con una bassa temperatura (chiamato sorgente) ad uno in alta temperatura (chiamato utenza).

Per poter funzionare la pompa impiega una discreta quantità di energia elettrica,  ma comunque ha una resa termica piuttosto elevata: l’energia prodotta da una pompa di calore è infatti di 4 volte superiore al suo assorbimento elettrico.

Anche i comuni frigoriferi domestici si basano sul principio delle pompe di calore, ma “al contrario”, in quanto assorbono il calore dall’ambiente interno e lo trasferiscono all’esterno.

Sul mercato ci sono anche delle pompe di calore nella versione reversibile;

  • nel periodo invernale possono produrre acqua calda,
  • nel periodo estivo possono produrre acqua fredda.

La pompa di calore utilizza un circuito, ed uno speciale fluido che può presentarsi sotto forma di stato gassoso o liquido a seconda della temperature e della pressione a cui si trova nelle condizioni di impiego.

I pregi ed i limiti delle pompe di calore

Vediamo ora quali sono i vantaggi e quali gli svantaggi che – in relazione agli altri “normali” sistemi di riscaldamento in ambito domestico – si possono avere dall’impiego di pompe di calore.

I loro vantaggi sono dovuti al fatto,

  • che hanno un’elevata efficenza termica: basti pensare che solamente dall’ 1 kWh dell’energia elettrica necessaria per alimentare una pompa di calore, si possono produrre fino a 5 KWh di energia termica;
  • che per fare il loro lavoro, queste pompe sfruttano principalmente delle energie rinnovabili (l’energia geotermica, l’aria esterna..), e solo in piccola parte una qualche energia non rinnovabile (per esempio, come abbiamo già precisato, l’energia elettrica).

Mentre i loro limiti sono dovuti al fatto,

  • che installare una pompa di calore non è una cosa semplicissima;
  • che a tal fine si devono sostenere dei costi;
  • che il rumore prodotto dall’impianto a pompa di calore può essere a volte anche notevole, e che quindi l’impianto stesso necessita di essere posizionato all’esterno dell’abitazione;
  • che le pompe di calore non si prestano a delle «soluzioni portatili», ma solo a delle «soluzioni fisse».
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