Le pompe di calore funzionano grazie a diversi principi fisici, ma sono classificate in base alla loro applicazione (trasmissione di calore, fonte di calore, dispersore di calore o macchina refrigeratrice).
Il COMPRESSORE di una pompa di calore crea la differenza di pressione che permette al ciclo termodinamico di funzionare: esso aspira il fluido refrigerante attraverso l’evaporatore dove il fluido stesso evapora a bassa pressione assorbendo calore, lo comprime e lo spinge all’interno del condensatore dove il fluido condensa ad alta pressione rilasciando il calore assorbito.
I due tipi di pompe di calore ad aria
La più comune è quella aria-aria, che estrae calore dall’aria e lo riversa all’interno o all’esterno di un edificio, a seconda della stagione; segue poi quella aria-acqua che è utilizzata in ambienti con la distribuzione idrica del calore (questa seconda soluzione è comunque più rara).
Le pompe di calore ad aria possono essere
- Progettate per lavorare in unione con una fonte supplementare di riscaldamento, come una caldaia elettrica, a gas a gasolio;
- Già dotate di resistenza elettrica in funzione di riscaldatore supplementare;
- Bivalenti, se sono dotate di un riscaldatore a propano per innalzare la temperatura dell’aria in ingresso dall’esterno.
Il calore è prelevato dall’aria esterna e portato all’interno dell’edificio.
D’estate si inverte il ciclo in modo da cambiare direzione al flusso di calore: il liquido refrigerante evapora nel radiatore interno e condensa nel radiatore esterno. L’aria interna viene inoltre deumidificata.
La pompa di calore geotermica utilizza il terreno o l’acqua che si trova nel terreno come fonte o come dispersore di calore. Il trasporto dell’energia termica è effettuato mediante la stessa acqua o mediante un liquido antigelo, eccetto nelle pompe di calore a espansione diretta, in cui si usa un fluido refrigerante che circola nello scambiatore posto nel terreno.
A differenza delle pompe di calore ad aria, quelle geotermiche possono funzionare in raffreddamento anche in modalità passiva: esse estraggono calore dall’edificio pompando nel sistema l’acqua fredda o il liquido antigelo, senza l’azione della pompa di calore vera e propria.
Il sistema di tubazioni che percorre il terreno può essere aperto o chiuso. Nel sistema aperto si estrae l’acqua da una falda sotterranea, la si porta fino allo scambiatore di calore e quindi la si scarica in un corso d’acqua, di nuovo nella medesima falda o in un bacino appositamente costruito (e che permetta la rifiltrazione verso il terreno). Nel sistema chiuso il calore è intercettato dal terreno per mezzo di una tubazione continua sotterrata, con al suo interno un fluido refrigerante (per le pompe a espansione diretta) o liquido antigelo mantenuto a bassa temperatura e pressurizzato.
Il ciclo di riscaldamento
Nelle pompe di calore a espansione diretta il fluido refrigerante raccoglie il calore dal sottosuolo e quindi entra direttamente nel compressore. Nelle pompe di calore che usano l’acqua o un liquido antigelo si ha una cessione di calore intermedia (dai liquidi detti prima al fluido refrigerante) in un primo scambiatore di calore.
Poi il ciclo prosegue come nelle pompe di calore ad aria.
Il ciclo di raffreddamento
A differenza delle pompe di calore ad aria, non è necessaria l’operazione di sbrinamento, in quanto la temperatura nel sottosuolo è molto più stabile e il compressore è sistemato all’interno dell’edificio.
