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Pompa di calore funzionamento: ecco tutte le risposte
Le pompe di calore rappresentano una soluzione innovativa e sostenibile per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti, sfruttando fonti naturali come aria, acqua e suolo. La loro versatilità le rende ideali per numerosi contesti, ma il loro funzionamento e i vantaggi dipendono da diversi fattori tecnici e ambientali. Questa guida esplora in dettaglio il principio di funzionamento, le modalità operative, i vantaggi e le situazioni in cui sono più o meno convenienti, fornendo anche una panoramica sulle tipologie più diffuse.
È ampiamente noto che l’energia termica si sposta spontaneamente da sostanze o corpi ad alta temperatura verso quelli a temperatura più bassa.
Una pompa di calore è un dispositivo progettato per invertire questo flusso termico naturale. Per ottenere tale risultato, è necessario compiere del lavoro e, di conseguenza, consumare energia. Questo processo è simile a quello delle pompe idrauliche, che spostano un fluido nella direzione opposta alla sua naturale tendenza, da cui deriva il termine "pompa".
In termini pratici, la pompa di calore fa scorrere il calore controcorrente rispetto alla direzione naturale, creando così un ambiente termico favorevole.
Si distinguono quindi le seguenti fonti di calore:
Ecco le tipologie di pompe di calore più diffuse tra quelle presenti sul mercato:
Il tipo di pompe di calore aria - acqua costituisce un efficace metodo per generare calore con un consumo energetico ridotto.
Queste macchine utilizzano l’aria esterna in un ciclo termico che trasferisce il calore da un fluido più freddo, ovvero l’aria esterna stessa, a uno più caldo, ossia l’acqua destinata all’uso sanitario.
La pompa di calore mantiene alte prestazioni anche a basse temperature esterne grazie al basso punto di ebollizione del fluido refrigerante. L’efficienza della pompa dipende dalla differenza di temperatura tra l’aria esterna e il fluido refrigerante: maggiore è la differenza, minore è l’energia richiesta per il funzionamento.
SIC offre due modelli avanzati di pompe di calore:
Entrambi i modelli SIC Sistemi condividono vantaggi significativi, sia dal punto di vista energetico che non, tra cui:
Le pompe di calore ad assorbimento, anziché energia elettrica utilizzano energia termica, come il calore derivante dalla combustione di gas o da fonti residue. Sebbene abbiano costi iniziali elevati, offrono bassi costi operativi e sono ideali per applicazioni con calore residuo costante, ad esempio in ambito industriale.
Quanta energia consuma una pompa di calore?
Conclusione
Le pompe di calore si confermano una tecnologia chiave per un futuro energetico più efficiente e sostenibile. Con la loro capacità di offrire elevata efficienza, riduzione dei consumi e utilizzo di risorse naturali, rappresentano una scelta vantaggiosa per molteplici applicazioni. Tuttavia, una valutazione accurata delle condizioni di utilizzo e delle esigenze termiche è essenziale per ottimizzare i benefici e garantire un investimento adeguato alle specifiche necessità.
Scopri la gamma delle pompe di calore SIC Sistemi, per creare un futuro sostenibile ed efficiente.
Fonte: “Geotermia e pompe di calore – L’ambiente come fonte di energia sostenibile” di Giuseppe Dell’Olio.
- Qual è il principio di funzionamento di una pompa di calore?
- Quando conviene la pompa di calore?
- Quando non conviene installare una pompa di calore?
- Qual è la migliore pompa di calore?
- Pompa di calore a compressione o assorbimento?
- Quanta energia consuma una pompa di calore?
Qual è il principio di funzionamento di una pompa di calore?
È ampiamente noto che l’energia termica si sposta spontaneamente da sostanze o corpi ad alta temperatura verso quelli a temperatura più bassa.Una pompa di calore è un dispositivo progettato per invertire questo flusso termico naturale. Per ottenere tale risultato, è necessario compiere del lavoro e, di conseguenza, consumare energia. Questo processo è simile a quello delle pompe idrauliche, che spostano un fluido nella direzione opposta alla sua naturale tendenza, da cui deriva il termine "pompa".
In termini pratici, la pompa di calore fa scorrere il calore controcorrente rispetto alla direzione naturale, creando così un ambiente termico favorevole.
Cosa prevede il funzionamento di una pompa di calore?
Per far funzionare una pompa di calore è necessaria una fonte di energia. Una pompa di calore attinge calore da un mezzo naturale, chiamato sorgente fredda (acqua, aria, suolo) la cui temperatura è inferiore a quella del locale da riscaldare. Essa trasferisce poi tale calore a un fluido vettore per consentire il riscaldamento di locali (che costituiscono la "sorgente calda) e anche la preparazione di acqua calda sanitaria.Si distinguono quindi le seguenti fonti di calore:
- aria esterna;
- aria prelevata da ambienti chiusi (ad esempio, aria viziata);
- terreno;
- acqua (di falda o di superficie).
Che differenza c'è tra pompa di calore e condizionatore?
Non vi è alcuna differenza di principio tra una pompa di calore e un condizionatore. Qualsiasi apparato di refrigerazione (condizionatore, frigorifero, congelatore ecc.) sottrae calore da un dato spazio che si desidera raffrescare e lo cede a un altro spazio in cui regna una temperatura più elevata. L’unica differenza consiste nell’effetto desiderato: riscaldamento nel primo caso e raffrescamento nel secondo.Quando conviene la pompa di calore?
- Ottenere maggiore efficienza energetica
Il vantaggio principale di una pompa di calore è che attraverso il suo funzionamento, essa fornisce una quantità di calore molto superiore all’energia che consuma per funzionare (fino a quattro o cinque volte). La pompa di calore, insomma, funziona come un "moltiplicatore di energia". Quindi, una pompa di calore conviene se si desidera bilanciare i consumi e raggiungere maggiore efficienza energetica. - Avere maggiore flessibilità
Un altro grosso vantaggio della pompa di calore sta nella sua reversibilità. La maggior parte delle pompe di calore disponibili sul mercato possono essere utilizzate sia per il riscaldamento invernale che per il raffrescamento estivo. Nel primo caso, il fluido di distribuzione, noto anche come fluido termovettore, viene riscaldato; nel secondo caso, viene raffreddato. Questo fluido viene distribuito attraverso tubature sotto il pavimento, radiatori o ventilconvettori, oppure tramite condotti d’aria in impianti canalizzati.
Quando non conviene installare una pompa di calore?
Le pompe di calore sono efficienti e sostenibili, ma non sempre rappresentano la scelta ideale. Tre sono i principali fattori che ne limitano la convenienza:
- Mancanza di spazio
A differenza delle caldaie a gas, le pompe di calore necessitano di un serbatoio per l’acqua calda sanitaria (200-400 litri), che richiede spazio dedicato. Questo può risultare problematico in abitazioni con spazi molto ridotti. - Case troppo grandi o inefficienti
Le pompe di calore aria-acqua, le più comuni, hanno potenze tra 14 e 16 kW, sufficienti per abitazioni fino a 150 m². Per case più grandi o con alta dispersione termica, l’efficienza può diminuire. - Inadeguata progettazione
La scarsa preparazione del termotecnico o dell’installatore può compromettere il sistema. Pompe di calore ibride, spesso proposte in modo improprio, rappresentano una soluzione valida solo in pochi casi. Una progettazione corretta, come garantita da protocolli specifici, è essenziale per ottimizzare le prestazioni e ridurre i costi. Ecco perché consigliamo sempre di contattarci per ottenere un servizio professionale di installazione.
Qual è la migliore pompa di calore?
Si usa classificare le pompe di calore secondo la natura delle sorgenti, rispettivamente calda e fredda, con le quali il fluido termovettore scambia direttamente calore.Ecco le tipologie di pompe di calore più diffuse tra quelle presenti sul mercato:
- Pompe di calore acqua - acqua: riscaldano acqua a spese di altra acqua;
- Pompe di calore acqua - aria: riscaldano aria prelevando calore dall’acqua;
- Pompe di calore aria - aria: riscaldano aria trasferendo calore da altra aria;
- Pompe di calore aria - acqua: riscaldano acqua attingendo calore da aria.
Come funziona una pompa di calore aria acqua?
Il tipo di pompe di calore aria - acqua costituisce un efficace metodo per generare calore con un consumo energetico ridotto.Queste macchine utilizzano l’aria esterna in un ciclo termico che trasferisce il calore da un fluido più freddo, ovvero l’aria esterna stessa, a uno più caldo, ossia l’acqua destinata all’uso sanitario.
La pompa di calore mantiene alte prestazioni anche a basse temperature esterne grazie al basso punto di ebollizione del fluido refrigerante. L’efficienza della pompa dipende dalla differenza di temperatura tra l’aria esterna e il fluido refrigerante: maggiore è la differenza, minore è l’energia richiesta per il funzionamento.
SIC offre due modelli avanzati di pompe di calore:
- Pompe di calore Compact CRE: queste sfruttano l’energia termica dell’aria per produrre acqua calda per scopi igienici. Il loro funzionamento è efficiente, rispettoso dell’ambiente e si basa sulla comprovata tecnologia delle pompe di calore.
- Pompe di calore Helio Compact: questo sistema combina una pompa di calore e un pannello solare termodinamico all’avanguardia per la produzione di acqua calda sanitaria. Utilizza in modo efficiente l’energia solare e termica dell’ambiente, garantendo rendimenti elevati e stabili.
Entrambi i modelli SIC Sistemi condividono vantaggi significativi, sia dal punto di vista energetico che non, tra cui:
- Facilità di installazione;
- Funzionamento silenzioso;
- Affidabilità;
- Limitata necessità di manutenzione.
Pompa di calore a compressione o assorbimento?
Le pompe di calore possono funzionare con energia meccanica o termica, distinguendosi così in "a compressione" e "ad assorbimento".Pompa di calore a compressione: come funziona
Le pompe a compressione utilizzano un ciclo idraulico composto da quattro fasi: evaporazione, compressione, condensazione ed espansione.- Evaporazione: il refrigerante assorbe calore dalla sorgente fredda in un evaporatore, trasformandosi in gas.
- Compressione: il gas viene compresso, aumentando pressione e temperatura per poter cedere calore alla sorgente calda.
- Condensazione: il gas rilascia calore in un condensatore e torna liquido.
- Espansione: il refrigerante passa da una valvola che riduce pressione e temperatura, riportandolo alle condizioni iniziali e chiudendo il ciclo.
Pompa di calore ad assorbimento: come funziona
Le pompe di calore ad assorbimento, anziché energia elettrica utilizzano energia termica, come il calore derivante dalla combustione di gas o da fonti residue. Sebbene abbiano costi iniziali elevati, offrono bassi costi operativi e sono ideali per applicazioni con calore residuo costante, ad esempio in ambito industriale.Quanta energia consuma una pompa di calore?
- Che cos'è il coefficiente di prestazione (COP)?
Per le pompe di calore utilizzate per il riscaldamento, l’efficienza energetica viene quantificata attraverso il "coefficiente di prestazione" (COP). Questo valore rappresenta il rapporto tra la potenza termica generata dalla pompa e la potenza totale (elettrica o derivante da combustibili) impiegata per il suo funzionamento. Per esemplificare, se consideriamo una pompa di calore con compressore elettrico che ha un COP di 3, ciò significa che consuma 1 kW di energia elettrica per produrre 3 kW di calore per il riscaldamento dell’ambiente. - Che cos'è il Energy Efficiency Ratio (EER)?
Nel caso dell’utilizzo della pompa di calore per il raffrescamento, l’efficienza è misurata tramite un altro indicatore chiamato EER (Energy Efficiency Ratio). Questo parametro rappresenta il rapporto tra l’effetto refrigerante generato dalla pompa e l’energia in ingresso (elettrica o da combustibile) necessaria per il suo funzionamento.
- la differenza di temperatura tra la fonte di calore e l’ambiente da climatizzare;
- Il tipo di fluido di lavoro impiegato;
- le caratteristiche costruttive dell’impianto (dimensionamento) in relazione alle esigenze termiche;
- il consumo energetico delle apparecchiature ausiliarie (come le pompe idrauliche);
- le condizioni effettive di funzionamento.
Conclusione
Le pompe di calore si confermano una tecnologia chiave per un futuro energetico più efficiente e sostenibile. Con la loro capacità di offrire elevata efficienza, riduzione dei consumi e utilizzo di risorse naturali, rappresentano una scelta vantaggiosa per molteplici applicazioni. Tuttavia, una valutazione accurata delle condizioni di utilizzo e delle esigenze termiche è essenziale per ottimizzare i benefici e garantire un investimento adeguato alle specifiche necessità.
Scopri la gamma delle pompe di calore SIC Sistemi, per creare un futuro sostenibile ed efficiente.
Fonte: “Geotermia e pompe di calore – L’ambiente come fonte di energia sostenibile” di Giuseppe Dell’Olio.