Tecnosol s.r.l. - tecnologie speciali al servizio dell'energia

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

POMPE DI CALORE >> PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

principio di funzionamento pompe di calore

Una pompa di calore è un sistema capace di trasferire calore da una sorgente a bassa temperatura ad un sistema a temperatura più alta, grazie all'utilizzo di energia di tipo meccanico o termico. Limitandosi a considerare le pompe di calore a compressione, possiamo dire che il sistema pompa di calore è costituito da un circuito chiuso in cui circola un fluido frigorigeno capace di condensare ed evaporare a temperature relativamente basse. Il principio di funzionamento è il seguente: all'interno dell'evaporatore il fluido frigorigeno subisce un passaggio di stato, evaporando. Così facendo, esso sottrae calore alla sorgente fredda con cui è in contatto. Subito dopo, esso passa attraverso un compressore dove viene fatta aumentare la sua pressione e la sua temperatura. Il vapore surriscaldato ad alta pressione circola nel secondo scambiatore di calore del circuito, il condensatore, dove trasferisce calore allla sorgente calda, che per esempio può essere il fluido termovettore utilizzato in un impianto termico, condensando a poco a poco. L'ultimo elemento del circuito è la valvola di laminazione che consente al fluido frigorigeno di tornare nelle condizioni iniziali di temperatura e pressione presso l'evaporatore, dove inizierà un nuovo ciclo di scambio termico.

Quando si confrontano le prestazioni di pompe di calore, è meglio evitare il termine "rendimento", in quanto esso ha differenti significati, ma conviene parlare di resa. La resa è espressa dal coefficiente di prestazione, COP (coefficient of performance), rapporto tra energia resa ed energia consumata. Un valore del COP pari a 3 indica che per ogni kWh di energia elettrica consumato, la pompa di calore fornisce calore pari a 3 kWh. Quando usata per scaldare con un clima mite, una pompa di calore raggiunge tranquillamente valori di COP che vanno da 3 a 4 (in funzione della temperatura della sorgente di calore). Una classica stufetta elettrica ha un COP teorico pari a 1. In altre parole una pompa di calore riscalda da 3 a 4 volte in più di una stufetta elettrica, consumando la medesima energia. Le pompe di calore possono essere reversibili, cioè in grado di raffrescare gli ambienti. La reversibilità può essere ottenuta tramite l'inversione del moto del fluido frigorigeno all'interno della macchina, oppure lasciando inalterato la direzione del fluido e ricorrendo a due scambiatori addizionali. In fase di raffreddamento la prestazione di una pompa di calore è descritta dall'EER (energy efficiency ratio).

Classificazione delle pompe di calore

La classificazione delle pompe di calore può essere effettuata in modi differenti: si può eseguire una classificazione in funzione dell'effetto utile, in funzione del tipo di refrigerante utilizzato, in funzione del tipo compressione, ma la classificazione più comune si effettua definendo la natura delle sorgenti (fredda e calda) oggetto dello scambio:

» pompe di calore acqua/acqua dove si utilizza acqua per riscaldare altra acqua;

» pompe di calore acqua/aria dove si utilizza acqua per riscaldare dell’aria;

» pompe di calore aria/aria dove si utilizza aria per riscaldare altra aria;

» pompe di calore aria/acqua dove si utilizza aria per riscaldare dell’acqua.

Pompa di calore ad aria

Pompa di calore ad aria

Pompa di calore ad acqua

Pompa di calore ad acqua

Pompa di calore geotermica a sonde verticali ed orizzontali

Pompa di calore geotermica a sonde verticali ed orizzontali
La sorgente fredda acqua può provenire da un circuito aperto (acqua di falda, acqua proveniente da un bacino superficiale) o da un circuito chiuso; in questo caso si parla di pompe di calore geotermiche in quanto scambiano calore con il terreno. E' bene precisare che all'interno del circuito chiuso l'acqua è in soluzione con additivi che non permettono l'eventuale congelamento e il formarsi di residui organici.
Per le pompe di calore che sfruttano l'aria il valore del COP diminuisce quando operano in climi molto freddi, dove c'è meno calore da trasferire all'interno di un edificio. Il COP di una pompa di calore che sfrutta il calore del terreno (pompa di calore geotermica) o il calore proveniente dall'acqua di falda o da un bacino superficiale (pompa di calore ad acqua) è maggiore di quello della pompa che sfrutta l'aria. Questo in quanto la temperatura di queste sorgenti rimane pressochè costante e sempre ben al di sopra di 0 °C, cosa che non succede all'aria esterna.


CONTATTACI PER UN PREVENTIVO GRATUITO

Marchi trattati

ALPHAINNOTECH