La pompa di calore è una macchina che produce energia termica (per riscaldare gli ambienti, per l’acqua calda sanitaria ecc.) utilizzando fonti di energia rinnovabile.
Il principio di funzionamento delle pompe di calore è quello del circuito frigorifero nel quale il calore sottratto da un ambiente a bassa temperatura (per esempio l’ambiente esterno) viene trasferito ad un secondo ambiente che si trova ad una temperatura più alta (per esempio l’interno della casa stessa o nel serbatoio dell’acqua calda sanitaria).
Tale processo implica l’utilizzo di energia termica (calore) già disponibile in natura (nell’aria, nell’acqua o nella terra): per tale ragione queste macchine sono generatori di calore ad energia rinnovabile.
Grazie al suo principio di funzionamento la pompa di calore è anche in grado di raffreddare gli ambienti. Infatti basta invertire il ciclo del refrigerante e il calore presente a più bassa temperatura all’interno di un ambiente da raffrescare viene trasferito in un secondo ambiente a maggiore temperatura (per esempio all’esterno dell’abitazione in estate).
Queste macchine sono alimentate con corrente elettrica, ma l’assorbimento di energia è assai più basso di quella che riescono a generare. Infatti il rendimento di una pompa di calore (COP) è il rapporto tra l’energia generata e quella assorbita e viene influenzato dalla tipologia della fonte rinnovabile. La pompa di calore, infatti, è capace di produrre energia per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria, energia cioè ad alta temperatura, impiegando non oltre il 20-25% di energia elettrica ed utilizzando fino al 75% di energia prelevata dall’ambiente, un’energia a bassa temperatura.
POMPE DI CALORE ARIA-ARIA (split)
Sono i sistemi formati da una unità esterna che scambia calore con l’aria esterna e lo trasporta attraverso le tubazioni del refrigerante nei vari ambianti interni per mezzo di uno o più diffusori chiamati “split”. L’unità interna può essere anche del tipo canalizzabile, e in questo caso la diffusione avviene per mezzo di canali.
POMPE DI CALORE ARIA-ACQUA
Sono i refrigeratori d’acqua a pompa di calore reversibile che riscaldano o raffreddano l’acqua contenuta in un circuito idrico che trasporta il calore nei terminali posti nelle varie zone da climatizzare.
Utilizzano come sorgente di calore l’aria esterna e lo cedono, attraverso il gas refrigerante, all’acqua tecnica dell’impianto di riscaldamento.
Al tipo Aria-Acqua appartengono due grandi categorie: le pompe di calore monoblocco (il cui circuito frigorifero è completo nella sola unità esterna) e quelle splittate (il cui circuito frigorifero è completo con l’abbinamento dell’unità interna ed sterna).
POMPE DI CALORE ACQUA-ACQUA
Sono le pompe di calore che sfruttano l’acqua superficiale (fiumi, laghi, mare, acque reflue) o di falda come sorgente rinnovabile.
Il costo iniziale del sistema rispetto a quelli che usano l’aria come fonte di scambio è maggiore, sia per la parte di estrazione dell’acqua dalla sorgente che per la filtrazione della stessa prima di entrare in macchina.
Il maggior costo di realizzazione però viene ammortizzato grazie al miglior rendimento del sistema e quindi ai minori consumi di energia elettrica.
POMPE DI CALORE GEOTERMICHE
La pompa di calore geotermica sfrutta il calore del terreno a bassa temperatura per cederlo nell’ambiente da climatizzare ad un livello di temperatura più alto; essa sfrutta il calore del suolo o delle rocce (calore geotermico) utilizzando circuiti chiusi di scambio termico orizzontali o verticali, immersi nel terreno, sotto forma di tubazioni nelle quali circola acqua addizionata di glicole per evitare eventuali rotture per gelo.
Il grande vantaggio di queste pompe di calore è che la temperatura del suolo, che è molto più adatta e costante di quella dell’aria, permette percentuali di rendimento del sistema più elevate e costanti.
La geotermia è una fonte rinnovabile di energia perché ritenuta inesauribile.
