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Pompa di calore

Definizione

Macchina in grado di prelevare energia termica da un ambiente a bassa temperatura e cederla a un altro ambiente a temperatura più elevata, in base a un principio di funzionamento analogo a quello del comune frigorifero. Essendo tale processo inverso a quello che avviene spontaneamente in natura, la pompa di calore necessita di energia (generalmente elettrica) per il suo funzionamento.

Generalità e funzionamento

Viene utilizzata per il riscaldamento degli ambienti in inverno: un fluido (refrigerante) preleva l’energia termica a bassa temperatura dall’esterno tramite uno scambiatore di calore (evaporatore) e lo cede all’ambiente da riscaldare, a un livello di temperatura più elevato, tramite un altro scambiatore (condensatore). È possibile invertire la direzione di questo ciclo e utilizzare la stessa apparecchiatura, oltre che per il riscaldamento anche per il raffrescamento degli ambienti, in tal caso la pompa di calore è detta reversibile ed opera come una macchina frigorifera.

L’efficienza di una pompa di calore è misurata dal suo Coefficiente di Prestazione (COP, Coefficient Of Performance), definito come rapporto tra l’energia termica trasferita all’ambiente più caldo e la quantità di energia consumata per trasportarlo. Tipici valore del COP sono compresi fra 2 e 4: un COP pari a 3 significa che per ogni kWh di energia elettrica consumato, la pompa di calore renderà 3 kWh d’energia termica all’ambiente da riscaldare.

L’eventuale disponibilità di energia elettrica da fonti rinnovabili rende l’utilizzo della pompa di calore particolarmente interessante in un’ottica di risparmio energetico e rispetto per l’ambiente. Le principali sorgenti di energia termica a bassa temperatura necessarie per il suo funzionamento sono l’aria, l’acqua e il terreno (pompa di calore geotermica). Il fluido da riscaldare può essere direttamente l’aria dell’ambiente interno (sistema ad espansione diretta) o acqua che distribuisce successivamente il calore all’ambiente (sistema idronico) tramite opportuni terminali locali.

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