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Pompe di calore: funzionamento e tipologie

Le pompe di calore: un’opzione interessante per creare il giusto comfort termico abitativo.

A cura di: Fabiana Valentini

 

 

Tra le soluzioni da poter adottare in materia di riscaldamento degli ambienti domestici vanno citate le pompe di calore. Si tratta di un sistema avanzato dal punto di vista dell’eco-sostenibilità: il calore viene assorbito da fonti naturali come l’aria, l’acqua e il terreno.

 

Il tema del riscaldamento è forse uno degli argomenti più delicati e importanti nel momento in cui si avvicina la stagione fredda, occorre iniziare a progettare il comfort termico dell’abitazione tenendo presenti fattori come il risparmio energetico e quello economico.

 

Nel caso delle pompe di calore il risparmio energetico è evidente: con una minima quantità d’energia elettrica oppure di gas è possibile produrre molta energia termica. Un investimento iniziale ripaga nel breve tempo con un abbassamento dei costi in bolletta.

 

Le pompe di calore sono dei sistemi avanzati in grado di garantire non solo aria calda d’inverno e fresca d’estate, ma anche produrre acqua calda sanitaria.

 

Nel corso di questo excursus vedremo le tipologie di pompe di calore analizzando la sorgente da cui deriva il calore.

Il funzionamento della pompa di calore

Alla base del funzionamento della pompa di calore vi è un principio basilare: essa va a prelevare il calore da una sorgente, innalza la temperatura e la restituisce in un altro ambiente.

 

Nell’immagine possiamo vedere il funzionamento della pompa di calore

 

La pompa di calore richiede energia elettrica per il suo funzionamento: è possibile produrre energia "verde" avvalendosi dei pannelli fotovoltaici che trasformano l'energia solare in elettrica. Si deduce che questo mezzo ha un potere inquinante minore dei prodotti che richiedono gas e combustibili fossili ed è possibile dare energia alle pompe di calore in maniera ecologica abbattendo i consumi.

 

La pompa di calore è formata da un circuito, attraversato da un fluido refrigerante e costituito da un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e infine vi è un evaporatore.

 

Questo strumento si basa sul principio secondo cui un gas, sottoposto a compressione, viene riscaldato. Per questo motivo la struttura di una pompa di calore prevede come mezzo fondamentale la presenza di un compressore meccanico che svolga questo ruolo. 

 

Tipologie di pompe di calore

Le pompe di calore si differenziano in base al mezzo da cui viene estratto il calore. In tal caso è si fa riferimento all’aria, acqua oppure il terreno. Come scegliere la fonte di riferimento per il vostro sistema? Si deve considerare la temperatura della medesima in quanto deve essere elevata per sfruttare appieno la pompa di calore installata. Andiamo ora a vedere le diverse sorgenti e le tipologie di pompe di calore relative.

 

AUDAX 6 e 8 kW di Immergas, sono pompe di calore Aria/Acqua Reversibili Monofase con tecnologia ad Inverter

 

Nel primo caso ci focalizzeremo sulle pompe che sfruttano come sorgente l’aria. Si tratta di una scelta molto diffusa in quanto questa tipologia di sorgente è presente ovunque e senza vincoli.  Occorre ricordare che se la temperatura della sorgente è bassa conseguentemente diminuirà anche la potenza della pompa di calore: a questo proposito potrebbe risultare ostico posizionare la pompa di calore in una zona esterna dove la temperatura è molto bassa. L’importante è predisporre un locale apposito dove inserire questo strumento e isolarla dal punto di vista termico.

 

La pompa aria-aria sono tra i modelli più diffusi in quanto hanno una facile installazione. Tale tipologia di pompa di calore è reversibile: questo significa che permettono di riscaldare gli ambienti in inverno e rinfrescarli in estate. Come sono composte? Esse presentano due unità separate connesse tra loro mediante tubazioni in cui circola il fluido refrigerante.

 

Le pompe aria-aria sono un buon compromesso qualitativo e di prezzo, l’unico fattore da tenere presente sono le temperature esterne qualora il supporto scelto avesse come sorgente l’aria esterna. Se la temperatura esterna scende al di sotto dei 0° avrete bisogno di utilizzare un sistema di sbrinamento per far funzionare al meglio la vostra pompa di calore.

 

Nell’immagine è possibile vedere il funzionamento di una pompa di calore aria-aria

 

Le pompe di calore aria-acqua sono un prodotto interessante in quanto riescono a produrre acqua calda e, secondo il processo inverso, acqua fredda.  Differentemente dal modello aria-aria, questo tipo di pompa di calore presenta una taglia più grande ed è più costosa in quanto si dovrà installare anche un sistema di distribuzione dell’acqua.

 

Pompa di calore aria-acqua Genia Air di Hermann Saunier Duval ideale per il riscaldamento ed il raffrescamento degli ambienti

 

Le pompe di calore possono utilizzare anche l’acqua come sorgente e la restituisce all’aria interna. Questo strumento, diversamente dalle pompe ad aria, non diminuiscono le loro prestazioni a causa delle basse temperature. In questo caso parleremo delle pompe di calore acqua-acqua in quanto esse possono ricavare il calore da qualsiasi fonte acquosa.

 

Nel caso delle pompe di calore acqua-acqua occorre prestare attenzione alla qualità dell’acqua che si intende utilizzare; l’acqua di falda potrebbe comportare dei depositi oppure presentare delle impurità. Come ovviare a questo problema? Vi basterà, in fase di realizzazione del pozzo, installare un meccanismo filtrante.

 

Infine vanno menzionate le pompe di calore che sfruttano il suolo per il calore. Le pompe di calore geotermiche si avvalgono della temperatura del sottosuolo sempre costante sui 14° e si compongono di tubazioni installate nel terreno a una profondità di almeno 1,5 metri. Il calore estratto viene ceduto alla pompa di calore che ne aumenterà la temperatura e lo distribuirà nell’edificio. 

Come scegliere la pompa di calore

Tra le caratteristiche da considerare nella scelta della pompa di calore rientra la tipologia del luogo, dove essa verrà installata. Per un’abitazione domestica non ci sarà bisogno di un grande impianto, bensì sarà sufficiente utilizzare una pompa di calore a 20kW di potenza.

 

 

Arianext Compact di Chaffoteaux è una pompa di calore compatta che comprende una colonna integrata contenente un bollitore per acqua calda sanitaria.

 

Nel caso di un appartamento avrete bisogno di una pompa di calore detta monoblocco, mentre per riscaldare una villetta potrete disporre della vostra pompa installandola in cantina o in un locale apposito.

 

Oltre alla tipologia di abitazione dovrete tenere presente le condizioni climatiche generali: come spiegato in precedenza è importante considerare se l’abitazione in questione si trova in una zona particolarmente fredda. In questo caso dovrete dotare la pompa di calore di un sistema di sbrinamento.

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