Tecnologia: le pompe di calore elettriche

Come funzionano le pompe di calore

Le pompe di calore maggiormente diffuse sono ad assorbimento e, soprattutto, a compressione.

Il ciclo di funzionamento di una pompa di calore è composto da quattro fasi: compressione, condensazione, espansione, evaporazione.

In una prima fase, il fluido allo stato di vapore viene compresso dal compressore e aumentano sia la sua pressione che la temperatura. Nella seconda fase, il vapore compresso condensa nel primo scambiatore di calore fino a diventare completamente liquido. Il calore ceduto in questa fase del processo è propedeutico ad aumentare la temperatura dell’ambiente interno durante la funzione di riscaldamento o a smaltire esternamente il calore asportato dall’ambiente interno durante la funzione di raffrescamento. Nella terza fase la valvola di laminazione consente al liquido di diminuire la propria pressione fino al valore di ingresso al compressore, avviando al contempo il processo di evaporazione. La quarta e ultima fase si verifica nel secondo scambiatore di calore, nel quale il fluido evapora del tutto prelevando calore dall’esterno (dall’ambiente esterno durante la funzione di riscaldamento, dall’ambiente interno durante il raffrescamento).

Il ciclo descritto è invertibile, di conseguenza la pompa di calore è una macchina che naturalmente si presta a un utilizzo continuo durante tutto l’anno essendo capace sia di riscaldare che di raffrescare un ambiente.

A cosa servono le pompe di calore

In inverno la pompa di calore riscalda l’abitazione, prendendo dall’ambiente esterno il calore immagazzinato nell’aria, nell’acqua o nel suolo e trasferendolo all’interno dei locali.

Nel periodo invernale, quindi, la pompa di calore preleva l’energia termica dai principali elementi presenti in natura, a basse temperature, e la trasferisce all'interno dei locali ad alta temperatura (di qui il nome di “pompa”) per ottenere il loro riscaldamento.

Viceversa, in estate, grazie alla possibilità di inversione del ciclo, la pompa di calore segue il principio di funzionamento del frigorifero domestico. Se mettiamo una mano dietro al nostro frigorifero sentiremo del calore, perché il frigorifero lo sottrae agli alimenti, mantenendoli freschi, e lo disperde nell’ambiente della cucina attraverso la serpentina che si trova esternamente, sulla parte posteriore. Nel periodo estivo, quindi, la nostra abitazione diventa il “contenitore” da cui la pompa di calore, in funzione di condizionamento, preleva il calore in eccesso e lo espelle all’esterno, raffrescando gli ambienti.

La pompa di calore è anche in grado di produrre acqua calda sanitaria, ovvero l’acqua che utilizziamo nei nostri bagni e nelle nostre cucine. L'acqua calda sanitaria viene riscaldata in appositi serbatoi di accumulo e distribuita attraverso le normali tubazioni idrauliche esistenti all’interno degli edifici.