GeoExchange - La pompa di calore

28 Giugno 1999
A cura di Marco Benini

Una pompa di calore e' una macchina termica in grado di trasferire calore da una temperatura piu' bassa ad una piu' alta. Nasce, come schema di principio disegnata da Lord Kelvin piu' di un secolo fa (1871), puo' essere utilizzata per raffreddare oppure per riscaldare o infine per entrambe le funzioni (conteporaneamente o alternativamente).

L'esempio a tutti piu' noto e' quello del frigorifero in cui si asporta calore da un ambiente piu' freddo che viene ceduto ad un ambiente piu' caldo. La pompa di calore permette di utilizzare differenti tipologie di fonte di energia (aria esterna, terreno, corsi o falde d'acqua) e di riqualificare tale calore portandolo, a spese di una lavoro meccanico, a temperature superiori tali da renderlo utilizzabile (nel caso del riscaldamento).

Un impianto geotermico nel Nevada

Il ciclo completo si svolge in 4 fasi:

- evaporazione
- compressione
- condensazione
- ritorno

evaporazione: cioe' la sottrazione del calore dalla sorgente fredda tramite uno scambiatore in cui circola un mezzo di processo (freon, ammoniaca o altro fluido frigorigeno).

compressione: ossia l'aggiunta di calore al mezzo frigogeno per mezzo del lavoro svolto dal motore. Si ottiene cosi' la riqualificazione del calore sottratto alla fonte fredda.

condensazione: cossia la cessione del calore contenuto nel mezzo frigigeno all'ambiente caldo. Questo avviene per raffredamento del liquido vettore che si trova in un secondo scambiatore.

ritorno: il fluido ritorna alle condizioni iniziali, mediante la depressurizzazione del fluido, ottenuto in genere per laminazione.