POMPE 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 elettrica.
                 Funzionamento:
                 Principio di funzionamento di una pompa di calore:
                 condensatore, valvola di espansione, evaporatore, compressore.
                 Le pompe di calore funzionano grazie a diversi principi fisici, ma sono
                 classificate in base alla loro applicazione ( trasmissione di calore, fonte di calore,
                 dispersione di calore o macchina refrigerante). si immaginano 100 unità di energia
                 termica all' interno di un pallone da calcio; quest' ultimo è poi conpreso fino alle
                 dimensioni di una pallina da ping pong: a questo punto esso contiene le stesse
                 100 unità, ma l' energia termica media per unità di volume è molto maggiore.
                 In altre parole la temperatura dell' aria all' interno della palla è aumentata.
                 le pareti della pallina si riscaldano e quindi il calore inizia a trasferirsi all' esterno
                 più velocemente. Per portare questo calore in un altro luogo, si può immagginare
                 di muovere la pallina in una zona fredda, dove essa gradualmente aggiusterà la
                 sua temperatura fino a uguagliare la temperatura dell' ambiente: in questo processo
                 si ipotizza che essa trasferisca 50 unità di energia termica.
                 Dopo che la pallina si è reffreddata, la si può riportare nella zona iniziale e lasciarla
                 espendere. Dato che ha perso parecchio calore, nel momento in cui ritorna alle
                 dimensioni di un pallone da calcio, la sua temperatura risulta troppo bassa e
                 quindi inizia ad assorbire energia termica e a raffreddare l' aria circostante.
                 Il compressore di una pompa di calore crea proprio la differenza di pressione che
                 permette al ciclo di ripetersi ( simile alla palla che si espande e si contrae): esso
                 pompa il fluido refrigerante attraverso l' evaporatore, dove appunto evapora a
                 bassa pressione assorbendo calore, in seguito lo comprime e lo spinge all' interno
                 del condensatire, dove condensa ad alta pressione rilasciando il calore
                 precedentemente assorbito.
                 Il fluido refrigerante cambia di stato all' interno dei due radiatori:
                 nell' evaporatore passa da liquido a gassoso, nel condensatore passa da
                 gassoso a liquido.
                 Efficienza:
                 Quando si confrontano le prestazioni di una pompa di calore, è meglio evitare il
                 termine "efficienza", in quanto esso ha differenti significati. La resa di una ponpa
                 di calore è misurata dal coefficiente di prestazione, COP, dato dal rapporto tra
                 energia resa ( alla sorgente di interesse ) ed energia cosumata ( di solito
                 elettrica ), usualmente indicato in fisica tecnica come coefficiente di effetto utile.
                 La pompa di calore è solitamente più efficiente nel riscaldamento che nel
                 raffreddamento, dato che la macchina spreca sempre una perte di energia in
                 calore e questa può essere recuperata come calore di riscaldamento.
                 Questo è il motivo per cui lasciare aperta la porta del frigorifero in una calda
                 giornata estiva porta a scaldere la cucina e non a raffreddarla: infatti il calore
                 assorbito dalloscomparto freddo è riversato nel condensatore posto
                 posteriormente ed aumentando della quota di energia elettrica sprecata in calore.
                 Un frigorifero aperto è essenzialmente un riscaldatore elettrico molto complicato.
                 Per questa ragione si usa una formula diversa per il calcolo del COP in
                 riscaldamento o in raffreddamento. In quest' ultimo non interressa quanto calore
                 è disperso dal condensatore, ma solo quanto calore è estratto dalla zona fredda.
                 Le pompe di calore ad aria possono essere:
                 proggettate per lavorare in unione con una fonte supplementare di rioscaldamento,
                 come una caldaia elettrica, a gas, a gasolio già dotate di resistenza elettrica in
                 funzione di riscaldatore supplementare; bivalenti, se sono dotate di un riscaldatore
                 a propono per innalzare la temperatura dell' aria in ingresso dall' esterno.
                 La fase di riscaldamento
                 Il calore è prelevato dall' aria esterna e portato all' interno dell' edificio. Il fluido
                 refrigerante attraversa la valvola di laminazione e diventa una miscela
                 liquido-vapore a bassa pressione. Quindi entra nell' evaporatore, posto all' esterno,
                 dove assorbe calorefino a diventare vapore a bassa temperatura. Il vapore
                 attraversa l' accumulatore, dove è raccolto anche ogni rimanente liquido. Quindi
                 viene compresso, con conseguente innalzamento della temperatura. Il vapore
                 caldo giunge nel condensatore, che è il radiatore posto all' interno dell' edificio
                 ( vicino alla caldaia ), e cambia di fase rilasciando il calore di liquefazione. Il
                 liquido ottenuto ritorna alla valvola di laminazione e il ciclo si ripete. Alla
                 temperatura esterna di equilibro la capacità di riscaldamento della pompa
                 pareggia le dispersioni termiche dell' edificio, mentre sotto ad essa è necessario
                 l' apporto di una caldaia tradizionale. Si sottolinea che la pompa di calore  produce
                 aria in grandi quantità ( 50-60 l/s per kW ) a temperatura tra i 25 °C e i 45 °C,
                 tendendo a operare per periodi più lunghi rispetto a una normale caldaia, che
                 rilascia aria tra i 55 °C ei 60 °C.
                 La fase di raffreddamento
                 D' estate si inverte il ciclo appena descritto in modo da cambiare  direzione al
                 flusso di calore: il liquido refrigerante evapora nel radiatore interno e condensa
                 nel radiatore esterno. L' aria interna viene inolter deumidificata.
                 La fase di sbrinamento
                 Quando il radiatore esterno opera come evaporatore, la sua superfice risulta a
                 bassa temperatura quando anche l' aria esterna è fredda ( fase di riscaldamento
                 nella stagione invernale ). Questo comporta la formazione di giaccio su di esso,
                 dovuta aal presenza di umidità nell' aria esterna, e di conseguenza una riduzione
                 dell' efficienza dello scambio termico ( il giaccio è isolante ). Per disciogliere lo
                 strato di giaccio la valvola reversibile inverye il ciclo e la ventola dell' evaporatore
                 esterno si ferma, in modo da ridurre l' energia termica necessaria per lo  
                 sbrinamento. Ovviamente, mentre la macchina è in questa fase, il radiatore interno
                 raffredda l' aria dell' edificio e quindi vi è la necessità di riscaldarla prima di
                 immetterla in circolo.
                 Vi sono due metodi per stabilire quando effetuare lo sbrinamento: con un sensore
                 di temperatura esterno e un timer che inverte il ciclo ogni tot minuti; con un sistema
                 di controllo più raffinato, che monitora il flusso d' aria, la pressione del refrigerante,
                 la temperatura dell' aria. Il secondo metodo, seppur più caro, è preferibile in
                 quanto evita sbrinamenti non necessari e quindi migliora l' efficienza della
                 macchina.
                 Sistama a circuito chiuso
                 Quando gli spazi sono ristretti, la tubazione è posta verticalmente, in fori di
                 150 mm ( più stretti invece per il sistema a espansione diretta ), a una profondità
                 tra i 18 e i 60 m. Di solito sono necessari tra gli 80 e i 110 m di tubazione ogni
                 3,5 kW di capacità della pompa. Quando gli spazi sono maggiori, la tubazione
                 è posta orizontalmente a una profondità compresa tra i 1 e i 1,8 m. Di solito
                 sono necesari tra i 120 e i 180 m di tubazione ogni 3,5 kW di capacità della
                 pompa.
                 La tubazione, a parte nel caso dell' espansione diretta in cui è di rame, conviene
                 sia di polietilene o polibutilene serie 100, con i giunti saldati termicamente, così
                 che la durata possa essere tra i 25 e i 75 anni; sempre che il contatto col
                 terreno sia accurato, questi materiali assicurano una buona conduzione termica.