Cos’è Una Pompa Di Calore? Come Funzionano? I Sistemi Spiegati

Mentre la tecnologia continua a migliorare, gli ingegneri HVAC stanno trovando nuovi modi per rendere il controllo del clima domestico più conveniente ed efficiente. Le pompe di calore sono uno degli ultimi tipi di sistemi a crescere con questa nuova tecnologia.

Le macchine che raggiungono più di 40 SEER nei laboratori di prova significano che le unità attuali sono ben al di sopra di 20 SEER. Le pompe di calore sono uno dei sistemi più efficienti disponibili. Diamo un’occhiata alle pompe di calore per scoprire come funzionano e se sono adatte a te e alla tua casa.

Cos’è Una Pompa Di Calore? (& Le Parti Principali)

Negli anni ’40 è stata introdotta la tecnologia della pompa di calore per l’uso pratico. Un inglese di nome John Summer costruì una pompa di calore a ricircolo utilizzando antigelo a Norwich, in Inghilterra. Prima di ciò, Peter von Rittinger scoprì le proprietà della pompa di calore cercando di asciugare la salamoia nel 1857.

La stessa tecnologia è ancora utilizzata oggi. È diventata una scelta popolare per il riscaldamento e il raffrescamento residenziale.

Una pompa di calore, nota anche come sistema minisplit, utilizza elettricità e refrigerante per rimuovere il calore dall’aria per raffreddare una casa. Può anche invertire il flusso di calore per rimuovere l’aria fredda dalla casa per aumentare la temperatura.

Su piccola scala, funziona più o meno come un sistema di aria centrale assorbendo calore nelle bobine di refrigerante e spostando quel calore in un’altra area. Il calore viene spostato all’esterno in estate per mantenere fresca la casa. In inverno, il calore viene portato all’interno per riscaldare la casa.

Potresti avere familiarità con il riscaldamento centralizzato o l’aria.

Il compressore si trova nell’unità di condensazione fuori casa. È il cuore del sistema, pompando continuamente refrigerante attraverso le linee del refrigerante da e verso la cassetta a parete montata all’interno.

Il compito dei compressori è quello di prendere il refrigerante che passa e comprimerlo. Ciò aumenta il calore e la pressione del refrigerante, consentendo al resto del sistema di distribuire quel calore secondo necessità.

Il compressore e il ventilatore sono alloggiati nel condensatore. La sua funzione primaria è quella di trasferire l’aria dall’esterno dell’abitazione attraverso le batterie frigorifere.

In modalità riscaldamento, aspira l’aria più calda dall’esterno, innalzando la temperatura del refrigerante, che viene poi spinto all’interno dell’evaporatore e l’aria calda entra in casa.

In modalità di raffreddamento, il condensatore tira l’aria all’esterno sopra le serpentine, rimuovendo il calore dal refrigerante e restituendolo all’evaporatore per aiutare a raffreddare la casa.

L’evaporatore si trova all’interno della cassetta a parete. Funziona allo stesso modo di un evaporatore d’aria centrale. Le bobine sono raffreddate dall’aria che le attraversa. L’inverno porta aria fredda in casa e la trasferisce al refrigerante. Viene quindi espulso all’esterno.

Le batterie vengono riscaldate in estate quando l’aria calda viene fatta passare attraverso di esse. Viene quindi raffreddato e ricacciato all’interno della stanza per abbassare la temperatura.

Il gestore dell’aria è un dispositivo monouso che svolge un solo lavoro, a differenza della maggior parte delle altre parti del sistema. È progettato per aspirare l’aria dalla stanza, farla passare attraverso le serpentine dell’evaporatore, quindi prendere l’aria riscaldata o raffreddata e riportarla nella stanza.

La valvola di inversione, una valvola di ritegno posta sulle linee dell’impianto, controlla la direzione del flusso del compressore. In modalità raffreddamento, il refrigerante si muove in una direzione, inviando refrigerante freddo all’evaporatore.

La modalità di riscaldamento cambia la direzione della valvola, costringendola a scorrere all’indietro, estraendo il refrigerante caldo dall’evaporatore e inviandolo al compressore in modo che possa riscaldare l’aria all’interno.

4 Principali Vantaggi Dell’installazione Di Una Pompa Di Calore

Le pompe di calore sono leader in termini di efficienza, come tutti sappiamo. Questo fatto, insieme a molti altri vantaggi, rende l’aggiornamento a una pompa di calore un investimento utile. Una pompa di calore è una scelta eccellente per le nuove costruzioni, gli aggiornamenti HVAC e gli aggiornamenti domestici.

• Maggiore efficienza e minori costi energetici. È tempo di aggiornare se il tuo sistema ha più di 10 anni o ha meno di 14 SEER, o entrambi. Le pompe di calore generalmente vanno da 18 a 22 SEER e costano meno per funzionare rispetto a un forno standard.
• Funziona sia come riscaldatore che come condizionatore.
  I sistemi mini-split invertono il compressore e la pompa, così puoi riscaldare o raffreddare la tua casa con la stessa unità.

Ciò consente di risparmiare sui costi energetici e non richiede l’installazione di più componenti o sistemi.

Da non trascurare è il fatto che le pompe di calore possono essere molto convenienti. Sebbene possano essere più convenienti di altre opzioni di controllo del clima per la tua casa, non sono economiche. Se hai bisogno di finanziamenti, potremmo essere in grado di aiutarti. Consulta la nostra guida al finanziamento HVAC per informazioni.

Come Funziona Una Pompa Di Calore? Spiegazione Di Cinque Diversi Tipi Di Pompa Di Calore

Esistono molti tipi di pompe di calore e ognuna funziona in modo diverso. Ad esempio, alcuni tipi sono molto migliori nei climi più freddi e alcuni non si basano sulla temperatura dell’aria. Diamo un’occhiata ai diversi tipi di pompe di calore e vediamo quale si adatta meglio a te.

Esistono molti modi per identificare le pompe di calore. Il più comune è da come è installato il sistema. I sistemi di alimentazione dell’aria sono i più comuni. Questi sistemi sono costituiti da un’unità di condensazione esterna, una pompa e un evaporatore interno.

Funziona allo stesso modo di un condizionatore d’aria centralizzato. Il compressore spinge il refrigerante attraverso l’evaporatore. L’aria viene quindi raffreddata.

In inverno, la valvola si inverte e il calore viene trasferito all’evaporatore, dove riscalda l’aria. Questo sistema è anche noto come pompa di calore aria-aria.

Le pompe di calore geotermiche si basano su un sistema di tubazioni a circuito chiuso. I tubi contengono una miscela di antigelo e acqua. Mentre la pompa fa circolare la miscela di acqua, assorbe il calore dal terreno attorno ai tubi, spostandolo attraverso il sistema dove il calore viene poi trasferito all’abitazione.

Conosciuti anche come terra-aria o acqua-aria, questi sistemi sono comuni, ma possono creare confusione. Le pompe di calore ad acqua (spiegate di seguito) utilizzano l’acqua in modo diverso e creano confusione quando si parla di stili.

Tieni presente che i sistemi geotermici possono essere installati orizzontalmente o verticalmente. Usano la temperatura del suolo per aggiungere o sottrarre calore. I sistemi di fonti d’acqua funzionano in base alla temperatura dell’acqua.

Una pompa di calore ad acqua utilizza due diversi metodi di riscaldamento e raffreddamento. Il più comune è il sistema acqua-acqua. Questo sistema è simile a una pompa di calore geotermica, ma è a circuito chiuso. Tranne che invece di essere interrati, i tubi di miscelazione dell’acqua sono immersi nell’acqua (lago, fiume, ecc.).

Il secondo tipo è noto come pompa di calore a circuito aperto. Invece di utilizzare acqua e miscela antigelo nelle tubazioni, l’acqua viene pompata direttamente da una sorgente (generalmente una falda acquifera), dove viene inviata alla pompa e attraverso il sistema. A volte, l’acqua viene riscaldata prima che entri nel sistema.

Un sistema ad anello d’acqua funziona quasi esattamente allo stesso modo di una pompa di calore a circuito chiuso. Entrambi i sistemi utilizzano tubi a circuito chiuso riempiti con acqua o antigelo per spostare il fluido attraverso di essi. Viene riscaldato un sistema ad anello d’acqua, che è diverso da un sistema a fonte d’acqua.

Ci sono molti modi per riscaldare l’acqua. I più popolari sono i forni a gas naturale e gli scambiatori di calore elettrici.

Una pompa di calore ad aria di scarico è l’applicazione meno comune ma forse la più efficiente. Utilizza lo scarico riscaldato di altri sistemi o apparecchi per riscaldare l’acqua nei tubi. Lo scarico viene quindi riportato nell’atmosfera.

Questi sistemi non hanno bisogno di riscaldare o raffreddare l’acqua o l’aria e si affidano ad altre fonti esterne, il che li rende dispositivi a bassissimo consumo energetico con un rendimento relativamente alto.

In modalità raffreddamento, una pompa di calore funziona in modo molto simile a qualsiasi altro condizionatore d’aria a base di refrigerante. La valvola di inversione è la differenza più importante. La valvola di inversione consente al refrigerante di fluire dall’unità di condensazione esterna (all’aperto), all’evaporatore interno. Diamo un’occhiata al processo vero e proprio.

1. .Il refrigerante è un gas riscaldato a bassa pressione. Viene quindi spinto nel compressore dalla valvola di inversione.
2. Il compressore condensa il gas quando passa attraverso le bobine della sua unità di condensazione.
3. Il ventilatore del condensatore fa circolare l’aria esterna sulle batterie. Questo è più efficiente rispetto all’utilizzo del refrigerante delle bobine. L’improvviso cambiamento di temperatura fa sì che il refrigerante si raffreddi rapidamente e il liquido inizia l’espansione in un gas mentre passa attraverso la valvola di espansione.
4. .Il gas freddo viene quindi inviato attraverso l’unità evaporatore, dove il trattamento dell’aria aspira l’aria dall’interno della casa per passare sopra le serpentine dell’evaporatore.
5. .L’aria calda trasmette il calore e l’umidità alle serpentine, che abbassano la temperatura dell’aria prima di essere rimandata nella stanza.

L’unica cosa che cambia quando la pompa di calore è in modalità riscaldamento è il cancello di inversione. La valvola ruota di 90° (in posizione orizzontale), il che fa fluire il refrigerante del sistema nella direzione opposta.

1. .Il gas refrigerante freddo viene spostato attraverso la valvola di inversione dal condensatore al compressore. Il compressore converte il gas in un liquido riscaldato ad alta pressione che viene quindi inviato a un’unità evaporatore.
2. Il refrigerante trasferisce il calore all’aria trattata dall’unità di trattamento dell’aria. L’aria riscaldata viene soffiata nella stanza, aumentando la temperatura. Il refrigerante viene quindi raffreddato e si espande in un gas a bassa pressione.
3. .Il gas rallenta e viene forzato attraverso la valvola di espansione, dove si raffredda ancora di più.
4. .Mentre il gas passa attraverso le batterie del condensatore, il ventilatore del condensatore aspira aria esterna più calda attraverso le batterie, dove avviene un altro scambio termico. Il calore viene aggiunto al refrigerante dall’aria e l’aria più fredda viene spinta all’esterno.
5. .Il refrigerante passa attraverso il compressore, dove il sistema ricomincia. Il sistema si fermerà una volta raggiunta la temperatura.

Ecco 5 Consigli Per Ridurre Il Consumo Di Elettricità Della Pompa Di Calore

Le pompe di calore, nel complesso, sono molto economiche e offrono un grande valore. Inoltre consumano meno elettricità rispetto ad altri sistemi di climatizzazione domestica. Perdono un po’ di efficienza quando la temperatura esterna scende.

Tuttavia, non lasciare che questo dissuada la tua decisione. Una pompa di calore è generalmente efficiente e molto efficace fino a circa 25 gradi (Fahrenheit). Alcune pompe di calore lavorano di più e consumano più elettricità quando le temperature scendono sotto i 40 gradi.

Ci sono cose che puoi fare (a seconda del tipo di sistema a pompa di calore che possiedi) per aiutare a mantenere l’efficienza e continuare a risparmiare denaro utilizzando le pompe di calore.

Cambiare costantemente il termostato è un ottimo modo per perdere l’efficienza che hai. Una volta impostato il termostato, dovresti lasciarlo. Non vuoi che la temperatura cambi più frequentemente di 1 grado ogni 2 ore.

Molti sistemi acqua-aria avranno la temperatura di mandata impostata su un valore molto più alto dagli installatori. La temperatura dell’acqua può essere ridotta per ridurre la frequenza e il tempo necessari alle resistenze elettriche per riscaldare l’acqua.

Alcuni modelli includono un riscaldatore elettrico che può essere utilizzato per integrare la potenza termica della pompa di calore. Molti proprietari di case collegano questo sistema al termostato e lo fanno accendere secondo necessità. È possibile avere un maggiore controllo sulla frequenza e sul tempo della fonte di calore elettrica utilizzando un’opzione di controllo manuale.

La tua pompa di calore funzionerà al meglio se è ben tenuta e pulita regolarmente. Per prestazioni ottimali, mantenere il flusso d’aria in movimento cambiando i filtri dell’aria in tempo e pulendo regolarmente le bobine e le prese d’aria per mantenere il sistema libero da polvere e detriti.

Sebbene i pannelli solari possano essere costosi da installare inizialmente, possono ridurre drasticamente il consumo di elettricità. Se disponi di un sistema di pannelli solari esistente, il collegamento della pompa di calore può ridurre il consumo elettrico quasi a zero. Se decidi di installare un sistema a energia solare dopo il fatto, puoi recuperare i costi molto più velocemente utilizzando una pompa di calore.

Suggerimenti Per La Manutenzione Della Pompa Di Riscaldamento

Le pompe di calore richiedono pochissima manutenzione e pulizia.

Anche se potresti non dedicare tanto tempo a mantenere operativo il tuo sistema, ci sono comunque dei requisiti che dovresti seguire.

Esistono due diversi tipi di manutenzione da considerare, la manutenzione fai-da-te eseguita da te e la manutenzione professionale eseguita da un professionista HVAC.

La manutenzione per i proprietari di casa è facile e di routine. Le pompe di calore non richiedono troppe pulizie o riparazioni. È meglio seguire i passaggi seguenti.

• Sostituire i filtri regolarmente. I filtri sporchi possono impedire il flusso d’aria e rendere il sistema meno efficiente.
• Pulizia delle batterie È necessario pulire le batterie e l’unità del condensatore due volte all’anno. Inoltre, ispezionare le bobine delle bobine dell’evaporatore.
• Pulisci la cassetta a muro. Polvere e detriti possono accumularsi intorno alle prese d’aria e alle unità a parete, il che può ridurre la qualità dell’aria e alterare le capacità di raffreddamento e riscaldamento dei sistemi di trattamento dell’aria.
• Verificare collegamenti e linee. Dovresti ispezionare le connessioni elettriche e del refrigerante almeno una volta all’anno per assicurarti che non ci siano danni, piegature o connessioni allentate.
• Controlla il termostato. Collegamenti scadenti, batterie difettose e altri problemi con i termostati possono avere un impatto drammatico sulle prestazioni della pompa di calore.

Un tecnico HVAC dovrebbe essere assunto una volta all’anno per ispezionare il sistema. Ciò contribuirà a mantenere le prestazioni e a contenere i costi. L’ispezione standard dovrebbe durare circa 2 ore e includere i seguenti componenti.

• Controllare l’intero sistema per l’accumulo di sporco e detriti.
• Se possibile, ispezionare i condotti per verificare la presenza di danni e, se necessario, effettuare le riparazioni.
• Controllare il flusso d’aria da e verso l’unità di trattamento dell’aria.

Le Persone Chiedono Anche (FAQ)

La pompa di calore è elettrica o a gas?

Mentre alcune pompe di calore ad acqua sono riscaldate a gas naturale, il resto del sistema e tutte le altre pompe di calore sono alimentate elettricamente. Le unità ad acqua riscaldata a gas sono conosciute come pompe di calore a gas, sono anche efficienti, ma l’ammoniaca accumulata non viene condensata attraverso il compressore e viene invece evaporata nell’acqua stessa.

È vero che le pompe di calore smettono di funzionare quando fuori fa molto freddo?

Una pompa di calore continuerà a funzionare a meno che l’intero sistema non sia congelato. Tuttavia, a temperature più basse, la pompa di calore diventerà meno efficace e meno efficiente. A circa 40 gradi (Fahrenheit), la maggior parte delle pompe di calore inizierà a perdere efficienza. Smettono di produrre abbastanza calore per fare una differenza significativa a 25 gradi Fahrenheit e sotto. Tuttavia, come fonte di calore supplementare, continueranno a spostare l’aria riscaldata attraverso la casa finché sarà disponibile.

Posso riscaldare la mia casa con le pompe di calore senza altre fonti di calore?

È possibile riscaldare la tua casa con una pompa di calore, a seconda della temperatura e dell’umidità della tua zona. Tuttavia, anche chiamate pompa di calore, le unità sono state originariamente progettate come fonte di calore supplementare. In generale, nella maggior parte delle regioni, le pompe di calore richiedono l’assistenza di riscaldatori elettrici, forni a gas o persino stufe a pellet quando le temperature scendono troppo.

Cos’è uno scaldabagno a pompa di calore?

Uno scaldacqua a pompa di calore (HPWH), chiamato anche riscaldatore ibrido, utilizza la tecnologia delle pompe di calore per aumentare la temperatura dell’acqua in un serbatoio. Quindi sposta l’acqua ai rubinetti della tua casa utilizzando aria ambiente e refrigerante.

Quale sistema a pompa di calore è il migliore?

Ci sono molti marchi che producono pompe di calore. Le migliori aziende HVAC sono ancora le migliori quando si tratta di sistemi a pompa di calore. I sistemi mini-split, sia canalizzati che senza canale, sono ottimi prodotti da aziende come Trane, Carrier, Lennox, Rheem e Goodman.

Quali sono gli svantaggi di una pompa di calore?

I sistemi a pompa di calore hanno pochi svantaggi. Tuttavia, alcuni marchi possono essere piuttosto costosi in anticipo e l’installazione è meglio lasciare a un professionista.

Molte marche non consentono l’installazione fai-da-te. L’unico altro aspetto negativo è che in climi estremamente freddi, le pompe di calore possono richiedere fonti di calore aggiuntive per mantenere la temperatura della casa.