Il panorama degli impianti termici è molto ampio e comprende una vasta gamma di macchinari. Negli ultimi anni c’è ne è uno in particolare che sta attirando molto l’attenzione su di sé, soprattutto in relazione ai nuovi scenari “green” che stanno emergendo.
Il macchinario in questione è la pompa di calore che in questo nuovo articolo di Inforedil Accademia cercheremo di approfondire nella maniera più esaustiva possibile, soffermandoci sulle caratteristiche, sul funzionamento, analizzando anche quelli che sono i pro e i contro di questa tecnologia.
Che cos’è una pompa di calore
La pompa di calore non è altro che un oggetto che serve a trasferire energia termica a un impianto (ambiente interno) e che negli ultimi anni ha rubato la scena alla caldaia in quanto, rispetto a quest’ultima, la pompa di calore può essere molto più efficiente. Ora soffermiamoci sul concetto di pompare che è l’anima di questo macchinario.
La pompa di calore prende il calore a bassa temperatura e lo spinge di nuovo verso l’ambiente più caldo attraverso un motore che necessita di energia. In altri parole, quel motore pompa energia termica da una temperatura bassa a una temperatura più alta.
Ma come può una pompa di calore trasferire energia da un ambiente freddo a un altro che diventa caldo?
Caratteristiche e funzionamento di una pompa di calore
Questi macchinari sfruttano al proprio interno un fluido diverso dall’acqua che si chiama fluido refrigerante. Questo fluido cambia stato: da liquido si trasforma in vapore e viceversa, attraverso la sinergia di un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e di un evaporatore.
Il ciclo termodinamico alla base del funzionamento di una pompa di calore è il ciclo a compressione di vapore, un ciclo in cui il fluido refrigerante opera fra due livelli di pressione diversi. Se opera dal livello dell’evaporatore, il fluido refrigerante riceve calore dall’ambiente a temperatura minore, passando così dallo stato di liquido a quello di vapore. Il compressore, alimentato elettricamente, ne aumenta pressione e temperatura e lo invia al condensatore.
Mentre, al livello del condensatore il fluido frigorigeno condensa, rilasciando così calore all’ambiente a temperatura maggiore, tornando poi allo stato di liquido. Dopodiché esso viene inviato nuovamente all’evaporatore attraverso una valvola di laminazione che ne riduce drasticamente temperatura e pressione, e il ciclo può ricominciare.
Pompa di calore: C.O.P. (coefficiente di prestazione) e salto termico
Un concetto fondamentale per capire meglio il funzionamento di una pompa di calore è il C.O.P. (coefficiente di prestazione) che descrive il rapporto tra energia termica trasportata ed energia elettrica assorbita.
Un esempio concreto: un C.O.P. 3 indica che un Kilowatt di energia elettrica è in gradi di spostare 3 Kilowatt di energia termica. Quanto più sarà alto questo coefficiente, tanto più sarà efficiente la pompa di calore, riuscendo in questo modo a trasferire calore consumando poca energia elettrica.
Un altro concetto fondamentale è quello di salto termico, ovvero la distanza tra la temperatura esterna e la temperatura interna che devo raggiungere all’interno di un’abitazione. Ad esempio, se fuori fanno 5 gradi e all’interno devo raggiungere 25 gradi, il salto termico sarà di 20 gradi. Maggiore sarà la distanza tra il punto di partenza e il punto di arrivo, peggiore sarà il C.O.P. e quindi la pompa di calore avrà più difficoltà nel riscaldare l’ambiente.
Quali sono i modelli di pompa di calore sul mercato
Vediamo adesso quali sono i modelli di pompe di calore più diffusi sul mercato.
La più comune è la pompa di calore aria/acqua, che va assorbire calore dall’aria esterna e lo cede all’acqua che è il principale fluido termovettore con cui scaldiamo le nostre abitazioni.
Si tratta di una soluzione sostenibile e attenta all’ambiente, dal momento che il suo funzionamento si fonda sul trasferimento del calore da una sorgente di energia pulita e rinnovabile, ossia l’aria esterna. In questo modo è possibile ridurre al minimo l’impatto ambientale.
C’è poi la pompa di calore acqua/acqua, sicuramente più di nicchia ma più efficiente rispetto alla precedente. Questa tecnologia assorbe il calore dall’acqua di una sorgente – un fiume, un lago, un falda sotterranea – e lo cede all’acqua domestica. Affinché questo avvenga però è necessario sottoporre l’acqua a delle analisi per individuare la presenza di sostanze che a lungo andare potrebbero danneggiare l’impianto, come il sale o contaminanti.
Abbiamo infine la pompa di calore geotermica, una soluzione “green” ma che ha in Italia ancora un uso limitato rispetto a quelle ad aria. In inverno, la pompa di calore geotermica, “prende” il calore del suolo e lo usa per il riscaldamento ed eventualmente anche per la produzione di acqua calda. In estate, la pompa di calore geotermica, “rende” il calore al terreno e sfrutta invece la bassa temperatura del sottosuolo per raffrescare gli ambienti.
Pro e contro della pompa di calore
Vantaggi
Il primo vantaggio di una pompa di calore è quello di eliminare il gas. Ridurre la dipendenza da una fonte fossile e non rinnovabile come il gas è sicuramente un passo importante verso una maggiore autonomia energetica, grazie anche agli impianti fotovoltaici che ci permettono di produrre autonomamente una parte di energia elettrica.
Il secondo vantaggio, strettamente legato al primo, è quello relativo alla sicurezza: una casa senza gas infatti è una casa più sicura perché in alcuni casi il gas può generare delle esplosioni e le sue inalazioni causano dei danni all’organismo.
Il terzo vantaggio delle pompe di calore è il risparmio, sia sui costi del combustibile sia su quelli relativi alla manutenzione della canna fumaria e a quelli fissi del contatore.
Un altro vantaggio è il fatto che, a differenza delle caldaie a gas, una pompa di calore non va a immettere CO2 nell’atmosfera, sostanza nociva sia per il pianeta che per la nostra salute.
Un ultimo vantaggio è che la pompa di calore, grazie al suo funzionamento, permette di fare sia il riscaldamento che il raffrescamento dell’acqua utilizzando un unico impianto. Con la caldaia si può generare solo caldo e se vorrai raffrescare l’ambiente avrai bisogno di un ulteriore investimento in un altro generatore.
Svantaggi
Tra gli svantaggi di una pompa di calore c’è sicuramente il fatto che questa macchina ha bisogno di spazio, sia all’esterno dove verrà installato il motore della macchina, sia all’interno. Infatti – e qui veniamo al secondo svantaggio – per la produzione di acqua calda sanitaria, non si trasforma l’acqua calda istantaneamente come con la caldaia, ma è necessario lavorare per accumulo, ossia bisogna mettere da parte una riserva idonea alle nostre esigenze. Se ad esempio, se so che il mio consumo sarà di 50 litri, dovrò inserire un accumulo che occupi uno spazio maggiore di 50 litri e che andrà progettato correttamente.
Poiché la pompa di calore è un elettrodomestico che va ad assorbire energia elettrica, avrai bisogno di un contatore che ti garantisca potenze maggiori.
Infine, anche il rumore può essere uno dei contro della pompa di calore: ecco perché la macchina deve stare all’aperto e può richiedere un intervento di installazione piuttosto dispendioso.
Conclusioni
Attualmente si stima che in Italia le pompe di calore installate siano circa 20 milioni, ma la gran parte di queste è dedicata alla climatizzazione estiva o integrativa, dunque non sostitutiva dei sistemi di riscaldamento. Si tratta dunque di una tecnologia ancora in fase di sviluppo che però è destinata ad assumere un ruolo da protagonista in futuro, soprattutto in virtù degli obiettivi di risparmio energetico imposti dall’Unione Europea.
Inoltre, è molto importante affidarsi a dei professionisti esperti per una corretta installazione di una pompa di calore: infatti, sarà proprio la qualità dell’intervento a determinare il rendimento dell’impianto.
Ricordati quindi di non focalizzarti sul tipo di prodotto ma anche – e soprattutto – su chi si occuperà della sua progettazione e installazione.
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