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la pompa di calore: perche è cosi conveniente
20-2-2012

 

                             LA POMPA di CALORE

La pompa di calore riesce a trasformare il calore a bassa temperatura, contenuto dell’ambiente esterno in calore ad alta temperatura da cedere ai locali da riscaldare.

 

Il calore può essere ceduto all’ambiente attraverso:

> Ventilconvettori, armadietti che contengono tubazioni nelle quali circola l’acqua riscaldata dalla pompa di calore, e ventilatori che inviano l’aria riscaldata nel locale.

> Serpentine inserite nel pavimento, nelle quali circola l’acqua riscaldata dalla pompa di calore.

> Canalizzazioni, che trasferiscono direttamente il calore prodotto dalla pompa di calore ai diversi locali mediante aria in circolazione forzata.

 

La sorgente fredda

Il mezzo esterno da cui la pompa di calore estrae calore è detto “sorgente fredda”.

 

Le principali sorgenti fredde sono:

> Aria: esterna al locale dove è installata la pompa di calore oppure estratta dal locale stesso.

> Acqua: di falda, di fiume, di lago quando questa è presente in prossimità dei locali da riscaldare

e a profondità ridotta, o accumulata in serbatoi e riscaldata dal sole.

> Terreno nel quale vengono inserite delle apposite tubazioni per lo scambio termico.M

 

Il pozzo caldo

L’aria o l’acqua da riscaldare sono detti “pozzo caldo”.

La pompa di calore cede al pozzo caldo sia il calore prelevato dalla sorgente fredda che l’energia

fornita per far funzionare la macchina.

 

 

Come funziona una pompa di calore

Nell’aria, nell’acqua e nel suolo sono immagazzinate enormi quantità di energia, che si rinnovano

continuamente grazie al calore terrestre, alla radiazione solare e alle precipitazioni atmosferiche. Con l’aiuto di un compressore, la pompa di calore può portare questaenergia a una temperatura tale da renderla utilizzabile a scopo di riscaldamento.

 

Analizziamo ora nel dettaglio il funzionamento della pompa di calore. Essa si compone essenzialmente di un circuito sigillato all'interno, nel quale un gas, normalmente Freon o R134a (o R125, R-507, ecc), compie un intero ciclo termodinamico, detto di Carnot, che consiste in pratica in una compressione quasi adiabatica (a volume praticamente costante) avvenendo in un compressore volumetrico di tipo ermetico. Il motore elettrico di trascinamento e il compressore sono inglobati in un unico contenitore ermetico, completamente isolato termicamente, in modo da ridurre le dispersioni di calore verso l'esterno

. Durante la prima fase del ciclo, detta compressione, il gas aumenta di pressione e di temperatura con un incremento del proprio contenuto entalpico; nella seconda fase il gas attraversa uno scambiatore, detto condensatore, nel quale viene a contatto con l'acqua o l'aria, cedendo il calore immagazzinato nelle due fasi precedenti. L'acqua o l'aria così riscaldate sono utilizzate per il riscaldamento di locali o di acqua sanitaria. Nella terza fase del ciclo termodinamico, il gas attraversa una valvola di espansione ove subisce una riduzione di pressione e quindi un calo della temperatura. Questo cambiamento di stato da gas a liquido è utilizzato nell'evaporazione (quarta fase) dove il gas si troverà a temperature molto basse, tali da permettergli di assorbire calore dal fluido vettore esterno apportatore di energia. Nel caso questo sia aria, essa viene aspirata a temperatura ambiente e convogliata sull'evaporazione mediante un ventilatore. L'aria viene così raffreddata di 4 - 6 centigradi ed espulsa, mentre il che assorbe calore evaporando nuovamente e torna al compressore per riprendere il ciclo descritto.

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