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Funzionamento della pompa di calore salamoia-acqua

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Come funziona una pompa di calore geotermica?

Per capire meglio come funziona una pompa di calore salamoia-acqua, vale la pena dare un'occhiata alla struttura di un tale sistema. La pompa di calore vera e propria si trova sopra la superficie terrestre e, oltre al compressore, dispone di due scambiatori di calore: l'evaporatore e il condensatore. In pratica, per estrarre il calore dal suolo vengono utilizzate le sonde geotermiche.

Le sonde geotermiche forniscono energia termica alla pompa di calore

Le sonde geotermiche vengono inserite in profondità nel terreno mediante perforazioni. Sono costituite da un circuito chiuso in cui circola un liquido resistente al gelo (salamoia). Una pompa integrata assicura che la salamoia rimanga in movimento e trasferisca il calore dal suolo alla pompa di calore.

Il circuito di raffreddamento come base funzionale di una pompa di calore

Pompa di calore salamoia-acqua Vitocal 300-G con altri sistemi

Con l'energia termica acquisita dalle sonde geotermiche viene evaporato un refrigerante. Per le sue particolari proprietà termiche, cambia il suo stato di aggregazione anche a basse temperature. Con il calore aggiunto, il refrigerante si trasforma in vapore e la sua temperatura aumenta. Per portarla al livello desiderato, il vapore del refrigerante viene compresso mediante un compressore. In tal modo, aumenta non solo la pressione, ma anche la temperatura. In un altro scambiatore di calore (condensatore), il vapore del refrigerante trasferisce il calore precedentemente generato al sistema di riscaldamento e si condensa. Prima che il refrigerante, nuovamente trasformato in liquido, possa assorbire nuovamente il calore geotermico, viene prima espanso in una valvola di espansione. Diminuiscono sia la sua temperatura che la sua pressione. Se quest’ultima ha raggiunto lo stato di aggregazione, il processo può ricominciare

L'efficienza dipende da molti fattori

La pompa di calore genera calore facendo evaporare prima il refrigerante con l'energia ambientale e poi comprimendolo. La pompa di calore richiede corrente di azionamento per questo processo di compressione.

Per poter prevedere l'efficienza di un tale impianto, viene utilizzata la direttiva VDI 4650. Questo metodo di calcolo calcola un indice di prestazione energetica stagionale (SEPR) basato sul COP della pompa di calore e su vari parametri dell’impianto. Il COP indica il rapporto attuale tra il calore utile generato e l'energia di azionamento utilizzata sotto forma di elettricità in condizioni standardizzate. Il SERP a sua volta, è la somma di tutti i COP verificatisi in un anno. Se si desidera determinare il SERP effettivo, vengono messe in relazione le quantità di calore ed elettricità lette (sul contatore di calore e sul contatore elettrico).

Il fattore decisivo che influenza l'efficienza dell'impianto è la differenza tra la fonte di calore e la temperatura di mandata del sistema di riscaldamento. Ad esempio, se la temperatura iniziale è 10 gradi Celsius e la temperatura di mandata è 30 gradi Celsius, la pompa di calore salamoia-acqua deve aumentare il refrigerante solo di 20 gradi Celsius. Se il sistema di riscaldamento è rappresentato dai termosifoni con piccole superfici e una temperatura di mandata minima di 50 gradi Celsius, il compressore deve utilizzare il doppio dell'energia per raggiungere la temperatura richiesta.

Pompe di calore salamoia-acqua per il funzionamento monovalente

Grazie alla fonte di calore relativamente costante ed elevata, le pompe di calore salamoia-acqua funzionano in modo molto efficiente tutto l'anno. A seconda del campo d’impiego, di solito forniscono acqua di riscaldamento e acqua calda sufficienti come unico generatore di calore. In alcuni casi, è indicato anche il funzionamento combinato con un sistema di riscaldamento esistente. Quest'ultimo può essere acceso in caso di picchi di carico e garantisce in ogni momento un elevato livello di comfort all'interno dello spazio abitativo. Per garantire un funzionamento economico, è necessario considerare in anticipo diversi punti. Potete trovare informazioni dettagliate e suggerimenti al riguardo nella sezione Pompa di calore.