Pompa di calore

Cos'è:

Quando ci si occupa di fai da te nel campo della costruzione e ristrutturazione della propria casa, non è difficile venire a trovarsi nella condizione di dover occuparsi del riscaldamento della propria casa, sia per quanto riguarda la temperatura ambientale che per quanto riguarda l’ acqua. In questo caso, puo risultare molto comodo, se non indispensabile, conoscere tutte le possibili opzioni, in modo da scegliere quella più adatta alle proprie necessità, e in modo da poter risparmiare il più possibile.

Una delle possibilit à che si hanno è quella di scegliere le pompe di calore per riscaldare l’ acqua nella propria casa. Ma cos’è la pompa di calore?

La pompa di calore è una macchina capace di invertire il percorso naturale del calore, e lo fa sfruttando energia, in genere elettrica. Questo vuol dire che si tratta di una macchina in grado di trasferire il calore da un ambiente meno caldo ad un ambiente più caldo. Ecco perché viene chiamata “pompa”, cioè perchè “eroga” il calore da un livello a temperatura alta verso un livello ad bassa temperatura, in antilogia al metodo idraulico, che invece fa l’ inverso, ovvero procede dal livello inferiore a quello superiore.

Ecco un esempio, che può essere utile per capire un po’ qual è il compito di questa macchina all’ interno di un edificio: in estate si accendono spesso i condizionatori, e ovviamente lo si fa per rinfrescare l’ aria. Il compito della pompa di calore è di trasferire la temperatura interna della stanza all’ ambiente esterno, che sicuramente avrà una temperatura più alta. In sintesi, si può dire che la pompa di calore non è completamente diversa da una macchina frigorigena, però, mentre lo scopo di quest’ultima è di sottrarre energia termica alla sorgente tanto da farla raffreddare, in modo tale che l’ ambiente interno abbia una temperatura inferiore a quello esterno, il compito della pompa di calore è quello invece di riscaldare il ricevitore, fornendo invece energia, e quindi garantendo una temperatura interna superiore a quella presente all’ esterno del sistema.

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Come funziona:

Come funziona una pompa di calore? Si tratta di un procedimento non difficile da capire, ma abbastanza complesso.

Per capire, però, come funziona una pompa di calore, è molto importante sapere prima di cosa è composta, in modo da conoscere bene tutte le caratteristiche di questa macchina e quindi saperne individuare, successivamente, il funzionamento. In particolare, una pompa di calore si compone di un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e di un evaporatore.

. Ma qual è il percorso del fluido al suo interno, e quali sono i cambiamenti che esso subisce?

In pratica, il fluido presente nel circuito viene prima reso gassoso tramite un cambiamento di temperatura, poi viene compresso dal compressore e poi passa al condensatore, che funziona da scambiatore di calore, e quindi da qui esso cede il calore all’ ambiente che deve riscaldare. Man mano che viene ceduto, il contenuto gassoso passa nuovamente allo stato liquido, e pertanto viene spinto nella valvola di espansione, dove la pressione viene ridotta e quindi viene ridotta anche la temperatura, che si trasforma ancora una volta in vapore.

La pompa di calore è una macchina a crcuito chiuso contenente del fluido che deve percorrere un determinato tratto, durante il quale, se sottoposto a temperature e pressioni diverse, il fluido passa da uno stato liquido ad uno stato gassoso, assorbendo e cedendo calore.

I principi fisici che regolano le pompe di calore sono vari, ma le varie pompe di calore vengono classificate in base alla loro applicazione (ovvero trasmissione di calore, fonte dicalore, dispersoredi calore o macchina refrigeratrice).


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Vantaggi:

Ma quali sono i vantaggi assicurati da questa macchina? Perché dovrebbe essere scelta ad altre opzioni di riscaldamento? Perché è da ritenere migliore? Quali sono i guadagni che è possibile ottenere dal suo utilizzo? In poche parole, quali sono i vantaggi presentati dalla pompa a calore?

Sicuramente, come primo punto a favore di questa macchina, c’è da dire che sicuramente si tratta di un apparecchio che consuma meno energia di quanta ne fornisce, ovvero si può dire che è in grado di usuuire di (relativamente) poca energia per poi poterne restituire quanto più possibile. Addirittura, il rapporto tra energia prelevata ed energia in uscita è di circa uno a quattro, quindi sicuramente utilizzarla vuol dire assicurarsi un risparmio economico davvero notevole. Questo ovviamente è permesso soltanto perché il sistema è in grado di cedere all’ ambiente calore o freddo prelevato gratuitamente dall’ ambiente esterno, e quindi c’è da pagare soltanto l’ energia primaria,che può essere l’ energia elettrica, il GPL, il metano, l’ olio combustibile o anche altre fonti energetiche, il cui scopo è quello di, in un certo senso, “ trasportare il calore, permettendo quindi che esso venga “ceduto” ad altri livelli. In questo modo , si è in grado di recuperare da fonti disponibili in natura, e quindi completamente gratuite, o quasi, come l’ aria, l’ acqua o la terra, è quindi pari al triplo o quadruplo di quella che serve per far funzionare la pompa. Il risparmio, quindi, è davvero notevole, e l’ investimento è sicuramente consigliabile. Questo perché le materia prima di cui si serve lapompa di calore sono niente meno che l’ aria, l’ acqua e la terra, e c’è da dire che l’ aria è una fonte reperibile in grandi quantità ovunque mentre la terra è una fonte poco sensibile alle escursioni termiche. Se quindi per riscaldare un appartamentosi spendono 2000 euro con un impianto tradizionale, magari alimentato a gasolio, il costo, utilizzando una pompa a calore, che tra l’ altro si tratta di un sistema di riscaldamento ad energia pulita e facile da installare, è sicuramente dimezzato, e spesso si arriva a risparmiare anche di più. I costi di gestione e di manutenzione, poi, sono davvero bassi.


Diffusione:

La pompa di calore è un sistema conosciuto da moltissimo tempo: è infatti più di un secolo che questa tecnologia è conosciuta, ma ancora tutt’ oggi questa tecnologia non viene considerata quanto merita, nonostante si tratti comunque di un opzione davvero vantaggiose, soprattutto se si pensa ai vari problemi connessi al consumo, che ai costi, o anche alla disponibilità delle risorse energetiche.

Sicuramente a frenare un po’ la domanda di installazione delle pompe a calore c’è il fatto che questa necessita di un’ installazione abbastanza costosa rispetto agli impianti tradizionali, ma c’è comunque da considerare che questo costo viene facilmente ammortizzato nell’ arco di quattro-cinque anni, che comunque durante il suo funzionamento può assicurare un risparmio anche del 40 o 50 %. Sicuramente si tratta di un elemento vantaggioso anche perché è un impianto reversibile, diversamente dai tradizionali impianti di riscaldamento e condizionamento, e assicura, con ununico sistema, il riscaldamento durante l’ inverno e il condizionamento durante l’ estate.

Nell’ ultimo decennio, però, la domanda di pompe di calore sta aumentando, e infatti è stata registrata una grande diffusione, anche se in misura diversa nei vari paesi. In alcuni Paesi d’ Europa, dati i vantaggi economici che è possibile ricavarne soprattutto con il passare degli anni, e data la necessità di condizionare un clima spesso troppo rigido, come ad esempio accade in Finlandia, la richiesta è stata di circa 10 volte superiore a quella registrata nel nostro Paese. Da alcuni anni, però, l’ Italia ha deciso di incentivare la sostituzione dei tradizionali sistemi di riscaldamento con le pompe di calore, tramite agevolazioni di tipo fiscale, cosa che ne sta favorendo la diffusione anche e soprattutto per quanto riguarda il riscaldamento dell’ acqua sanitaria o dell’ acqua per le piscine e fontane.

Sicuramente, però, non va tralasciato l’ aspetto economico, quindi il rapporto tra costi e benefici, ossia la possibilità di utilizzare in maniera molto più economica la fonte di energia primaria per produrre energia termica. Anche dal punto di vista ambientale, sicuramente la pompa di calore appare migliore degli altri tipo di impianti, in quanto si tratta di una macchina che produce energia pulita.


Pompa di calore: Tipologie:

Esistono varie tipologie di pompe di calore. Una prima distinzione avviene in base al modo in cui vengono alimentate: ci sono pompe di calore che vengono alimentate elettricamente, pompe che invece vengono alimentate tramite un compressore ( in questo caso si tratta di pompa di calore elettrica), o anche a gas, o per mezzo di un bruciatore (chiamata pompa di calore ad assorbimento). Il funzionamento della pompa di calore, però, si ha soltanto quanto le temperature della sorgente non scendono mai sotto lo zero, mentre la pompa ad assorbimento funziona anche a temperature fino a 20° sotto lo zero. Quando poi le condizioni climatiche sono estreme, si deve usufruire di un sistema bivalente, in quanto quello monovalente non basta più: questo vuol dire che la pompa di calore deve essere necessariamente affincata ad un tradizionale impianto di riscaldamento. L’ energia consumata dal sistema, inoltre, non viene utilizzata per produrre calore, ma per spostarlo da un ambiente ad un’ altro, quindi da una sorgente fredda ad un ricevitore. Per quanto riguarda l’ efficienza delle pompe di calore, si parla di coefficiente di prestazione, che si ha in base al rapporto tra calore trasportato e calore ceduto al ricevitore e, ovviamente, l’ energia consumata dal sistema.

In basealla sorgente fredda, le pompe di calore si dividono in: pompe di calore aria /aria, pompe di calore aria/ acqua, pompe di calore acqua /aria, pompe di calore acqua / acqua e pompe di calore geotermiche.

A seconda invece della potenza, le pompe di calore si suddividono in piccole, medie e grandi, e hanno rispettivamente fino a 2 kW, da 10 a 20 kW o oltre i 20 kW.



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