L’energia impiegata nel settore civile per il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua sanitaria, rappresenta circa il 20% del consumo energetico totale italiano. Tale energia è prodotta, per la quasi totalità, da combustibili, liquidi e gassosi, con inquinamento atmosferico, che provoca danni all’ambiente ed effetti nocivi alla salute dell’uomo.
La pompa di calore può rappresentare un mezzo per migliorare il livello di comfort degli ambienti abitativi e di lavoro, aiutando a conseguire significativi risparmi energetici, e quindi economici per i singoli cittadini e per l’intero paese, limitando le emissioni di inquinanti a livello locale.
Risparmiare energia significa anche proteggere l’ambiente.
La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta. Insomma funziona come un frigorifero o un condizionatore d’aria, trasformando il calore a bassa temperatura (anche in inverno, molto al di sotto di 0 °C) in calore ad alta temperatura. Questo processo avviene in un circuito chiuso, percorso da uno speciale fluido (frigorigeno), cambiando costantemente lo stato di aggregazione di questo fluido di lavoro (evaporazione, compressione, liquefazione, espansione).
Nel corso del suo funzionamento, la pompa di calore consuma energia elettrica nel compressore, assorbe calore nell’evaporatore, dal mezzo circostante (che può essere aria o acqua), cede calore al mezzo da riscaldare nel condensatore (aria o acqua). Il vantaggio nell’uso della pompa di calore deriva dalla sua capacità di fornire più energia (calore) di quella elettrica impiegata per il suo funzionamento in quanto estrae calore dall’ambiente esterno (aria-acqua). L’efficienza di una 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. Il C.O.P. varia a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento ed ha, in genere, valori prossimi a 3. Questo vuol dire che per 1 kWh di energia elettrica consumato, fornirà 3 kWh (2.580 kcal) di calore al mezzo da riscaldare.
Il mezzo esterno da cui si estrae calore viene chiamato sorgente fredda. Nella pompa di calore il fluido frigorigeno assorbe calore dalla sorgente fredda tramite l’evaporatore. Le principali sorgenti fredde sono l’aria (esterna al locale dove è installata la pompa di calore oppure estratta dal locale dove è installata la pompa di calore) e l’acqua (di falda, di fiume, di lago quando questa è presente in prossimità dei locali da riscaldare e a ridotta profondità). Altre sorgenti possono essere costituite dall’acqua accumulata in serbatoi e riscaldata dalla radiazione solare o il terreno, nel quale vengono inserite le tubazioni relative all’evaporatore.
L’aria o l’acqua da riscaldare sono chiamate pozzo caldo. 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 ventilatori/convettori (costituiti da scambiatori di calore nei quali l’aria viene fatta circolare sopra corpi scaldanti), serpentine inserite nel pavimento, nelle quali circola acqua calda o canalizzazioni, che trasferiscono direttamente il calore prodotto dalla pompa di calore ai diversi locali.
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