Come funzionano le pompe di calore?

Come funzionano le pompe di calore?

Come funzionano le pompe di calore? Un focus sul funzionamento delle pompe di calore e sulle loro tipologie

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Oggi giorno esistono molti sistemi di riscaldamento e di refrigerazione. Sistemi che i cittadini di tutta Italia e di tutto il mondo utilizzano in ambito domestico e non solo. Tra i più diffusi vi sono le cosiddette pompe di calore. Sistemi che sfruttano le cosiddette energie rinnovabili, con il vantaggio quindi di ridurre l’impatto ambientale.

La pompa di calore è un sistema ad energia rinnovabile perché è in grado di sfruttare l’energia termica prodotta da fonti come acqua, terreno ed aria. Inoltre è in grado sia di riscaldare un ambiente che di raffreddarlo, in questo modo il suo utilizzo è costante durante tutti i giorni dell’anno. Un utilizzo particolarmente apprezzato anche perché permette di avere l’acqua calda, sia per l’uso personale che per i termosifoni.

Ma come è possibile tutto ciò? Come funzionano quindi le pompe di calore? Quanti tipologie di pompe di calore o termopompe esistono?

Scopriamolo insieme in questo approfondimento qui di seguito.

Come funzionano le pompe di calore?

Il funzionamento delle pompe di calore è dato da un circuito chiuso al cui interno è presente un fluido. A seconda della temperatura in cui si trova è in grado di passare dallo stato gassoso allo stato liquido. Sono proprio questi cambiamenti di stato ciclici a provocare le variazioni di pressione e temperatura necessarie al funzionamento della pompa di calore.

Ma come avvengono questi cambiamenti di stato ciclici che sono alla base di come funzionano le pompe di calore?

Il vaporizzatore presente all’interno delle pompe di calore acquisisce calore dall’ambiente (acqua, terra o aria) riuscendo a trasformare il liquido in vapore. In seguito il vapore ottenuto, grazie ad un compressore viene di nuovo trasformato in liquido per mezzo di una valvola di espansione che consente al fluido di tornare alle sue condizioni di inizio. E’ in questa fase che le pompe di calore cedono il proprio calore all’impianto.

Alcuni vantaggi delle pompe di calore

Tutto questo processo che abbiamo appena descritto ha i suoi innegabili vantaggi: il più importante è che la quota di energia prodotta è di almeno 5 volte superiore rispetto al dispendio di elettricità.

I vantaggi inoltre non terminano qui: basando il loro funzionamento sul cambiamento di stato fra vapore e liquido e quindi sulla differenza di temperature fra i due stati, le pompe di calore sono in grado sia di riscaldare che di raffreddare un ambiente. Quindi significa che è perfetto per essere utilizzato in qualsiasi edificio, sia durante l’estate che durante l’inverno.

Inoltre, se proprio si desidera aumentare ancora di più l’efficienza energetica dell’edificio o abitazione in questione, allora è sempre possibile integrare pompa di calore ad un impianto fotovoltaico. In particolare ci riferiamo al solare termodinamico, un sistema attraverso il quale si combinano le caratteristiche peculiari delle pompe di calore e di un collettore solare di tipo termico, con un piccolo pannello solare, una componente compressore e un serbatoio per l’acqua. In questo modo non si utilizzerebbero fonti da combustione e si riuscirebbe a risparmiare notevolmente sulle bollette elettriche facendo rientrare in tempi brevi dell’investimento sostenuto.

Quali sono le diverse tipologie di pompe di calore?

Ora che abbiamo descritto come funzionano le pompe di calore siamo pronti per elencare le loro diverse tipologie. Per ovviare alle diverse esigenze infatti esistono pompe di calore di diverse tipologie, dimensioni, e fabbisogno richiesto. I fattori da tenere in considerazione quando le si scelgono sono quindi molteplici ed in base a questi fattori possiamo fare due tipi di classificazione a seconda della loro:

  1. Valenza
  2. Sorgente

Pompa di calore mono-valente o bivalente

Possiamo parlare di pompe mono o bi-valenti, intendendo rispettivamente un impianto responsabile, da solo, del riscaldamento domestico oppure di un impianto in associazione ad altre tipologie di impiantistica.

Le pompe di calore mono-valenti, soprattutto quelle aria aria, sono convenienti solo in territori di per sé caldi, mentre in aree soggette ad un consistente abbassamento di temperatura sarà necessario disporre di impianti aggiuntivi per far fronte alle necessità di riscaldamento domestico, soprattutto in inverno.

Pompe di calore: classificazione in base alle sorgenti

E’ possibile fare una ulteriore classificazione delle pompe di calore prendendo in considerazione quelle che sono le “sorgenti”. In base a questa distinzione possono essere di tre tipi:

  • Pompa di Calore aria acqua: in questo caso l’energia termica necessaria al suo funzionamento viene ricavata dall’aria presente al’esterno dell’edificio, la quale viene utilizzata per il funzionamento dell’impianto stesso. La pompa di calore viene quindi installata all’esterno dell’edificio e deve per forza essere fornito di un componente deputato allo sbrinamento.
  • Pompa di Calore acqua acqua: l’energia termica utilizzata in questo caso proviene dalle acque di falda. A fronte di un investimento certamente superiore, soprattutto per quanto riguarda l’installazione, c’è l’indiscutibile vantaggio di non risentire delle condizioni meteo esterne.
  • Pompa di Calore terra acqua: come può essere facilmente intuibile dal nome, in questo caso è coinvolto il sottosuolo. Pertanto in questo caso la pompa di calore sfrutta l’energia geotermica presente mano a mano che si scende nelle profondità della terra. L’impianto sfrutta il calore costante presente alla profondità di circa un metro e mezzo (da calcolare parallelamente alla superficie) se in orizzontale, oppure, se in verticale, alla profondità di diverse decine di metri, che particolari sonde sono in grado convogliare alla pompa per il suo funzionamento. Grazie alle loro caratteristiche, che le rendono efficienti in termini di continuità del rendimento, sono proprio quelle di questo ultimo tipo ad essere le pompe di calore più diffuse. Tuttavia hanno anche un elevato inquinamento acustico, motivo per il quale spesso sono installate all’esterno dell’edificio.

Conclusioni

In questo approfondimento abbiamo cercato di spiegare in maniera approfondita il funzionamento delle diverse tipologie di pompe di calore disponibili ad oggi sul mercato.

Come avrai intuito però, scegliere la pompa di calore giusta per le tue esigenze non è affatto semplice sebbene sia uno dei modi migliori per garantirti acqua calda ed ambienti sempre alla giusta temperatura. I fattori da tenere in considerazione non si limitano di certo solo a quelli che abbiamo preso in considerazione in questo articolo.

Pertanto prima di prendere qualsiasi decisione in merito dovresti rivolgerti ad un esperto come noi di Valore Energia.

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