Come funziona una pompa di calore?

Le pompe di calore utilizzano l’energia ambiente proveniente da aria, acqua o terra trasformandola in calore per la casa. Ma come avviene esattamente questo?

 

La pompa di calore è un frigorifero?

Il modo di funzionamento di una pompa di calore è in linea di principio l’inverso di quello di un frigorifero. Questo sottrae il calore al proprio ambiente interno e lo cede nuovamente all’esterno: gli alimenti rimangono freschi anche se in cucina sussistono temperature estive. Nella pompa di calore accade esattamente l’inverso: essa sottrae calore all’ambiente esterno e lo cede sotto forma di energia calorifica al sistema di riscaldamento della casa.

Modo di funzionamento di una pompa di calore

Il principio è tanto semplice quanto elaborata è la tecnologia che lo realizza. La pompa di calore è un riscaldamento termodinamico. Ciò significa che il livello energetico viene aumentato variando in modo mirato gli stati degli aggregati. Il contributo più importante in questo processo è fornito dal mezzo di lavoro, il refrigerante. Questo ha la caratteristica di evaporare a basse temperature. Se il calore ambiente viene condotto attraverso un evaporatore al refrigerante, esso sottrae energia alla fonte di calore. In questo processo il mezzo di lavoro, che ha un basso punto di ebollizione, passa dallo stato liquido a quello gassoso. La fonte di calore si raffredda di qualche grado.

Mediante un compressore il vapore viene poi compresso e quindi scaldato. L’energia ambiente viene per così dire “pompata” a una temperatura più alta. Per fare questo è necessaria energia elettrica, che interviene nel processo solo per un quinto in rapporto all’energia ambiente.

Infine nel condensatore o liquefattore il vapore caldo cede il proprio calore al circuito dell’acqua del sistema di riscaldamento e il refrigerante passa nuovamente allo stato liquido. La pressione presente viene diminuita mediante una valvola di espansione e il ciclo può ricominciare dall’inizio.

Modo die funzionamento di una pompa di calore
  1. Calore ambiente
  2. Evaporatore
  3. Condotta di aspirazione, mezzo di lavoro allo stato gassoso, bassa pressione
  4. Compressore
  5. Condotta di aspirazione, mezzo di lavoro allo stato gassoso, alta pressione
  6. Calore di riscaldamento
  7. Mandata
  8. Ritorno
  9. Condotta del liquido, mezzo di lavoro allo stato liquido, alta pressione
  10. Valvola di espansione
  11. Condotta di iniezione, mezzo di lavoro allo stato liquido, bassa pressione
  12. Condensatore