• Pompe di calore aria-aria , che utilizzano l ’ aria come vettore per il trasferimento di calore ( pompa di calore aerotermica );
• Pompe di calore aria-acqua , che utilizzano l ’ acqua come vettore per il trasferimento del calore ( pompa di calore idrotermica );
• Pompe di calore geotermiche che assorbono il calore dalla terra per trasferirlo in ambiente interno .
• all ’ interno dell ’ evaporatore , il fluido refrigerante ( CFC - clorofluorocarburo o HFC - idrofluorocarburo ) che circola all ’ interno di un circuito chiuso assorbe calore dalla sorgente di calore ( aria , acqua , terreno ) e lo trasferisce alla pompa di calore per mezzo di uno scambiatore di calore che provoca l ’ evaporazione ( a bassa pressione ) del fluido refrigerante ( fase 1 );
• nel compressore , il refrigerante gassoso è compresso aumentando così pressione e temperatura ( fase 2 );
• nel condensatore , il fluido re- frigerante compresso è convogliato allo scambiatore di calore , dove si espande , raffreddandosi e ritornando allo stato liquido , trasferendo il calore all ’ ambiente da riscaldare ( fase 3 );
• all ’ interno dell ’ espansore , la pressione e la temperatura del fluido refrigerante sono portate alle condizioni iniziali della fase di evaporazione ( fase 1 ), completando l ’ intero ciclo ( fase 4 ).
FOCUS 35
miche ; le prime pompe di calore geotermiche ( a bassa entalpia ), invece , sono state prodotte nel 1912 e funzionano sfruttando il calore assorbito dal sole nei primi strati del terreno oppure il calore dell ’ acqua di falda . Il principio di funzionamento della pompa di calore è basato sul ciclo di refrigerazione , processo che consente di estrarre calore da una sorgente ( generalmente aria , acqua o terreno ) per trasferirla in un ambiente diverso . Se nel ciclo di refrigerazione il calore proveniente da una fonte di energia è trasportato all ’ interno di un ’ abitazione , invertendo il ciclo , la pompa di calore preleva il calore dall ’ interno dell ’ abitazione e lo trasferisce all ’ esterno ( raffrescamento ). Secondo il funzionamento , le
Figura 1 . Differenze fra una pompa di calore a compressione e ad assorbimento
pompe di calore possono essere elettriche o ad assorbimento . Le tipologie più comuni di pompe di calore funzionanti per mezzo di un compressore elettrico ( pompe di calore a compressione ) sono :
• Pompe di calore aria-aria , che utilizzano l ’ aria come vettore per il trasferimento di calore ( pompa di calore aerotermica );
• Pompe di calore aria-acqua , che utilizzano l ’ acqua come vettore per il trasferimento del calore ( pompa di calore idrotermica );
• Pompe di calore geotermiche che assorbono il calore dalla terra per trasferirlo in ambiente interno .
Generalmente una pompa di calore aria-acqua è utilizzata per riscaldare l ’ acqua necessaria per il riscaldamento degli ambienti interni e dell ’ acqua calda sanitaria sfruttando il calore estratto dall ’ aria esterna . Una pompa di
calore aria-aria trasferisce il calore dall ’ aria esterna all ’ aria interna ( riscaldando o rinfrescando l ’ aria ); una pompa di calore geotermica , trasferisce il calore tra l ’ aria inter- na all ’ abitazione e il terreno . Il ciclo di una pompa di calore a compressione ( simile al funzionamento dei frigoriferi ) comprende quattro fasi principali : evaporazione , compressione , condensazione ed espansione . In particolare , durante il riscaldamento :
• all ’ interno dell ’ evaporatore , il fluido refrigerante ( CFC - clorofluorocarburo o HFC - idrofluorocarburo ) che circola all ’ interno di un circuito chiuso assorbe calore dalla sorgente di calore ( aria , acqua , terreno ) e lo trasferisce alla pompa di calore per mezzo di uno scambiatore di calore che provoca l ’ evaporazione ( a bassa pressione ) del fluido refrigerante ( fase 1 );
• nel compressore , il refrigerante gassoso è compresso aumentando così pressione e temperatura ( fase 2 );
• nel condensatore , il fluido re- frigerante compresso è convogliato allo scambiatore di calore , dove si espande , raffreddandosi e ritornando allo stato liquido , trasferendo il calore all ’ ambiente da riscaldare ( fase 3 );
• all ’ interno dell ’ espansore , la pressione e la temperatura del fluido refrigerante sono portate alle condizioni iniziali della fase di evaporazione ( fase 1 ), completando l ’ intero ciclo ( fase 4 ).
In queste macchine lo scambio di calore avviene grazie all ’ azionamento del compressore elettrico ( apporto di lavoro esterno ). Nelle pompe di calore ad assorbimento ( con fluido vettore acqua ) il compressore è sostituito da un bruciatore alimentato a gas ( metano o GPL ); in queste macchine la fase di compressione è sostituita dalle fasi di generazione e assorbimento . Nelle pompe di calore a compressione , quindi , nel condensatore il fluido frigorigeno cede al pozzo caldo il calore prelevato dalla sorgente fredda e l ’ energia fornita dal compressore elettrico ; nelle pompe ad assorbimento , nel condensatore il fluido frigorigeno cede al pozzo caldo il calore prelevato dalla sorgente fredda e l ’ energia fornita dal bruciatore a gas ( generatore ). Il processo si inverte per la climatizzazione estiva , pertanto il calore è prelevato dall ’ ambiente interno ( sorgente fredda ) e ceduto all ’ e- sterno ( pozzo caldo ) rinfrescando l ’ ambiente . Oltre al collegamento elettrico le pompe di calore ad assorbimento hanno bisogno di un collegamento alla rete gas o a un serbatoio per prelevare il gas ( metano o GPL ) bruciato nel bruciatore . Dal punto di vista costruttivo , le pompe di calore possono essere realizzate come un unico sistema in cui tutte le parti fanno parte di un ’ unità unica ( sistema monoblocco ) o con sistema split in cui
GIE - IL GIORNALE DELL ’ INSTALLATORE ELETTRICO