Diagramma semplice e funzionamento delle pompe di calore Aumenta la tua conoscenza delle pompe di calore

1. Funzionamento di una pompa di calore

1.1 Evaporazione (evaporatore)

1.2 Compressione (compressore)

1.3 Condensazione (condensatore)

1.4 Espansione (valvola di espansione)

2. Pompe di calore ad aria

2.1 Schema di una pompa di calore aria-aria

2.2 Schema di una pompa di calore aria-acqua

2.3 Come funziona una pompa di calore aria-acqua?

3. Schema di una pompa di calore geotermica

4. Schema della pompa di calore acqua-acqua

5. Confronto tra diverse pompe di calore

Le pompe di calore sono una soluzione ecologica.Possiamo utilizzare le pompe di calore per riscaldare o raffreddare le case in modo efficiente ed economico.Utilizzano fonti di energia gratuite come acqua, aria e suolo e consumano una piccola quantità di elettricità per ottenere il riscaldamento o il raffreddamento.Prima di scegliere una pompa di calore, potrebbe essere necessario capirne il funzionamento.Possiamo farlo facendo riferimento allo schema della pompa di calore e al suo ciclo termodinamico.

1. Funzionamento di una pompa di calore

Il funzionamento della pompa di calore si basa su un ciclo termodinamico.In condizioni climatiche fredde, la pompa di calore funziona in modalità riscaldamento, estraendo calore dall'aria, dall'acqua o dal suolo e attraversando l'evaporatore, il compressore, il condensatore e la valvola di espansione per fornire riscaldamento, acqua calda, riscaldamento a pavimento, ecc.

In condizioni climatiche calde, la pompa di calore è in modalità di raffreddamento, funzionando in modo opposto.La pompa di calore preleva energia termica dall'aria interna dell'abitazione.Il refrigerante passa dallo stato liquido a quello gassoso, poi di nuovo allo stato liquido e infine allo stato gassoso attraverso varie funzioni dell'evaporatore, del compressore, del condensatore e della valvola di espansione.Infine, trasferisce il calore all'aria esterna per rinfrescare la casa.

La modalità di riscaldamento e la modalità di raffreddamento della pompa di calore vengono ripetute.

In modalità riscaldamento, tutte le pompe di calore eseguono le seguenti fasi e realizzano la funzione di riscaldamento attraverso i seguenti componenti:

1.1 Evaporazione (evaporatore)

1.2 Compressione (compressore)

1.3 Condensazione (condensatore)

1.4 Espansione (valvola di espansione)

Di seguito si riporta il dettaglio delle principali fasi operative.

1.1 Evaporazione (evaporatore)

Innanzitutto, la fase di evaporazione inizia con il refrigerante liquido nell'evaporatore che assorbe calore dall'aria dell'ambiente esterno.Successivamente il refrigerante passa dallo stato liquido allo stato gassoso a bassa temperatura e bassa pressione.

1.2 Compressione (compressore)

La fase di compressione inizia quando il compressore aspira il refrigerante gassoso a bassa temperatura e bassa pressione.Il compressore consuma una piccola quantità di elettricità per svolgere il lavoro e converte il gas a bassa temperatura e bassa pressione in gas ad alta temperatura e alta pressione.

1.3 Condensazione (Condensatore)

Nella fase di condensazione il refrigerante gassoso riscaldato ad alta temperatura e alta pressione attraversa il condensatore della pompa di calore e cede il suo calore all'acqua nel circuito di riscaldamento.Poi ritorna liquido.

1.4 Espansione (valvola di espansione)

Durante la fase di espansione, il refrigerante liquido passa attraverso una valvola di espansione della pompa di calore per ridurre la pressione e la temperatura del refrigerante finché non evapora in vapore umido a bassa temperatura e bassa pressione (miscela gas-liquido), che viene quindi restituito all'evaporatore .

Il refrigerante riprende quindi il suo ciclo termodinamico.

Va aggiunto che una pompa di calore reversibile funziona diversamente in estate in modalità raffreddamento.Questa apparecchiatura assorbe il calore all'interno e poi lo espelle all'esterno per abbassare la temperatura della stanza.

Fare riferimento allo schema della pompa di calore per conoscere il funzionamento.

Questo diagramma mostra come funziona una pompa di calore.

2. Pompa di calore ad aria (ASHP)

Una pompa di calore ad aria (ASHP) Uno scambiatore dotato di alette è esterno all'edificio.Il ventilatore spinge l'aria attraverso di esso e l'altro scambiatore di calore viene utilizzato per riscaldare l'aria all'interno dell'edificio o riscaldare l'acqua attraverso i radiatori o il riscaldamento a pavimento, rilasciando il calore nell'edificio.

In modalità di raffreddamento, le ASHP estraggono il calore interno attraverso uno scambiatore di calore interno e lo rilasciano nell'aria ambiente attraverso uno scambiatore di calore esterno.

Ecco i diagrammi del ciclo di riscaldamento e raffreddamento dell'ASHP che descrivono in dettaglio i diversi componenti e i processi del ciclo.

2.1 Schema di una pompa di calore aria-aria

Le pompe di calore aria-aria riscaldano un ambiente assorbendo calore dall'aria esterna ed eventualmente cedendolo all'ambiente attraverso un ventilconvettore.Al contrario, le pompe di calore aria-aria assorbono il calore dall’ambiente e lo trasferiscono all’esterno per il raffreddamento.Tuttavia, le pompe di calore aria-aria non svolgono la funzione di acqua calda.È necessario aggiungere un'unità di acqua calda per compensare.

2.2 Schema di un pompa di calore aria-acqua

Come una pompa di calore aria-aria, anche una pompa di calore aria-acqua estrae calore dall'aria esterna.Quindi trasferisce questo calore al circuito di riscaldamento idraulico della casa come un radiatore, un sistema di riscaldamento dell'acqua calda o una fornitura di acqua calda.

2.3 Come funziona una pompa di calore aria-acqua?

Le pompe di calore aria-acqua utilizzano aria e refrigerante per funzionare.Nello specifico, la pompa di calore aria-acqua estrae energia dall'aria.Il refrigerante trasferisce energia attraverso un ciclo termodinamico dei quattro componenti principali della pompa di calore (evaporatore, compressore, condensatore e valvola di espansione).

Per comprendere meglio il suo principio di funzionamento si veda lo schema schematico di una pompa di calore aria-acqua.

Come mostrato nello schema, l'aria aspirata dall'unità esterna cederà il suo calore al refrigerante, che verrà convertito in gas dopo essere passato attraverso l'evaporatore.Verrà quindi inviato al compressore, che aumenta la pressione e la temperatura del refrigerante dopo il lavoro.Il refrigerante completamente riscaldato trasferirà il suo calore all'acqua nel circuito di riscaldamento del condensatore.Quindi perderà il suo calore e tornerà liquido.Infine, passerà attraverso la valvola di espansione, riducendone la pressione e catturando nuovamente il calore presente nell'aria, distribuendolo attraverso il riscaldamento geotermico, i radiatori o i ventilconvettori.

È interessante notare che nelle pompe di calore monoblocco le quattro fasi del ciclo termodinamico del refrigerante si svolgono in un unico compartimento.Al contrario, una pompa di calore divisa comprende un'unità esterna e una interna.

3. Schema di a pompa di calore geotermica

I principi di funzionamento delle pompe di calore ad aria e geotermiche sono generalmente gli stessi.La differenza tra le pompe di calore aria-aria, acqua-acqua, terra-aria e terra-acqua è il modo in cui utilizzano l'energia per riscaldare il refrigerante e distribuire il calore nella stanza.

Una pompa di calore geotermica ('GSHP') o pompa di calore geotermica è un sistema di riscaldamento/raffreddamento domestico che sfrutta la temperatura relativamente costante della Terra durante le stagioni utilizzando una pompa di calore per trasferire il calore dentro o fuori dal terreno.Le pompe di calore geotermiche (GSHP) sono una delle tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico per il riscaldamento, la ventilazione, il condizionamento dell'aria e il riscaldamento dell'acqua perché utilizzano molta meno energia rispetto alla combustione di carburante o all'utilizzo di riscaldatori elettrici resistivi.

L'efficienza dei GSHP è il coefficiente di prestazione (CoP), generalmente compreso tra 3 e 6, il che significa che l'apparecchiatura fornisce 3-6 joule di calore per ogni joule di elettricità.

GSHP estrae il calore contenuto nel terreno attraverso uno speciale sensore (orizzontale, verticale o sotterraneo).L'energia catturata riscalda il fluido termovettore, che passa attraverso l'evaporatore, il compressore, il condensatore e la valvola di espansione, riscaldando il pavimento interno della stanza o i radiatori.

4. Schema di una pompa di calore acqua-acqua

Una pompa di calore acqua-acqua può prelevare calore da un lago, un fiume o dalle falde acquifere per riscaldare un refrigerante, che viene poi utilizzato per riscaldare una casa o produrre acqua calda sanitaria, secondo il suo ciclo termodinamico.Il sistema prevede un pozzo di mandata e un pozzo di ritorno per realizzare la funzione di riscaldamento/raffreddamento.La pompa di calore estrae l'acqua freatica dal pozzo di alimentazione.L'acqua freatica raffreddata ritorna nel terreno attraverso un pozzo di ritorno.

5. Confronto tra diverse pompe di calore

In questa parte confronterò le diverse pompe di calore, illustrandone i rispettivi vantaggi e svantaggi e la durata di vita.

In generale, le pompe di calore ad aria sono relativamente più economiche e più facili da installare a breve termine.

Di tutti i tipi, le pompe di calore geotermiche hanno i costi iniziali più elevati.Poiché l'installazione richiede la perforazione e lo scavo di vaste aree di terreno o fossati, è altamente dannosa per il suolo.Tuttavia, a lungo termine, possono ancora risparmiare denaro.

Le pompe di calore ad acqua sono costose da installare ma hanno un elevato ritorno sull’investimento nel lungo termine.Sono relativamente più facili ed economiche da installare rispetto alle pompe di calore geotermiche.Richiedono però acqua di alta qualità e una quantità sufficiente di acqua nelle vicinanze.L'acqua pulita è migliore, soprattutto se stai installando un sistema a circuito aperto.

Dopo un breve confronto, potresti avere una comprensione generale dei tre tipi di pompe di calore.Se avete domande sulle pompe di calore, per favore Contattaci direttamente tramite e-mail: inquiry@sprsunheatpump.com o seguici su Facebook, twitter, linkedin.Rimani sintonizzato!