Schema pompa di calore aria-acqua: come funziona
Schema pompa di calore aria-acqua: come funziona
Le pompe di calore aria-acqua sono una soluzione sostenibile e semplice da installare per il riscaldamento, il raffreddamento e anche la produzione di acqua calda
La pompa di calore aria-acqua è una tecnologia che sfrutta una fonte di energia rinnovabile, in questo caso l'aria esterna, per trasformarla in calore.
Il funzionamento è uguale al ciclo frigorifero utilizzato, appunto, per i frigoriferi. Nella pompa di calore, il processo è uguale ma il ciclo di spostamento dell’aria è inverso affinché possa trasformare aria fredda in calda.
Questo processo rende la pompa di calore un’alternativa sostenibile e green rispetto alle classiche soluzioni di riscaldamento. Ma come funziona questo ciclo di produzione di calore? Vediamo insieme nel dettaglio i componenti essenziali e lo schema di funzionamento della pompa di calore aria-acqua.
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Cos’è una pompa di calore aria-acqua
Prima di andare nel tecnico, facciamo un passo indietro e vediamo cos’è una pompa di calore. In questo articolo parleremo solo della pompa di calore aria-acqua ma è importante sapere che ne esistono anche di altri tipi, a seconda dell’energia naturale utilizzata:
- Pompa di calore geotermica
- Pompa di calore aria-aria
- Pompa di calore acqua-acqua
Se ti interessa saperne di più, abbiamo scritto un approfondimento sulle principali tipologie di pompa di calore.
Tornando al nostro argomento, una pompa di calore aria-acqua è un sistema di riscaldamento e raffrescamento (in quest’ultimo caso, deve essere installato uno split) che sfrutta l'energia termica presente nell'aria esterna per trasferirla all'acqua.
Quest’acqua funge da “conduttrice” di calore, e viene poi utilizzata per riscaldare gli ambienti tramite termosifoni, pannelli radianti a pavimento o ventilconvettori. Se è presente un puffer, può anche produrre acqua calda sanitaria. Non utilizzando gas, è la scelta ideale qualora si volesse rendere la propria casa completamente elettrica.
Componenti della pompa di calore
Una pompa di calore aria-acqua ha diversi componenti. I principali sono l’unità interna e quella esterna.
- Unità esterna – contiene la ventola che aspira l'aria esterna, l'evaporatore, il compressore, la pompa di circolazione e diverse valvole dove il refrigerante a bassa pressione assorbe il calore dall'aria
- Unità interna – ospita il condensatore, lo scambiatore di calore, la pompa di circolazione che permette di far circolare l’acqua nel circuito di riscaldamento e la centralina elettronica
All’interno della pompa di calore circola un fluido refrigerante, che ha la capacità di assorbire e rilasciare calore a diverse temperature e pressioni. Il calore generato verrà trasportato attraverso il circuito idraulico: il sistema di tubazioni che trasporta l'acqua riscaldata (o raffreddata) all'interno del locale di destinazione.
Questa è solo una panoramica generale dei principali componenti della pompa di calore, ma ce ne sono tanti altri secondari, come split, puffer e via dicendo.
Quasi tutti i produttori, inoltre, forniscono anche una piattaforma per monitorare da remoto lo stato della pompa di calore, come Chaffolink di Chaffoteaux, così da individuare tempestivamente eventuali blocchi o malfunzionamenti.
Come funziona la pompa di calore
Il funzionamento di una pompa di calore aria-acqua si basa sul principio della termodinamica. Come abbiamo visto nel paragrafo precedente, sfrutta il ciclo frigorifero.
In parole semplici, la pompa di calore estrae l’energia da una fonte naturale (in questo caso, l’aria), che viene poi portata alla temperatura desiderata per riscaldare l’ambiente di destinazione e trasportata per mezzo di un impianto radiante, come il riscaldamento a pavimento o i termosifoni.
Ci sono 4 fasi fondamentali nel funzionamento della pompa di calore:
- Evaporazione – il refrigerante a bassa pressione e bassa temperatura circola nell'evaporatore dell'unità esterna. La ventola aspira l'aria esterna, e il calore presente in quest'aria (anche a basse temperature) viene assorbito dal refrigerante, facendolo evaporare
- Compressione – il vapore di refrigerante a bassa pressione viene aspirato dal compressore (nell’unità esterna) e compresso. Questo processo aumenta la sua pressione e, così, anche la sua temperatura
- Condensazione – il vapore di refrigerante ad alta pressione entra nel condensatore (nell'unità interna). Qui, il refrigerante cede il suo calore all'acqua del circuito di riscaldamento/raffrescamento. Durante questo scambio termico, il refrigerante si raffredda e condensa, tornando allo stato liquido
- Espansione – il refrigerante liquido ad alta pressione passa attraverso una valvola di espansione (o un altro dispositivo di laminazione). Questa valvola riduce la pressione del refrigerante e provoca un abbassamento di temperatura. Il refrigerante a bassa pressione è ora pronto per tornare all'evaporatore e ricominciare il ciclo
Questo processo spiega anche perché la pompa di calore consuma e inquina di meno rispetto alla classica caldaia a gas: il processo di riscaldamento non è provocato dalla combustione ma da un principio puramente termodinamico.
Schema del funzionamento della pompa di calore
Per comprendere al meglio il funzionamento della pompa di calore, osserva questo schema.
Facciamo un riepilogo: l'aria esterna cede calore al refrigerante nell'evaporatore. Il compressore aumenta la pressione e la temperatura del refrigerante gassoso. A questo punto, il refrigerante caldo cede calore all'acqua nel condensatore, riscaldandola. La valvola di espansione riduce la pressione e la temperatura del refrigerante liquido.
Questo ciclo si ripete continuamente per fornire riscaldamento o raffrescamento all'abitazione in modo efficiente, sostenibile e senza eccessivi sbalzi di temperatura.
A ognuno il suo
Se non hai ancora la pompa di calore e stai cercando informazioni, sappi che la tipologia di sistema di riscaldamento da scegliere varia in base a diversi fattori, in particolare al tipo di abitazione. In alcuni casi, infatti, può essere sufficiente anche l’installazione della sola pompa di calore senza caldaia. Se vuoi sapere di che tipo di impianto ad alta efficienza energetica hai bisogno per il riscaldamento della tua casa, contattaci per una consulenza gratuita.