Cos'è una pompa di calore?

Le pompe di calore sono meccanismi termodinamici che recuperano il calore dalla natura portandolo a circolare in un'ambiente per riscaldarlo

La pompa di calore è una tecnologia ecologica e innovativa per il riscaldamento e il raffrescamento della casa, ma anche per la produzione di acqua calda sanitaria. Si tratta di un dispositivo che sfrutta il calore naturale dell’ambiente esterno contenuto nell’aria, nell’acqua o nel suolo per la climatizzazione invernale ed estiva; quindi, utilizza l’energia termica proveniente da fonti rinnovabili.

La pompa di calore è una tecnologia ecologica e innovativa per il riscaldamento e il raffrescamento della casa, ma anche per la produzione di acqua calda sanitaria. Si tratta di un dispositivo che sfrutta il calore naturale dell’ambiente esterno contenuto nell’aria, nell’acqua o nel suolo per la climatizzazione invernale ed estiva; quindi, utilizza l’energia termica proveniente da fonti rinnovabili.

Le pompe di calore sono spesso abbinate a un impianto fotovoltaico, per alimentare la macchina con energia elettrica verde e pulita ottimizzando il risparmio energetico. Inoltre, un impianto a pompa di calore può usufruire di importanti agevolazioni, con generose detrazioni fiscali che possono convertite in cessione del credito e sconto in fattura.

• Pompa di calore: come funziona
• Tipologie di pompa di calore
• Pro e contro della pompa di calore

Pompa di calore: come funziona

Prima di considerare funzionamento, vantaggi e svantaggi della pompa di calore, bisogna effettuare una valutazione tecnica approfondita. Tra gli aspetti da evidenziare ci sono le potenzialità dell’impianto, gli abbinamenti con altre tecnologie verdi e l’adeguamento dell’impianto elettrico. Solo, in seguito, si potrà eventualmente optare per la pompa di calore, valutando con attenzione la fattibilità dell’installazione di questo tipo di impianto.

A questo punto possiamo analizzare il funzionamento della pompa di calore. È importante sapere che questo sistema estrae il calore da una fonte naturale esterna (aria, acqua o terra) e lo utilizza per riscaldare un fluido termovettore, il quale a sua volta cede il calore all’acqua dell’impianto tramite un apposito dispositivo chiamato scambiatore. Questo meccanismo è simile a quello del frigorifero, ma al contrario.

La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso all’interno del quale passa un fluido refrigerante. Tale fluido cambia di stato continuamente, passando dallo stato liquido a quello gassoso e viceversa fino a quando il fluido termovettore non è ritornato allo stato originario. A questo punto viene di nuovo trasformato in vapore e condensando cedendo calore all’impianto domestico, un processo che richiede una piccola quantità di energia elettrica mentre la fonte primaria di calore è del tutto naturale.

Il circuito chiuso della pompa di calore è costituito da quattro fasi:

• compressore;
• condensatore;
• valvola di espansione;

Nel compressore il fluido refrigerante viene compresso, assorbendo quindi una certa quantità di calore. Il flusso arriva quindi al condensatore dove passa dallo stato gassoso a quello liquido cedendo calore all’esterno. Nella valvola di espansione, invece, il fluido liquido si trasforma parzialmente in vapore e si raffredda. L’evaporatore rappresenta l’ultimo step del processo. Qui, infatti, il fluido assorbe calore dall’esterno ed evapora completamente per poi riprendere il ciclo.

Tipologie di pompa di calore

Esistono vari tipi di pompa di calore, in base alla tecnologia utilizzata e alla fonte naturale presso cui la macchina preleva il calore necessario a riscaldare il fluido termovettore. Nella maggior parte dei casi si utilizza il riscaldamento a pompa di calore, sfruttando questi sistemi per rendere la climatizzazione invernale della casa più efficiente e usufruire di un comfort sostenibile. In questa circostanza serve una pompa di calore per termosifoni, con cui fornire acqua calda tecnica ai radiatori.

Ad ogni modo, la pompa di calore può anche essere usata per raffrescare l’abitazione in estate in modo ecologico, oppure per avere acqua calda ad uso sanitario in alternativa allo scaldabagno elettrico o a gas oppure a un impianto solare termico. Le potenzialità dipendono molto dal tipo di pompa di calore installata, poiché ogni modello presenta delle caratteristiche e delle funzionalità specifiche.

A seconda della tipologia che verrà scelta si potrà decidere di usare la pompa di calore in diversi modi. Si può scegliere di averla come unica fonte di riscaldamento, una soluzione questa consigliata soprattutto per le nuove costruzioni e dove le condizioni climatiche non sono rigide. Nelle zone climatiche più fredde, invece, si può affiancare un generatore di calore supplementare. Questo per venire incontro al fabbisogno energetico è più elevato.

Tra le pompe di calore più comuni ci sono:

• pompa di calore acqua-acqua;
• pompa di calore terra-acqua;
• pompa di calore aria-acqua.

Pompa di calore acqua-acqua

La pompa di calore acqua-acqua ricava il calore utile dall’acqua di falda che, anche in pieno inverno, mantiene una temperatura media intorno ai 10–15 °C. Si utilizza l’acqua sia come fonte di calore che come fluido di lavoro all’interno dell’impianto. Il pozzo può essere ad anello aperto, con una struttura che prevede un pozzo di captazione e uno di ricezione, oppure ad anello chiuso utilizzando appena un unico pozzo.

Pompa di calore terra-acqua

La pompa di calore terra-acqua, anche nota come pompa geotermica, sfrutta il calore del suolo per il riscaldamento e il raffrescamento della casa. In particolare, viene prelevato calore tramite una sonda geotermica o dei collettori, nei quali è presente una miscela di acqua e antigelo, calore che viene trasmesso all’unità principale dove avviene l’evaporazione e la cessione di calore attraverso lo scambiatore.

Pompa di calore aria-acqua

Una pompa di calore aria acqua trasferisce il calore relativo dell’aria esterna all’acqua. Questo impianto funziona anche in modo inverso, in questo modo può raffrescare l’aria interna dell’abitazione per garantire un fresco gradevole durante l’estate in maniera ecologica e con un basso consumo energetico. Inoltre, esistono anche pompe di calore a scarto, ad energia solare (elio-assistita) e ad acqua sotterranea.

Pro e contro della pompa di calore

La tecnologia della pompa di calore presenta molti vantaggi ma anche alcuni svantaggi e criticità. A differenza di altri impianti per il riscaldamento e il raffrescamento, questo tipo di sistema richiede un’accurata valutazione di fattibilità per verificare l’idoneità dell’abitazione, ad esempio controllando che sia presente abbastanza spazio nel giardino oppure scegliere bene quale tipo di fonte utilizzare per prelevare il calore esterno.

I vantaggi della pompa di calore

I vantaggi legati all’impiego di una pompa di calore sono molteplici. Prima di tutto va specificato che questo sistema può essere utilizzato anche per il raffreddamento estivo. Ciò è molto importante prima dell’acquisto, quando si considerano i prezzi della pompa di calore. Infatti, la spesa si potrà ripartire durante tutto l’arco del tempo.

Inoltre, questo dispositivo riscalda e rinfresca gli ambienti in modo efficiente. Il tutto avviene attraverso l’inversione del ciclo di funzionamento. La pompa di calore non ha bisogno di un locale dedicato; quindi, presenta bassi costi di gestione e di manutenzione.

Il fatto che la maggior parte dell’energia viene prelevata dall’aria comporta che si verifichi un notevole risparmio energetico. Avremo quindi un atteggiamento più green verso l’ambiente, infatti, permette una riduzione delle emissioni inquinanti di gas ad effetto serra. Tale particolare tipo di funzionamento permette un risparmio nella bolletta fino al 70% circa.

Gli svantaggi della pompa di calore

Gli svantaggi della pompa di calore dipendono soprattutto da due fattori. Si parla in questo caso di bassa temperatura dell’acqua prodotta e dagli aumenti di potenza elettrica.

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