Pompa di calore: funzionamento e caratteristiche di un prodotto innovativo

Quando si parla di impianti e sistemi di riscaldamento si sente spesso parlare delle cosiddette pompe di calore. Un dispositivo particolarmente vantaggioso e innovativo la cui scelta è sinonimo di risparmio ed efficienza, tanto da essere oggetto anche delle detrazioni e gli incentivi oggetto degli Ecobonus. È importante capire il funzionamento, le tipologie e le caratteristiche delle pompe di calore per riuscire ad apprezzarne i vantaggi (tecnici ed economici) e comprenderne le potenzialità nel proprio impianto di riscaldamento domestico.

Cos’è una pompa di calore

Andiamo con ordine e partiamo dalle basi: cosa si intende per pompa di calore. Propriamente parliamo di un dispositivo capace di trasferire calore (energia termica) da due ambienti, prendendola da quello più freddo a quello più caldo. È un po’ l’opposto di quanto avviene con i frigoriferi e già da questa semplice e generica descrizione si può iniziare a comprendere come parliamo di un dispositivo fondamentale per il riscaldamento. Le pompe di calore, infatti, prendono energia termica dall’esterno (ambiente più freddo) e la trasferiscono all’interno della casa (ambiente più caldo). Un principio apparentemente semplice, ma che in realtà è l’opposto di quanto avviene in natura dove l’energia termica tende ad andare da un corpo caldo a uno freddo. Come avviene tutto questo?

Come funziona la pompa di calore per il riscaldamento?

Propriamente la pompa di calore (PDC) è un macchinario composto al suo interno da un circuito nel quale scorre un fluido refrigerante che passa dallo stato liquido a quello gassoso (e viceversa). La pompa di calore è composta da due circuiti, un compressore e una valvola di espansione che, semplificando, permettono questo ciclo di lavoro:

• L’aria esterna viene convogliata all’interno di uno scambiatore;
• Il liquido refrigerante, più freddo, a contatto con l’aria, più calda (anche quella a temperature sotto zero) proveniente dall’esterno è in grado di estrarne l’energia termica;
• Questa energia viene vaporizzata, compressa dall’apposito compressore e aumentata di temperatura e quindi trasferita al circuito di riscaldamento:
• Qui viene immessa nell’abitazione per riscaldare gli ambienti e/o l’acqua;
• Una volta trasferito il calore, il liquido refrigerante torna allo stato liquido;
• Grazie alla valvola di espansione viene ridotta la pressione del liquido per raffreddarlo rapidamente e fare in modo che possa tornare nel primo circuito ed essere utilizzato per riassorbire nuovo calore.

Da questa breve descrizione del funzionamento della pompa di calore possiamo comprendere i vantaggi di questa tecnologia. Parliamo di un sistema che aumenta l’efficienza dell’impianto di riscaldamento (produce lo stesso calore di una caldaia tradizionale ma dimezzando l’impiego di energia) e, non utilizzando combustibili, riduce le emissioni nocive nell’ambiente. Ma non è tutto: nella schematizzazione del funzionamento della PDC abbiamo mostrato il principio per cui l’energia termica viene estratta dall’aria, ma questa è solo una delle possibilità. Le pompe di calore, infatti, possono prelevare energia anche dalla terra o dall’acqua, utilizzando di fatto fonti rinnovabili, gratuite e sempre disponibili in natura. Infine è da considerare come il sistema della pompa di calore possa essere anche utilizzato all’opposto di quanto descritto e permettere non solo il riscaldamento degli ambienti, ma anche il loro raffrescamento. Questo significa che lo stesso impianto funziona sia d’inverno che d’estate.

Efficienza e vantaggi di una pompa di calore

Abbiamo capito cos’è, come funziona e quali sono le diverse tipologie dell’innovativo sistema delle pompe di calore. A questo punto è doveroso domandarsi qual è la convenienza e quando è vantaggioso sceglierla. Parliamo di un dispositivo in grado di produrre più energia di quella che consuma e la sua efficienza è indicata in COP (coefficiente di prestazione). Questo valore indica proprio il rapporto tra l’energia consumata e quella prodotta. Un COP di 3, per esempio, indica che per ogni kWh consumato la pompa di calore è in grado di produrre energia termica pari a quella che, altrimenti, per produrla, sarebbe stato necessario utilizzare 3 kWh. Un rapporto nettamente favorevole, anche se si pensa al risparmio in bolletta che questo comporta.

Infine, parlando dei vantaggi, è da considerare sia l’aspetto ecologico che quello innovativo. Le pompe di calore utilizzano risorse rinnovabili e possono essere implementate in altri dispositivi per migliorarne l’efficienza e la capacità di resa. Un’innovazione decisamente significativa che, se ben sfruttata, è davvero in grado di fare la differenza.