Caldaia a pompa di calore: come funziona?

Per quanto ne sappiamo, le caldaie a pompa di calore trasferiscono il calore a bassa temperatura in ambienti ad alta temperatura utilizzando refrigeranti e compressori. Assorbono il calore dall'aria esterna, da fonti geotermiche o dall'acqua, quindi aumentano la temperatura attraverso la compressione. Il refrigerante riscaldato viene utilizzato per riscaldare l'acqua calda domestica o i sistemi di riscaldamento. Utilizzando il calore ambientale, le caldaie a pompa di calore offrono un modo efficiente e a risparmio energetico per produrre acqua calda o riscaldamento, rappresentando un'alternativa ecologica alle caldaie tradizionali.

Come funzionano le pompe di calore

Le pompe di calore utilizzano la stessa tecnologia dei condizionatori d'aria, impiegando refrigeranti per raffreddare la casa. L'unica differenza sostanziale tra l'aria condizionata e le pompe di calore è che la pompa di calore è dotata di una valvola direzionale, che può anche riscaldare la casa.
In modalità riscaldamento, il principio di funzionamento della pompa di calore è opposto a quello della climatizzazione: non si tratta di mantenere la casa fresca, ma di utilizzare i refrigeranti per riscaldarla.

Ecco il processo di funzionamento della pompa di calore passo per passo:
L'articolo "Come funziona una pompa di calore per State Grid?"
Il calore può provenire dall'aria esterna o dal terreno. Questa è la superficie di scambio termico della parte esterna della pompa di calore che viene soffiata o pompata.
Questo calore è sufficiente a far evaporare il liquido refrigerante della pompa di calore e a trasformarlo in gas.
Poi il gas passa attraverso il compressore, che ne aumenta la pressione e la temperatura.
Il gas (ora riscaldato) passa attraverso la superficie di scambio termico interna. Il calore può quindi essere soffiato all'interno dell'abitazione o trasferito al sistema di riscaldamento centrale o all'impianto di produzione di acqua calda.
Quando il calore viene trasferito all'abitazione, la temperatura del gas diminuisce, facendolo tornare allo stato liquido.
Ripetere questo ciclo finché la casa non raggiunge la temperatura desiderata impostata dal termostato.

Come funziona una pompa di calore con una caldaia?

Una pompa di calore ibrida è un sistema di riscaldamento che combina una pompa di calore ad aria con una caldaia a gas o a gasolio. Le caldaie a gasolio o a gas sono utilizzate per integrare le pompe di calore a bassa temperatura e soddisfare le esigenze di riscaldamento degli immobili che non possono essere soddisfatte dalle sole pompe di calore.

Quali sono i diversi tipi di pompe di calore?

Esistono diversi tipi di pompe di calore: ad aria e a terra.
Le pompe di calore possono essere utilizzate anche in combinazione con stufe a gas a combustibile fossile; questi sistemi sono comunemente chiamati pompe di calore ibride.

Come funziona una pompa di calore a sorgente terrestre?

Il sistema di pompa di calore a sorgente terrestre sfrutta il calore naturale presente nel sottosuolo pompando liquidi attraverso tubature. La pompa di calore aumenta la temperatura e il calore viene utilizzato per fornire riscaldamento o acqua calda.
La sua funzione è identica a quella di un forno o di una caldaia in un sistema di riscaldamento centrale, ma utilizza il calore ambientale del terreno invece di bruciare combustibile per generare calore.
La miscela di acqua e antigelo viene pompata intorno al circuito del terreno e assorbe il calore naturalmente generato e immagazzinato nel sottosuolo. La miscela di acqua viene compressa e passa attraverso uno scambiatore di calore, che estrae il calore e lo trasferisce a una pompa di calore.
Il calore può essere utilizzato per i radiatori, l'acqua calda o i sistemi di riscaldamento a pavimento.

Le pompe di calore sono più efficienti delle tecnologie di riscaldamento tradizionali, come le caldaie o i riscaldatori elettrici.

Grazie al fatto che la maggior parte del calore viene trasferita anziché generata, le pompe di calore sono più efficienti e hanno costi di esercizio inferiori rispetto alle tecnologie di riscaldamento tradizionali, come le caldaie o i riscaldatori elettrici. L'energia prodotta sotto forma di calore è di solito diverse volte superiore all'energia necessaria per alimentare una pompa di calore (di solito sotto forma di elettricità).

Ad esempio, il coefficiente di prestazione (COP) di una tipica pompa di calore domestica è di circa 4, il che significa che l'energia prodotta è quattro volte l'energia elettrica utilizzata per il suo funzionamento. Ciò rende l'efficienza energetica del modello attuale 3-5 volte superiore a quella delle caldaie a gas. Le pompe di calore possono essere utilizzate in configurazione mista con altri sistemi di riscaldamento (solitamente a gas).
La pompa di calore è composta da un compressore e da uno scambiatore di calore. Il compressore fa circolare il refrigerante attraverso un ciclo di refrigerazione, mentre lo scambiatore di calore estrae il calore dalla fonte di calore. Il calore viene poi trasferito al radiatore attraverso un altro scambiatore di calore.

Negli edifici, il calore viene trasmesso attraverso la ventilazione forzata o i sistemi di riscaldamento a circolazione (come i radiatori o i sistemi di riscaldamento a pavimento). Le pompe di calore possono essere collegate a serbatoi d'acqua per generare acqua calda sanitaria o fornire flessibilità ai sistemi di circolazione dei liquidi. Molte pompe di calore sono in grado non solo di soddisfare le esigenze di riscaldamento degli ambienti invernali, ma anche di raffrescare gli ambienti in estate.

Dove funziona la pompa di calore

Prima di acquistare un sistema a pompa di calore, i proprietari di casa che necessitano di un nuovo sistema di riscaldamento o raffreddamento possono considerare il tipo di clima in cui vivono. Le pompe di calore sono più diffuse nelle aree a clima mite, dove le temperature non scendono sotto lo zero.

Nelle zone più fredde, oltre ai giorni più freddi, possono essere combinate con stufe per ottenere un riscaldamento a risparmio energetico. Quando la temperatura esterna scende troppo e la pompa di calore non è in grado di funzionare efficacemente, il sistema utilizza invece un forno per generare calore. Questo tipo di sistema è comunemente chiamato sistema a doppio combustibile: è altamente efficiente dal punto di vista energetico e conveniente.

Come raffredda e riscalda una pompa di calore?

Le pompe di calore non generano calore. Ridistribuiscono il calore dall'aria o dal terreno e utilizzano il refrigerante che circola tra i ventilconvettori interni (unità di trattamento dell'aria) e i compressori esterni per trasferire il calore.
In modalità di raffreddamento, la pompa di calore assorbe il calore interno e lo rilascia all'esterno. In modalità riscaldamento, la pompa di calore assorbe il calore dal terreno o dall'aria esterna (anche fredda) e lo rilascia all'interno.

ecco il lavoro della caldaia a pompa di calore Guida di YouTube

Cosa considerare prima di acquistare una pompa di calore

Ci sono diverse cose da considerare prima di acquistare una pompa di calore, come ad esempio:
Costo della pompa di calore a sorgente d'aria
Il prezzo di partenza per l'Inghilterra e il Galles è di 3500 sterline, mentre il prezzo di partenza per la Scozia è di 3000 sterline.
Potenziamento del radiatore della pompa di calore ad aria
La progettazione di alcuni sistemi a pompa di calore, in particolare di quelli a bassa temperatura
Pompa di calore a sorgente d'aria per il riscaldamento a pavimento
Quando la differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno è ridotta, la pompa di calore funziona meglio. L'area coperta dal pavimento è molto più ampia di quella di un radiatore.
Pompa di calore per il riscaldamento dell'acqua
Anche una pompa di calore può essere una buona fonte di acqua calda, ma l'acqua della pompa di calore può avere una temperatura di circa 50-55 °C, mentre quella della caldaia può avere una temperatura di circa 60-65 °C.

Esistono diversi tipi di pompe di calore a sorgente d'aria?

Pompa di calore a sorgente d'aria e acqua
In un sistema a pompa di calore aria-acqua, il calore viene trasferito a un sistema di riscaldamento "umido" (riscaldamento centralizzato tradizionale a radiatori). Questo dispositivo è in grado di fornire acqua calda per mantenere calda la casa.
Pompa di calore aria-aria a sorgente d'aria
Come suggerisce il nome, le pompe di calore aria-aria trasferiscono il calore direttamente all'aria della stanza. Di solito vengono chiamate unità di condizionamento e possono passare dal caldo al freddo a seconda della stagione.
Pompa di calore ibrida a sorgente d'aria
Queste pompe di calore sono combinate con una caldaia.

Potrebbe piacerti: scaldacqua a pompa di calore, Guida al funzionamento degli scaldacqua a pompa di calore, caldaia a pompa di calore aria-acqua, questo sistema di riscaldamento a pompa di calore a sorgente d'aria