La pompa di calore: cos'è? Viaggio tra caratteristiche, funzionamento, coefficiente COP e incentivi

Cos'è una pompa di calore? Come funziona e perché è considerata la soluzione ottimale per l'abitazione? Facciamo un breve viaggio tra caratteristiche, funzionamento, coefficiente COP, incentivi statali del conto termico per l'acquisto di questa tipologia di sistema di climatizzazione.

Le pompe di calore si presentano come il sistema di condizionamento ideale per ridurre i consumi energetici e le emissioni di CO2 nell'ambiente assicurandosi delle elevate prestazioni di efficienza energetica con bassi costi di esercizio. Il funzionamento di una pompa di calore si avvale del meccanismo di scambio calore tra una fonte di energia – ricavata dal terreno, dall'acqua, dall'aria o da una falda - e un ambiente con temperatura differente. Il calore della fonte di energia che proviene dalle sonde della pompa di calore viene assorbito e confluisce in un evaporatore; la temperatura aumenta attraverso un compressore e il condensatore cede il calore ottenuto all'ambiente; l'impianto di distribuzione diffonde il calore nell'abitazione.

La pompa di calore, dunque, viene utilizzata per produrre il riscaldamento dell'abitazione e l'aria refrigerata nel periodo estivo ed è in grado di funzionare in abbinamento a sistemi di pannelli radianti a pavimento che sfruttano basse temperature per evitare fastidi alla circolazione, permettendo di ottenere un sensibile risparmio energetico sulla bolletta. La pompa di calore sfrutta la differenza di temperatura tra l'ambiente esterno e i locali interni alla vostra abitazione per generare energia termica fruibile per l'alimentazione degli impianti di condizionamento/climatizzazione e per la produzione di acqua calda per soddisfare il sistema idrico sanitario.

Per comprendere meglio il funzionamento di una pompa di calore e le sue potenzialità nello scambio di calore tra fonte di energia e temperatura ambientale, osserva anche il seguente schema di funzionamento:

Schema di funzionamento di una pompa di calore

(Schema di funzionamento di una pompa di calore nell'assolvimento della sua funzione di esercizio: riscaldamento e raffrescamento - da allenergya.com)

Pompe di calore aria - acqua: funzionamento

Le pompe di calore aria – acqua permettono di essere utilizzate individualmente per la generazione del calore e dell'aria refrigerata per la propria abitazione ma possono anche essere integrate con altri dispositivi per ottimizzarne le funzioni:

  • sistema solare termico installato sul tetto dell'abitazione;
  • sistema di riscaldamento a pavimento;
  • pannelli radianti a soffitto o a parete.

In questa tipologia il meccanismo di funzionamento è lo stesso spiegato precedentemente: la pompa di calore preleva il calore dall'ambiente esterno tramite l'evaporatore, facendo evaporare il fluido frigorigeno; il vapore ad alta pressione entra all'interno del condensatore e passando alla fase liquida, cede l'energia/calore ricevuto. In seguito a questa fase, la pressione viene ridotta e il fluido frigorigeno può cominciare un nuovo processo di evaporazione.

Pompe di calore acqua - acqua: funzionamento

Le pompe di calore acqua-acqua o anche conosciute come geotermiche sfruttano l'energia del suolo come fonte di calore: il meccanismo di scambio termico avviene con l'acqua glicolata che circola tra l'evaporatore e le sonde dell'impianto, costituite da una superficie di scambio a contatto con il terreno. Per questo è sempre necessario valutare preventivamente la fattibilità di installazione di questa tipologia di pompa di calore in base alla conformazione del terreno.

Le sonde della pompa di calore possono essere costruite in:

  • disposizione orizzontale con collettori interrati a circa 1.5 m di profondità e occupando una superficie estesa;
  • disposizione verticale con sonde fino a una profondità di 50-60 m e occupando una superficie ridotta.

ATTENZIONE: Questa tipologia di pompa di calore è più efficiente di quella tradizionale aria-acqua in quanto sfrutta una fonte di calore con temperatura più elevata rispetto all'aria ambientale che risulta essere molto più fredda: il lavoro svolto da una pompa di calore aria-acqua è di gran lunga superiore rispetto a quello svolto da una pompa di calore che fruisce del calore del sottosuolo di temperatura superiore, per cui si necessita anche di una quantità di energia/elettricità maggiore. Per chi volesse avere maggiori informazioni, si consiglia anche di consultare l'articolo su l'impianto geotermico.

Schema di funzionamento di pompa di calore per condizionamento e geotermia

(Schema di funzionamento di pompa di calore per condizionamento e geotermia: nell'immagine sono visibili le sonde da - allenergya.com)

Il video informativo: la pompa di calore Altherma della Daikin

Il video seguente presenta la linea di pompa di calore Altherma dell'azienda Daikin e ne spiega in maniera dettagliata il funzionamento per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda con l'abbinamento di un serbatoio per poter accogliere l'acqua generata per uso domestico.

Forte di 50 anni di esperienza la Daikin è in grado di fornire sempre nuove tecnologie che si concretano nella soluzione Altherna con bassa temperatura di esercizio per la riduzione dei consumi energetici e unità esterna, l'idrobox, che non necessita di ventilazione, facilmente installabile anche in abitazioni senza giardino:

Il coefficiente COP: misurare le prestazioni di una pompa di calore

Il coefficiente COP è il valore che permette di misurare la prestazione di una pompa di calore di qualsiasi tipologia: il COP indica un coefficiente di prestazione e ne determina il rendimento energetico, rappresentato dal rapporto tra tecnologia prodotta e tecnologia consumata. La pompa di calore, infatti, consuma elettricità durante l'esercizio delle sue funzioni di riscaldamento e raffrescamento, ma vi sono delle moderne tecnologie che permettono di generare molta più energia di quella elettrica consumata.

Nella tipologia di pompe di calore delle moderne tecnologie, il COP presenta un valore di 4 o 5 con il quale di indica l'impiego di 1 kW di energia elettrica per produrre 4- 5 kW di energia termica. Il rendimento della pompa di calore (qualsiasi fonte di energia di scambio utilizzi) è inversamente proporzionale alla differenza di temperatura tra fonte di energia primaria da cui trae il calore e l'ambiente da scaldare – i locali dell'abitazione. Ciò significa che quanto maggiore è la differenza tra le due temperature, tanto inferiore è il rendimento della pompa e, di conseguenza, anche maggiore il consumo energetico per il suo funzionamento.

Il video informativo: il coefficiente COP

Per ricapitolare il processo e i criteri di misurazione delle prestazioni energetiche di una pompa da calore, si consiglia di visionare il video seguente in cui si spiega nel dettaglio il coefficiente COP, valore fondamentale per poter scegliere la tipologia di pompa di calore che più si adatta alle proprie esigenze:

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Autore

Dott.ssa Maria Francesca Massa

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