Generatori di calore: pompe di calore, COP e GWP

Le pompe di calore sono generatori che sfruttano l'energia termica presente nell'ambiente circostante per riscaldare o raffrescare gli ambienti interni. Il loro funzionamento si basa sul principio del trasferimento di calore da una sorgente a temperatura più bassa verso una a temperatura più alta, utilizzando un input di energia elettrica per spostare il calore attraverso un ciclo termodinamico.

Il ciclo di funzionamento di una pompa di calore si può generalizzare nelle 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.

Esistono diverse tipologie di pompe di calore progettate per adattarsi alle specifiche esigenze di riscaldamento e raffreddamento di un edificio e che si differenziano principalmente in relazione alla scelta della sorgente fredda, in base alla disponibilità della fonte energetica naturale più conveniente nell’ambiente d’intervento. Le principali sono:

• Aria-Aria: queste pompe di calore estraggono calore dall'aria esterna e lo trasferiscono all'interno della struttura mediante distribuzione canalizzata o a split. Nel caso degli impianti ibridi, vista la tipologia di emissione che concernono, sono generalmente poco utilizzate. 
• Aria-Acqua: questo tipo di pompe di calore utilizza l'energia termica presente nell'aria per riscaldare o raffreddare l'acqua, che viene poi distribuita attraverso un sistema idronico per il riscaldamento degli ambienti mediante sistemi radianti, fancoil o termosifoni e per la produzione di acqua calda sanitaria. Sono la tipologia più diffusa per l’implementazione in impianti ibridi. 
• Acqua-Acqua: queste pompe di calore sfruttano l'energia termica presente in una fonte di acqua, come pozzi, laghi o fiumi, per il riscaldamento o il raffreddamento dell'acqua che circola nel sistema di riscaldamento dell'edificio, con sistemi di distribuzione analoghi a quelle di cui al punto precedente.
• Geotermiche: utilizzano il calore presente nel terreno per riscaldare o raffreddare un'abitazione o una struttura. Sono altamente efficienti e costanti poiché la temperatura del terreno a profondità sufficiente è abbastanza stabile durante tutto l'anno. I moduli geotermici possono essere utilizzati anche in integrazione ad un’altra sorgente fredda. 

Ma quali sono i consumi di una pompa di calore? Leggi l'articolo completo scaricando lo Speciale!