Pompa di calore
La pompa di calore funziona attingendo energia termica dall’ambiente naturale (fonte di calore inferiore) per riscaldare e produrre acqua calda sanitaria (fonte di calore superiore).
Il processo si svolge mediante un circuito di raffreddamento in cui avviene il processo di compressione ed espansione del fluido di lavoro.
L’evaporatore e il condensatore, che insieme al compressore e alla valvola di espansione costituiscono gli elementi principali del circuito, disperdono l’energia nei circuiti indiretti. La pompa di calore a compressione può operare sfruttando riserve energetiche naturali quali: suolo, aria atmosferica, acque di superficie e sotterranee.
Le pompe di calore trovano sempre maggiore applicazione nel settore dell'edilizia moderna ai fini del risparmio energetico. Sono automatizzate, non richiedono manutenzione ed economiche. Con una pompa correttamente installata, le bollette del riscaldamento saranno molto più basse rispetto ai sistemi tradizionali, e l'investimento iniziale è ammortizzato nel breve termine.
Pompa di caloread aria
Le pompe di calore ad aria trovano applicazione sia nel riscaldamento sia nel raffreddamento degli edifici. Rappresentano un’ottima alternativa alle pompe geotermiche. Sono ideali laddove il terreno non offra sufficiente spazio per l’installazione di uno scambiatore geotermico.
Si possono distinguere due tipi di pompe di calore ad aria. La pompa utilizzata più comunemente è la pompa aria – aria. Questo tipo d pompa recupera il calore dall’aria per poi trasferirlo, a seconda della stagione, all’interno o all’esterno dell’edificio.
Un’altra tipologia di pompa ad aria è la pompa aria – acqua che anche alle temperature sotto zero assicura un elevato indice di efficienza. Le pompe aria – acqua possono essere utilizzate per riscaldare la casa e produrre acqua calda sanitaria. Tali pompe permettono anche di raffrescare l’edificio grazie al circuito reversibile.
Le pompe ad assorbimento sono installate direttamente negli ambienti dove viene generato il calore residuo o tecnologico in eccesso. Le pompe di calore ad assorbimento differiscono da quelle a compressione per il loro diverso regime di lavoro. Queste. infatti, richiedono la trasmissione di calore, non di elettricità. L’energia elettrica serve soltanto per alimentare la pompa. Le pompe di calore ad assorbimento sono composte da un condensatore, un evaporatore e una valvola di espansione. Al compressore meccanico tipicamente utilizzato nelle pompe di calore a compressione, si sostituisce un cosiddetto compressore termico composto, tra l’altro, da un generatore, un assorbitore e una pompa.
Sul mercato sono attualmente reperibili pompe di calore ad assorbimento di tipo acqua-ammoniaca e acqua-bromuro di litio. Nel caso degli apparecchi acqua-bromuro di litio il refrigerante è l’acqua, e il bromuro di litio è l’assorbente. Nel caso degli apparecchi acqua-ammoniaca, il refrigerante è l’ammoniaca e l’acqua è l’assorbente.
Pompa di calore geotermica
Tra le pompe di calore la tipologia più economica è la pompa geotermica. Tramite i collettori, le pompe sfruttano l’energia del suolo, dei pozzi geotermici, dei bacini lacustri e dei corsi d’acqua. Un regime di funzionamento stabile è reso possibile grazie alla temperatura stabile del terreno. Ciò garantisce un contenimento dei costi di funzionamento nonché temperature (di riscaldamento) stabili all’interno della casa.
I collettori geotermici sono disponibili in 2 versioni – orizzontali e verticali. Lo scambiatore di superficie sfrutta l’energia del sole e dell’acqua piovana, pertanto è fondamentale la sua corretta implementazione in sito.
Grazie alla inversione del ciclo, la pompa di calore può anche svolgere funzione di impianto di raffreddamento. Le pompe reversibili sono più care di quelle tradizionali. Permettono non solo di alimentare il sistema di riscaldamento centralizzato e riscaldare l’acqua calda sanitaria, ma anche di raffreddare i locali in estate. A seconda della stagione, lo scambiatore di calore a piastre saldobrasate installato nella pompa assume la funzione di condensatore o di evaporatore.
Apposite pompe di calore sono utilizzate nei paesi a clima freddo, dove l’aria condizionata non è necessaria e quindi l’uso di pompe di calore reversibili non sarebbe conveniente. Poiché la funzione di tali pompe sarà solo quella di riscaldare, le spese di utilizzo saranno molto più basse rispetto alle pompe di calore reversibili.
Pompa di calore ad acqua ad alta potenza
Le pompe di calore industriali possono provvedere sia al riscaldamento sia al raffreddamento utilizzando l’energia prodotta da diversi processi. Negli edifici industriali l’installazione di una pompa di calore ad acqua ad alta potenza può generare benefici notevoli dal punto di vista della riduzione dei costi, delle emissioni e del miglioramento della qualità dell’aria.
Tali pompe funzionano raccogliendo l’acqua prodotta nei processi industriali. D’estate, l’acqua immagazzinata è raffreddata dal circuito con ventilatori. D’inverno invece, i serbatoi sono un’eccellente fonte di calore inferiore per la pompa. L’acqua del serbatoio è inviata all’evaporatore della pompa di calore, dove restituisce il calore al refrigerante. L’acqua del circuito di riscaldamento è riscaldata nel condensatore della pompa e il calore prodotto alimenta il sistema di riscaldamento centralizzato.
