Tipologie di pompe di calore

Classificazione delle pompe di calore in base alle sorgenti termiche

Le tipologie delle pompe di calore si possono dividere in relazione alle sorgenti di calore da cui prendono energia termica.

Le più conosciute sono quelle ad aria, poi quelle ad acqua ed infine quelle del terreno.

In base alle tecniche costruttive si possono definire due soluzioni:

In Italia il riscaldamento dell’acqua con la pompa di calore viene realizzato con

l’aria, quella ad acqua non viene usata per i seguenti motivi:

Questo tipo di scaldacqua è diffuso nel nord Europa dove la necessità di acqua calda è maggiore.

Gli apparecchi ad aria esterna sono utili in quanto l’aria è gratis e sta dovunque ma il problema è l’inverno quando il freddo manda in tilt gli apparecchi, per questo motivo sono dotati dentro di una resistenza elettrica che interviene in automatico ed aiuta gli apparecchi a funzionare, questi ultimi si possono installare in zone temperate o calde.

Il sistema più noto negli appartamenti è quello ad aria interna o di ricircolo, la pompa prende il calore dal locale interno, vi è solo un collegamento elettrico e idrico, non è molto costoso ed è affidabile; in inverno quando è più freddo si deve integrare il calore per cui la sorgente termica non è più economica.

L’apparecchio ad aria estratta di rinnovo nei luoghi domestici è poco conosciuto, in Italia non viene neanche prodotto; questo prodotto prende il calore dall’aria che esce fuori e la riutilizza facendola passare attraverso l’evaporatore a cui cede parte della sua energia; non provoca cambi di temperatura nei locali, si può installare a parete o a pavimento, necessita di un buco per l’aria esterna nel muro di confine. Con questo apparecchio si recuperano molte quantità di calore.

L’apparecchio solare o elioassistita è dotato di un assorbitore solare collocato sulla parete esterna della casa a SUD, questa piastra metallica cattura calore dal sole con delle scanalature interne dove circola il fluido frigorigeno; nelle abitazioni viene installato il tipo split dotato di un’apertura sulla parete adatta al passaggio dei tubi di collegamento della piastra solare all’apparecchio.

In Svizzera e in Germania vi sono i “tetti solari” per il riscaldamento delle abitazioni; lo stesso sistema viene usato per scaldare l’acqua di alberghi, camping e allevamenti.

Le sorgenti termiche usate dalla pompa di calore per il riscaldamento degli ambienti domestici e non, sono:

Ognuna di loro ha pregi e difetti.

Aria: è presente dovunque ma ha una temperatura variabile. La pompa di calore, richiede, in caso di temperature vicine a 0°C e umidità relativa elevate, lo sbrinamento che si può avere in due modi: per inversione del ciclo termodinamico o con resistenze elettriche, tutti e due i sistemi necessitano di energia che va considerata per il COP (coefficiente energetico) globale dell’apparecchio.

Le macchine ad aria sono di due tipi:

Queste pompe si possono installare in luoghi dove la temperatura dell’aria non scende mai al di sotto di +6° C ma attualmente si trovano apparecchi che resistono anche con temperature esterne a -10°C.

Però a causa del basso valore specifico dell’aria sorgono problemi nella produzione di alte potenze.

I scaldacqua che vogliono minore potenza sono più adatti, si può usare anche l’aria interna dei locali; l’aria di recupero o estratta è una buona fonte di calore perché ha una temperatura maggiore dell’aria esterna anche se non sempre garantisce la copertura termica richiesta.

Acqua: sono buone sia le acque di pozzo, di falda, di fiumi, laghi e mari. L’acqua del sottosuolo è migliore perché mantiene costante la temperatura in tutto l’arco dell’anno, la profondità conveniente è fino ai 20 metri; l’acqua di fiume e di lago non deve scendere al di sotto di +6°C altrimenti si genera ghiaccio sull’evaporatore. Le pompe di calore possono essere: acqua/aria e acqua/acqua, questi apparecchi richiedono per un ambiente dai 100 ai 150 m² quasi 3 m³/h di portata.

Terreno: presenta meno sbalzi di temperatura dell’aria, a 8-10 m di profondità il terreno ha una temperatura costante, gela solo se le condizioni del clima lo permettono; al di sotto di 0,8 metri il terreno non gela più per questo i tubi vanno posti sotto 1 o 1,5 metri, misure minori di queste possono dare degli sbalzi termici mentre profondità elevate non permettono il reintegro del calore preso dalla pompa.

Il terreno è utile come accumulo termico stagionale in un impianto a terreno/acqua-aria per la climatizzazione estiva e invernale; serve però un terreno di due o tre volte maggiore di superficie rispetto a quelle da riscaldare, per 100 m² di casa occorrono 250 m² di terreno.

E’ una fonte molto costosa per il terreno e per l’impianto in Europa, è usato in Germania, Svizzera e paesi nordici.