Una pompa di calore è un dispositivo termico che trasferisce il calore da una sorgente di calore a una sorgente di calore più calda, utilizzando un ciclo termodinamico reversibile.
In altre parole, è un sistema di riscaldamento e raffreddamento che può essere utilizzato per scambiare calore tra un ambiente e un fluido di lavoro (spesso chiamato refrigerante) attraverso il principio della compressione e dell’espansione dei gas.
Le pompe di calore sono comunemente utilizzate in diverse applicazioni, tra cui:
- Climatizzazione degli edifici: Le pompe di calore possono riscaldare o raffreddare gli ambienti interni degli edifici.
In modalità di riscaldamento, estraggono calore dall’ambiente esterno (anche a basse temperature) e lo trasferiscono all’interno dell’edificio per mantenere una temperatura confortevole.
In modalità di raffreddamento, il processo è invertito, e il calore viene estratto dall’interno dell’edificio e rilasciato all’esterno. - Produzione di acqua calda: Le pompe di calore possono essere utilizzate per riscaldare l’acqua destinata al consumo domestico o industriale.
- Applicazioni industriali: Le pompe di calore vengono utilizzate in vari processi industriali per il raffreddamento o il riscaldamento di fluidi, macchinari o ambienti di lavoro.
- Applicazioni geotermiche: Alcune pompe di calore geotermiche sfruttano il calore naturalmente presente nel terreno o nell’acqua sotterranea per riscaldare o raffreddare gli edifici.
Il funzionamento di una pompa di calore si basa sul ciclo di refrigerazione, che coinvolge quattro fasi principali: compressione, condensazione, espansione ed evaporazione.
In breve, il ciclo inizia con il compressore che comprime il gas refrigerante, aumentandone la temperatura e la pressione.
Il gas ad alta pressione viene quindi fatto passare attraverso una bobina di condensazione, dove cede calore all’ambiente circostante e si trasforma in un liquido.
Questo liquido ad alta pressione passa attraverso una valvola di espansione, riducendo la pressione e causando una rapida evaporazione, durante la quale assorbe calore dall’ambiente da riscaldare.
Infine, il gas refrigerante evaporato ritorna al compressore per ricominciare il ciclo.
Le pompe di calore sono apprezzate per la loro efficienza energetica, in quanto possono produrre più calore (o raffreddamento) di quanto richieda l’energia elettrica necessaria per far funzionare il compressore.
Sono una scelta popolare per il riscaldamento e il raffreddamento sostenibile degli edifici, in quanto utilizzano energia elettrica per spostare il calore anziché generarne direttamente attraverso la combustione di combustibili fossili.
