SPECIALE
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SPECIALE
POMPE DI CALORE
Quarant’ anni di evoluzione tecnologica delle pompe di calore in ambito residenziale e terziario
OGGI LA POMPA DI CALORE È PROTAGONISTA DELLA CLIMATIZZAZIONE RESIDENZIALE E TERZIARIA, MA LE SUE RADICI AFFONDANO MOLTO PIÙ LONTANO NEL TEMPO. GIÀ QUARANT’ ANNI FA, MENTRE QUESTO GIORNALE MUOVEVA I PRIMI PASSI, IL SETTORE HVAC PROPONEVA SOLUZIONI INNOVATIVE CHE UTILIZZAVANO IL CICLO FRIGORIFERO A COMPRESSIONE E AD ASSORBIMENTO
Redazione TIS
ANNI OTTANTA Contrariamente a una percezione diffusa, già negli anni Ottanta il panorama tecnico delle pompe di calore per il residenziale e il piccolo terziario era sorprendentemente variegato. In quegli anni i diversi tipi di compressori cominciavano a trovare diffusione: i compressori a pistone e i primi scroll si affermavano per le unità più piccole, mentre i compressori a vite venivano impiegati nelle soluzioni di taglia maggiore; le tecnologie per il controllo della capacità esistevano, seppure in forme ancora rudimentali, basandosi su valvole di laminazione o semplici logiche on / off. Anche i refrigeranti utilizzati erano diversi: HFC e HCFC come R22 e R134a erano largamente impiegati, mentre la consapevolezza circa il loro impatto ambientale stava emergendo ma non era ancora pienamente sviluppata come nelle decadi successive. Si iniziava a discutere seriamente di sistemi aria / acqua e acqua / acqua e delle potenzialità delle sonde geotermiche per edifici pubblici e commerciali; tuttavia il costo delle perforazioni e la scarsità di esperienze consolidate su larga scala rappresentavano barriere significative. In risposta ai limiti delle prestazioni invernali, specie in climi rigidi, compaiono le prime applicazioni ibride che affiancano caldaia e pompa di calore per garantire integrazione e continuità del servizio. Infine, l’ elettronica di controllo dell’ epoca era essenziale e di semplice implementazione: i controlli erano per lo più analogici o digitali basilari e l’ integrazione con la gestione complessiva dell’ impianto e la termoregolazione era ancora piuttosto limitata rispetto agli standard moderni. I limiti principali allora( e alcuni persistenti) per l’ adozione erano: costi di acquisto elevati, scarsa fiducia del mercato e degli installatori, dimensionamento errato per impianti radianti tradizionali e normative non sempre favorevoli.
In occasione del quarantesimo anniversario di TIS, è opportuno guardare alla storia recente di una tecnologia che ha trasformato il modo di riscaldare e raffrescare edifici: la pompa di calore. Oggi diffusa e integrata in sistemi evoluti di climatizzazione e gestione energetica, la PdC non è un’ invenzione dell’ ultimo decennio: molte soluzioni erano già sul tavolo degli studi e dei cantieri negli anni Ottanta. Qui ripercorriamo l’ evoluzione tecnologica dalle basi termodinamiche fino alle soluzioni odierne, analizzando scelte progettuali e pratiche di installazione. La pompa di calore si basa su principi termodinamici che hanno radici nel ciclo di Carnot: lo scambio di calore tra sorgenti a diversa temperatura e la possibilità di trasferire energia termica“ contro” il gradiente naturale consumando lavoro. Nel mondo reale questo principio si realizza attraverso cicli frigoriferi operativi( compressione di vapore, assorbimento, cicli a gas transcritico CO 2 ecc.). Per ben comprendere l’ efficienza di una pompa di calore è necessario tener presente che il rendimento( COP) dipende principalmente dalla differenza tra temperatura sorgente fredda e sorgente calda e dall’ efficienza dei componenti: compressore, scambiatori, dispositivi di espansione( EEV) e controlli.
Dalle prime pagine di numeri di TIS del 1987 e del 1989: la pompa di calore comincia ad affermarsi nella climatizzazione e nella produzione di ACS
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