Pompa di calore reversibile, cosa è e come funziona

Una pompa di calore reversibile permette di riscaldare e raffrescare gli edifici con un unico impianto, con vantaggi economici e ambientali.

Indice:

1. Cosa è una pompa di calore reversibile
2. Pompa di calore reversibile e inverter non sono la stessa cosa
3. Funzionamento della pompa di calore
4. I principali componenti della pompa di calore
5. Le differenze tra funzionamento estivo e invernale di una pompa di calore
6. Il componente che rende reversibili le pompe di calore
7. I vantaggi delle pompe di calore reversibili
8. I terminali per raffrescare casa con una pompa di calore reversibile

Cosa è una pompa di calore reversibile

Le pompe di calore sono sistemi per la climatizzazione degli edifici che sfruttano le caratteristiche termodinamiche di particolari fluidi (gas refrigeranti).

Il principio di funzionamento è il ciclo di Carnot ed è noto da circa due secoli: è lo stesso utilizzato nei frigoriferi, ma è solo negli ultimi decenni che le pompe di calore hanno cominciato a imporsi come soluzioni per la climatizzazione, grazie all'elevata efficienza e ai benefici per l'ambiente.

Una pompa di calore permette di fare una cosa che naturalmente non può avvenire: trasferire calore da un ambiente più freddo (sorgente fredda o pozzo freddo) a uno più caldo (pozzo caldo). E svolge questa funzione in modo estremamente efficiente, consumando pochissima energia rispetto a quella resa. In più, questa tecnologia, se dotata dei componenti necessari, ha il grande vantaggio di poter funzionare sia per il raffrescamento degli ambienti che per il riscaldamento. Le pompe di calore con queste caratteristiche sono chiamate reversibili.

Pompa di calore reversibile e inverter non sono la stessa cosa

Non bisogna confondere il concetto di pompa di calore reversibile con quello di inverter. L’inverter non ha a che fare con le pompe di calore reversibili: è un dispositivo che permette di ridurre il consumo di energia elettrica del compressore.

Un prodotto tradizionale senza inverter è caratterizzato da continui spegnimenti e riaccensioni alla massima potenza che determinano un aumento dei consumi.

Un sistema dotato di inverter, invece, regola in maniera automatica il funzionamento del compressore in modo modulante in base all’effettiva richiesta di potenza termica.

Funzionamento della pompa di calore

Una pompa di calore può prelevare l'energia termica presente nell’aria, nell’acqua o nel terreno e può trasferire calore o freddo all'aria (climatizzatori estivi) oppure all'acqua dell'impianto (pompa di calore idronica). Può inoltre essere del tipo monoblocco o splittato.

In tutti questi casi casi il funzionamento è lo stesso e si basa sul fatto che nella fonte utilizzata esiste energia termica anche quando le temperature sono estremamente basse (sotto lo zero) e che i gas refrigeranti utilizzati sono ancora più freddi, quindi in grado di assorbire calore.

Il gas è sottoposto un ciclo caratterizzato da cambiamenti di stato e di temperatura che comportano l’acquisizione o la cessione di energia termica che, a sua volta, viene trasferita con appositi scambiatori di calore all'acqua dell'impianto (nel caso di una pompa di calore aria-acqua, acqua-acqua o geotermica), oppure all’aria di casa (nei climatizzatori estivi).

I principali componenti della pompa di calore

In una pompa di calore, i componenti che azionano il ciclo termodinamico del gas refrigerante sono quattro:

• evaporatore

• compressore

• condensatore

• valvola di laminazione (o valvola di espansione)

Il passaggio del fluido attraverso l’evaporatore permette il raffrescamento, perché qui il gas freddo in stato liquido entra in contatto con la fonte a bassa temperatura (pozzo freddo) e ne assorbe calore iniziando ad evaporare. Dopo il passaggio dall’evaporatore, il fluido in stato gassoso passa al compressore che ne innalza la temperatura.

A questo punto il gas caldo scorre verso il condensatore, dove cede calore e torna allo stato liquido. Qui entra in gioco la valvola di laminazione che riporta allo stato iniziale la pressione e la temperatura del gas che può così ricominciare il suo ciclo.

Le differenze tra funzionamento estivo e invernale di una pompa di calore

Quando una pompa di calore funziona come macchina frigorifera, ossia nel raffrescamento estivo, la sorgente a bassa temperatura (pozzo freddo) da cui viene prelevata energia termica è l’aria degli ambienti interni che si raffrescano, mentre il pozzo caldo a cui viene trasferito il calore è l’ambiente esterno.

Nel funzionamento invernale per il riscaldamento, la sorgente a bassa temperatura da cui viene prelevato il calore è invece esterna (aria, acqua, terreno), e il pozzo caldo è l’acqua dell’impianto che arriva ai terminali, quella sanitaria, oppure (nel caso dei climatizzatori estivi reversibili) è direttamente l’aria degli ambienti.

Il componente che rende reversibili le pompe di calore

Una pompa di calore, per diventare reversibile, inverte la circolazione del fluido refrigerante grazie a una valvola a quattro vie. Questa valvola di inversione del ciclo scambia tra loro la funzione dell’evaporatore e del condensatore andando così a riscaldare o a raffrescare.

Nei climatizzatori split reversibili aria-aria anche il condensatore, dove il fluido gassoso cede calore, è posto nell’unità interna, che può così riscaldare l’aria aiutandosi con il ventilatore. In un condizionatore solo freddo, invece, il condensatore è nell’unità esterna.

I vantaggi delle pompe di calore reversibili

Il principale vantaggio di una pompa di calore reversibile è che con un unico impianto si riscalda la casa in inverno e la si raffresca in estate, oltre a produrre acqua calda sanitaria se la pompa è idronica.

Questo comporta minori interventi rispetto a una doppia installazione di un generatore per la climatizzazione invernale e un altro per quella estiva, oltre a minori spese di gestione e manutenzione. Non è da sottovalutare poi, l’ottimizzazione degli spazi dentro casa.

La tecnologia delle pompe di calore, inoltre, è estremamente efficiente e permette di sfruttare energia gratuita e pulita proveniente da fonti rinnovabili, comportando benefici economici e ambientali per il contrasto alle emissioni.

I terminali per raffrescare casa con una pompa di calore reversibile

Nel caso di un climatizzatore aria-aria non sono richiesti interventi aggiuntivi, oltre all’installazione dell’unità esterna e degli split interni.

Se la pompa di calore è di tipo aria-acqua, acqua-acqua o geotermica, per poter raffrescare gli ambienti in estate è, invece, necessario utilizzare come terminali di emissione i pannelli radianti a pavimento (dotati di collettori in materiale polimerico) o i ventilconvettori.

Con i tradizionali termosifoni si può solo riscaldare.