Pompe di calore: funzionamento, tipologie e componenti di base

La diffusione delle pompe di calore è in un trend positivo esponenziale da ormai qualche decennio. In Italia, hanno registrato una crescita significativa negli ultimi anni, trainate dalla crescente attenzione verso l'efficienza energetica e la sostenibilità ambientale, crescita che è stata favorita anche da incentivi governativi e normative che promuovono l'uso di fonti rinnovabili per il riscaldamento e il raffrescamento degli edifici.

Secondo i dati del Ministero dello Sviluppo Economico e dell'Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA), la capacità installata di pompe di calore in Italia è aumentata costantemente negli ultimi anni, con diffusione nel settore residenziale, commerciale e industriale. Le regioni italiane con maggiori installazioni di pompe di calore sono quelle del Nord, dove il clima può richiedere sia riscaldamento che raffreddamento durante l'anno.

Caratteristiche e funzionalità: Il ciclo di funzionamento di una pompa di calore e i suoi componenti

Il ciclo di funzionamento di una pompa di calore generalmente si compone delle seguenti fasi:

1. Evaporazione: il ciclo inizia con un liquido refrigerante a bassa temperatura e bassa pressione che passa attraverso un evaporatore ove il refrigerante assorbe il calore dall'ambiente esterno, come l'aria, il suolo o l'acqua, e si trasforma in vapore a bassa pressione.
2. Compressione: il vapore viene compresso all'interno dell'unità affinché aumenti la temperatura del vapore.
3. Condensazione: il vapore ad alta pressione e temperatura viene inviato a un condensatore, dove cede il calore accumulato all'interno dell'edificio o dell'ambiente da climatizzare. Qui, il vapore si condensa tornando allo stato liquido.
4. Espansione: Il liquido refrigerante a bassa pressione ritorna al punto di partenza, l'evaporatore, attraverso un dispositivo di espansione. A questo punto il ciclo può riprendere.

Dal ciclo descritto si possono facilmente evincere i componenti di base di una pompa di calore; dapprima si troverà l’evaporatore nel quale avviene l'assorbimento del calore dall'ambiente esterno e il passaggio del liquido refrigerante dallo stato liquido allo stato gassoso, quindi il compressore che si occupa di aumentare la pressione del vapore, alzandone la temperatura per facilitare il trasferimento di calore, successivamente il condensatore nel quale vapore ad alta pressione cede il calore all'interno dell'edificio, raffreddandosi e ritornando allo stato liquido; il dispositivo di espansione regola il flusso del liquido refrigerante, riducendo la pressione e permettendo il ritorno del refrigerante all'evaporatore, infine i ventilatori, o pompe, aiutano a spostare l'aria o l'acqua attraverso il sistema, facilitando il trasferimento di calore.

Esistono diverse tipologie di pompe di calore, progettate per adattarsi a specifiche esigenze di riscaldamento e raffreddamento. Scarica lo Speciale completo per conoscere le diverse tecnologie!