Come funziona una pompa di calore?

Il funzionamento di una pompa di calore è, di principio, identico a quello di un elettrodomestico di uso quotidiano: il frigorifero. Ma mentre il frigorifero sottrae il calore al suo interno e lo rilascia all’esterno, la pompa di calore cattura il calore dall’esterno e lo rilascia sotto forma di energia per il riscaldamento all’interno della casa. Il funzionamento è esattamente opposto a quello del frigorifero.

Il calore ambientale diventa calore per il riscaldamento

Nell’aria, nella terra e nell’acqua sono accumulate enormi quantità di energia costantemente rinnovate dall’irraggiamento solare e dalle precipitazioni. Grazie a un riscaldamento con pompa di calore è possibile sfruttare queste energie gratuite.

Ecco come funziona la pompa di calore

Schema per gentile concessione di: raschle & kranz, Berna

Il calore ambientale da aria, sottosuolo o acqua viene convogliato in un evaporatore e quindi trasferito alla pompa di calore. Grazie a un basso punto di evaporazione, si raggiunge rapidamente uno stato gassoso. Nel compressore, il vapore viene compresso e si riscalda. Di conseguenza nel condensatore, il vapore caldo trasferisce la propria temperatura al circuito di acqua del sistema di riscaldamento. Alla valvola di espansione viene poi ridotta la pressione e l’intero circuito ricomincia da capo. In Svizzera, la prima grande pompa di calore è stata installata nel 1931 nel municipio di Zurigo, che oggi come allora continua a essere riscaldato in modo pulito ed efficiente con una pompa di calore.

Un miracolo di efficienza

Grazie alla pompa di calore, il calore ambientale a temperatura inferiore viene trasformato in calore per riscaldamento con temperatura superiore. Questa trasformazione avviene nell’evaporatore (compressore) della pompa di calore. Per funzionare, necessita di energia elettrica. L’efficienza di una pompa di calore si rispecchia nel suo coefficiente di prestazione. I coefficienti di prestazione delle pompe di calore sono migliorati costantemente negli ultimi anni. Sono calcolati come il coefficiente della potenza di riscaldamento in kWh e la potenza elettrica consumata per il funzionamento. Il coefficiente di prestazione è più conveniente tanto più piccola risulta la differenza di temperatura tra il calore ambientale catturato e la temperatura di andata dell’impianto di riscaldamento.

Decisivo per l’efficienza di tutto il sistema è anche il fatto che tutti i circuiti di consumo ausiliari, come ad es. le pompe di circolazione, siano delle dimensioni minime necessarie.

Monovalente

Se il calore per riscaldamento di una casa viene prodotto esclusivamente con una pompa di calore, si parla di funzionamento monovalente. La maggioranza delle pompe di calore ha un funzionamento di questo tipo. Nella maggior parte dei casi, e a ragione, la preparazione dell’acqua sanitaria avviene per mezzo della pompa di calore.

Bivalente

Se la pompa di calore è coadiuvata da un ulteriore dispositivo per la produzione di calore, come ad es. un camino a legna (anche un camino ad aria calda) o energia solare, si parla di impianto bivalente.