La pompa di calore è una macchina termica che è in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad uno a temperatura più alta.
Opera secondo il medesimo principio del frigorifero e del condizionatore d'aria.
E' costituita da un circuito chiuso percorso da un fluido (detto “frigorigeno”) che a seconda delle condizioni di temperatura e pressione assume lo stato di liquido o di vapore.
I componenti del suddetto circuito sono i seguenti:
- Compressore
- Condensatore
- Valvola di espansione
- Evaporatore
Il condensatore e l'evaporatore sono degli scambiatori di calore, ossia tubi in cui scorre il fluido frigorigeno, che vengono posti a contatto con un “fluido di servizio” (aria o acqua); il fluido frigorigeno cede calore al condensatore e lo sottrae all'evaporatore.
Le fasi operative del suddetto circuito sono:
- Compressione: il fluido frigorigeno proveniente dall'evaporatore, allo stato gassoso ed a bassa pressione, viene portato ad alta pressione riscaldandosi (assorbimento di ulteriore calore).
- Condensazione: il fluido frigorigeno passa allo stato liquido cedendo calore all'esterno e quindi al mezzo (aria, acqua) da riscaldare.
- Espansione: il fluido frigorigeno si trasforma parzialmente in vapore e si raffredda.
- Evaporazione: il fluido frigorigeno assorbe calore dall'esterno ed evapora del tutto.
Durante il suo funzionamento la pompa consuma energia elettrica nel compressore (
ecco perchè si sposa perfettamente con il fotovoltaico !), assorbe calore dall'ambiente circostante (aria, acqua, terreno) e cede calore al mezzo da riscaldare (aria, acqua).
Il vantaggio nell'utilizzo della pompa di vapore sta nel fatto che è in grado di fornire una quantità di energia calorica molto maggiore rispetto a quella elettrica utilizzata per il funzionamento, in quanto assorbe calore dall'ambiente esterno.
L'efficienza di una pompa di calore si misura tramite il "
coefficiente di prestazione" (“C.O.P.”) che valuta il rapporto fra l'energia calorica ceduta al mezzo da riscaldare e l'energia elettrica utilizzata per il funzionamento.
Solitamente il C.O.P. ha un valore che si aggira attorno a 3, ossia per ogni kWh di energia elettrica consumato, vengono forniti 3 kWh (2850 kcal) di energia termica al mezzo da riscaldare.
Esistono differenti tipologie di pompe di calore a seconda della “sorgente fredda”, ossia del mezzo esterno da cui la macchina assorbe calore tramite l'evaporatore e del “pozzo caldo”, ossia del mezzo da riscaldare, utilizzati:
- Aria-acqua
- Acqua-aria
- Aria-aria
- Acqua-acqua
- Terra-acqua
L'aria è una “sorgente fredda” disponibile ovunque, ma minore è la temperatura della medesima, minore è la potenza resa dalla pompa di calore.
L'acqua come “sorgente fredda” è libera dal condizionamento delle condizioni climatiche esterne, ma ha come contropartita un costo aggiuntivo per il sistema di pompaggio.
Il terreno, come l'acqua, ha il vantaggio di risentire in modo molto inferiore delle condizioni climatiche esterne, ma necessita di un'estensione delle tubazioni interrate pari a circa due–tre volte l'area dei locali da riscaldare, per cui ha costi e complessità superiori a soluzioni che sfruttino le “sorgenti fredde” precedenti.
La pompa di calore può essere utilizzata per:
- Riscaldamento degli ambienti e dell'acqua sanitaria
- Climatizzazione degli ambienti (tramite una valvola, le funzioni di evaporatore e condensatore vengono invertite, fornendo così calore in inverno e freddo in estate)
Vantaggi dell'utilizzo di una pompa di calore:
- Risparmio fino al 50% sulle spese di riscaldamento, semplicemente in quanto a parità di produzione di energia termica, il costo dell'energia elettrica utilizzata è molto inferiore al costo del metano necessario per il medesimo scopo.
- In caso di integrazione con un impianto fotovoltaico l'abbattimento della bolletta energetica relativa al riscaldamento può salire fino al 70% o più, senza contare il fatto che l'energia prodotta dal fotovoltaico è pulita, senza emissioni e rinnovabile.
Va ricordato inoltre che, secondo l'attuale normativa fiscale italiana, qualora il sistema a pompa di calore vada a sostituire la caldaia, per il pubblico privato, è prevista una
detrazione fiscale del 65% (IVA inclusa) del costo totale sostenuto per la realizzazione dell'impianto.
