Principi di funzionamento di una pompa di calore

Sfruttiamo meglio l'energia termica per risparmiare

Nonostante la diffidenza che, soprattutto in certi ambiti fortemente interessati bisogna dire, ha perennemente circondato il settore delle energie rinnovabili e ancora di più del risparmio energetico, la ricerca e l'innovazione conseguente hanno fatto e continunano a fare passi avanti. Oggi la resa di tutto ciò che risulta funzionale alla produzione di energia rinnovabile o che aiuta a non sprecare energia è enormemente superiore a quanto era possibile solo fino a poco tempo fa, con buona pace degli scettici.
Il Governo Monti ha sull'argomento un atteggiamento un po' criptico, nel senso che non si capisce bene se intenda puntare sul rinnovabile o meno, comunque qualcosa si muove, e a questo proposito proprio alcuni giorni fa abbiamo parlato del Conto Energia Termico che il Ministro dello Sviluppo Economico Corrado Passera, assieme al Ministro dell' Ambiente Clini, ha presentato anche se ancora come bozza, ma dovremmo essere comunque nella fase finale del discorso.
Il Conto Termico intende proprio favorire un migliore sfruttamento dell'energia e a questo proposito permette di accedere a degli incentivi piuttosto interessanti che danno la possibilità di "scontare" fino al 40% del costo sostenuto. Questi incentivi sono funzionali alla realizzazione di impianti, o alla sostituzione di componenti, che permettono un migliore sfruttamento termico e sembrano tarati, e in effetti lo sono, proprio per il settore residenziale e le piccole imprese, risultando di fatto un aiuto, sostanzioso visti i costi sostenuti da tante famiglie e da tanti piccoli imprenditori per il loro fabbisogno energetico, che non può che aiutare a diminuire costo della vita e costi di produzione, quindi perchè non approfittarne!
Ma veniamo alla ragione del nostro articolo di oggi. Quando si parla di risparmio energetico e di miglior sfruttamento dell'energia termica generata da un impianto di qualsiasi tipo si sente parlare spesso di "pompa di calore". Ma nella sostanza cos'è una pompa di calore? Come funziona, e perchè all'atto pratico fa risparmiare energia e quindi soldi?

Cos'è una pompa di calore

La pompa di calore è un apparato che permette il passaggio, trasferimento o come lo vogliamo chiamare, di energia termica tra due sorgenti aventi diversa temperatura, in una direzione bidirezionale. Nella sostanza il passaggio di energia termica può avvenire dalla sorgente a temperatura minore a quella con temperatura maggiore e vice versa.
Esempi di pompe di calore sono i condizionatori d'aria, i refrigeratori, i vortex, le pompe di calore a scambio geotermico, a effetto Peltier, a compressione di gas e tanti altri.
In genere le pompe di calore vengono classificate sulla base della funzione per cui sono state pensate, poichè il loro uso può variare in misura considerevole a seconda della loro realizzazione. Vediamo un elenco delle possibili classificazioni di una pompa di calore.

  • Macchina refrigeratrice.
  • Fonte di calore.
  • Trasmissione di calore.
  • Dispersore di calore.

Il senso di quest'articolo non vuole essere certo quello di fare un compendio di fisica, ma solo di dare un'idea generale di che cos'è una pompa di calore e come funziona, quindi, dopo questa sommaria descrizione dei vari tipi di pompe di calore, passiamo ad una veloce esamina dei principi di funzionamento.

Come funziona e perchè si risparmia

Volendo sintetizzare al massimo il principio di funzionamento di una pompa di calore possiamo dire che quest'ultima è una macchina che produce energia termica sfruttando la differenza di temperatura tra due ambienti distinti, uno esterno ed uno interno. Nella sostanza la pompa di calore si basa sulla realizzazione di un circuito chiuso nel quale si realizzano diverse fasi che, a fronte di un iniziale consumo di energia per l'azionamento di un compressore, generano un apporto energetico, per esempio per il riscaldamento dell'acqua per utilizzo sanitario, insomma per fare l'acqua calda, ben superiore al consumo energetico iniziale per avviare il processo. In definitiva si crea un saldo positivo tra l'energia utilizzata per far funzionare tutto il meccanismo e l'apporto energetico finale e questa è la ragione principale per cui un sistema a pompa di calore rappresenta una sicura forma di risparmio, energetico e quindi economico.
Vediamo un'immagine riassuntiva dello schema di funzionamento di una pompa di calore.

Bene, quello che volevamo era riassumere il principio di funzionamento di una pompa di calore senza fare un trattato di fisica. Nella sostanza il sistema funziona prelevando energia termica da una sorgente esterna, la comprime aumentando la temperatura e quindi, attraverso una serie di fasi successive, genera un apporto energetico superiore all'energia utilizzata per far funzionare il sistema stesso.