CHE COSA E' LA POMPA DI CALORE? E' una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta. (Segue lo stesso principio del frigorifero e del condizionatore d'aria).
La pompa di calore deve il suo nome al fatto che essa provvede a trasportare del calore da un livello inferiore a un livello superiore di temperatura.
COME E' FATTA E COME FUNZIONA
La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso, percorso da uno speciale fluido (frigorigeno) che, a seconda delle condizioni di temperatura e di pressione in cui si trova, assume lo stato di liquido o di vapore.
Il circuito chiuso è costituito da:
• Un compressore
• Un condensatore
• Una valvola di espansione
• Un evaporatore
Nella pompa di calore il fluido frigorigeno viene fatto espandere in una serpentina posta nell'ambiente a bassa temperatura (evaporatore)permettendo così di assorbire calore.
Poi viene compresso all'interno di un circuito di riscaldamento a cui cede calore prelevato nell'ambiente esterno oltre a quello prodotto nella compressione.
L'efficienza della pompa di calore è misurata dal coefficiente di prestazione (C.O.P.) che è il rapporto tra energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) ed energia elettrica consumata. (C.O.P.)
Questo C.O.P. è variabile a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento ed ha, in genere, valori prossimi a 3. Ossia vuoi dire che per 1 kWh di energia elettrica consumata, fornirà 3 kWh
(2.580 kcal) di calore al mezzo da riscaldare.
Al di sotto di una temperatura compresa tra -2°C e 2°C la pompa di calore si disattiva in quanto le sue prestazioni si ridurrebbero significativamente. Va tenuto conto inoltre che la potenza termica resa dalla pompa di calore dipende dalla temperatura a cui la stessa assorbe calore.
SORGENTE FREDDA La sorgente fredda è denominato il mezzo esterno da cui si estrae calore.
La pompa di calore per mezzo del fluido frigorigeno assorbe calore dalla sorgente fredda tramite l'evaporatore.
Le principali sorgenti fredde sono:
• L'ARIA: estratta dall'esterno al locale in cui è installata la pompa di calore o dall'interno del locale stesso.
• L'ACQUA: può essere facilmente utilizzata a condizione che l'acqua di falda, di fiume, di lago, ecc., sia in prossimità dei locali da riscaldare e a ridotta profondità.
• ALTRE SORGENTI:
a) ACQUA ACCUMULATA IN SERBATOI E RISCALDATA DAL SOLE
b)TERRENO NEL QUALE VENGONO INSERITE LETUBAZIONI RELATIVE ALL'EVAPORATORE.
II pozzo caldo comprende l'aria o l'acqua da riscaldare.
Nel condensatore il fluido frigorigeno cede al pozzo caldo sia il calore prelevato dalla sorgente fredda che l'energia fornita dal compressore. Il calore può essere ceduto all'ambiente attraverso:
• VENTILCONVETTORI, costituiti da armadietti nei quali l'aria viene fatta circolare sopra corpi scaldanti.
• SERPENTINE, inserite nel pavimento, nelle quali circola acqua calda.
• CANALIZZAZIONI, che trasferiscono direttamente il calore prodotto dalla pompa di calore ai diversi locali.
Le pompe di calore vengono distinte in base alla sorgente fredda e al pozzo caldo che utilizzano.
POMPA DI CALORE ARIA - ARIA
POMPA DI CALORE ARIA - ACQUA
POMPA DI CALORE ACQUA - ACQUA
POMPA DI CALORE ACQUA - ARIA
L'ARIA come sorgente fredda ha il vantaggio di essere sempre disponibile, la pompa di calore diminuisce il suo rendimento in funzione della temperatura dell'aria.
Quando la temperatura esterna è intorno a 0°C occorre un sistema di sbrinamento, in alcuni grossi impianti per alberghi o grossi condomini questo sbrinamento viene effettuato convogliando il calore del motore verso la presa d'aria estema.
Molto vantaggioso è l'utilizzo dell'aria interna viziata che comunque deve essere rinnovata.
L'ACQUA come sorgente fredda non risente delle condizioni di temperatura esterna, ma ha un costo aggiuntivo dovuto al sistema di adduzione.
IL TERRENO come sorgente fredda ha il vantaggio di minori sbalzi di temperatura rispetto all'aria. Le tubazioni orizzontali vanno interrate ad una profondità di m. 1, 5 per non risentire troppo delle variazioni di temperatura dell'aria estema e mantenere i benefici effetti dell'insolazione. Poiché occorre una superficie di terreno doppio delle superfici da riscaldare diventa un aggravio di costo non indifferente.
APPLICAZIONI DELLA POMPA DI CALORE La pompa di calore si presta in modo ideale per la climatizzazione, fornendo riscaldamento + raffrescamento.
E' la più conveniente poiché comporta un minor tempo di ammortamento del costo d'impianto rispetto ad un utilizzo per il solo riscaldamento.
Negli edifici esistenti l'applicazione della pompa di calore per condizionamento degli ambienti, sia invernale che estivo, richiede un intervento di ristrutturazione dell'intero impianto termico ed elettrico, con
conseguente maggior costo.
La pompa di calore può essere utilizzata anche per la sola produzione di calore per il riscaldamento degli ambienti e dell'acqua sanitaria.
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