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Principio di funzionamento delle pompe di calore

Le pompe di calore Templari® sfruttano per il 75% le fonti di calore il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali al fine di riscaldare, raffreddare e anche produrre l’acqua calda sanitaria. Dato che queste energie sono inesauribili e gratuite, sono l’alternativa ideale attuale e futura per non continuare a dipendere dalle fonti fossili esauribili quali petrolio, carbone e gas naturale e dal loro continuo incremento dei prezzi. Tra il vasto assortimento offerto da Templari® nelle macchine aria/acqua troverete sicuramente la vostra soluzione ottimale, un minimo di investimento iniziale vi potrà garantire un vantaggio economico immediato e futuro.

Come funziona una pompa di calore?

La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un corpo a temperatura più bassa ad un corpo a temperatura più alta, utilizzando energia in forma elettrica. La pompa di calore aria/acqua non fa altro che estrarre l’energia gratuita presente nell’aria e trasferirla nell’acqua sotto forma di calore. L’unica energia che il sistema richiede è quella assorbita dal compressore e dai ventilatori, anche se è da tenere presente che, l’energia elettrica assorbita dal compressore va a sommarsi all’energia prelevata dall’aria, fornendo assieme il calore per il riscaldamento (25% circa).

750px-Heatpump1.condensatore, 2.valvola di espansione, 3.evaporatore, 4.compressore.

Il condensatore e l’evaporatore sono costituiti da scambiatori di calore, cioè tubi posti a contatto con un fluido di servizio (che può essere acqua o aria) nei quali scorre il fluido frigorigeno. Questo cede calore al condensatore e lo sottrae all’evaporatore.

I componenti del circuito possono essere sia raggruppati in un unico blocco, sia divisi in due parti (sistemi “SPLIT”) raccordate dai tubi nei quali circola il fluido frigorigeno. Nel funzionamento il fluido frigorigeno, all’interno del circuito, subisce le seguenti trasformazioni:

  • Compressione: il fluido frigorigeno allo stato gassoso e a bassa pressione, proveniente dall’evaporatore, viene portato ad alta pressione; nella compressione si riscalda assorbendo anche una certa quantità di calore dal compressore di tipo meccanico/termico.
  • Condensazione: il fluido frigorigeno, proveniente dal compressore, passa dallo stato gassoso a quello liquido cedendo calore all’acqua dell’impianto di riscaldamento/sanitario.
  • Espansione: passando attraverso la valvola di espansione il fluido frigorigeno liquido riduce la propria pressione e temperatura (stato liquido).
  • Evaporazione: il fluido frigorigeno assorbe calore dall’aria esterna (più calda del liquido refrigerante, spinta attraverso l’evaporatore dai ventilatori) ed evapora completamente.

L’insieme di queste trasformazioni costituisce il ciclo termodinamico della pompa di calore, detto ciclo di Carnot.

 

Differenze tra collettori sotto vuoto e piani

Nelle soluzioni impiantistiche per il risparmio energetico dei pannelli solari per la produzione di acqua calda si possono distinguere due principali tipologie: collettori piani e sottovuoto.

I pannelli (o collettori) vetrati piani sono costituiti da un telaio, generalmente un profilato di alluminio rivestito ai lati e sul retro da isolante termico, e da una lastra di vetro temperato nella parte superiore. L’assorbitore interno al collettore è costituito da una lastra metallica su cui vengono saldati tubi all’interno dei quali scorre il fluido termovettore. Questa tipologia è attualmente la più diffusa e presenta il vantaggio della robustezza della lastra di vetro, una migliore integrazione visiva con il tetto e maggior risparmio economico al momento dell’acquisito.

Se paragonati però a collettori sottovuoto, i collettori piani presentano sicuramente un’efficienza annua minore. I motivi sono diversi: per prima cosa il potere isolante del sottovuoto è molto elevato; inoltre la forma rotonda del tubo consente di avere un assorbimento elevato anche con un’inclinazione dei raggi solari non ottimale (mattina e sera), o con un orientamento del tetto non perfettamente a sud. A fronte del rendimento più elevato, bisogna fare però i conti anche con costi maggiori, che tuttavia tendono negli ultimi anni a diminuire progressivamente. La scelta tra le due tipologie va quindi ponderata in funzione di diversi fattori: prima di tutto l’utilizzo che si intende fare dell’energia prodotta. Nel caso di sola produzione dell’acqua calda per usi sanitari, risulta più che sufficiente l’utilizzo di collettori piani. Se si vuole invece produrre anche acqua calda per l’integrazione dell’impianto di riscaldamento, sarà più opportuno prendere in considerazione collettori a tubi sottovuoto.

Troppo spesso si parla del pannello sottovuoto come del collettore che per efficienza, durante nel tempo, rapporto costo/beneficio ha soppiantato il collettore e che, dunque, indipendentemente dalla tipologia di applicazione e dalla latitudine dove viene installato, è presentato come migliore del collettore piano. Tale giudizio di merito non è appropriato, né corretto. Il collettore sottovuoto semplicemente disperde meno, con un rendimento che è funzione della differenza fra la temperatura esterna e la temperatura interna al collettore: all’aumentare di tale differenza cresce il rendimento del collettore sottovuoto rispetto a quello piano

 
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