La pompa di calore è uno dei sistemi di riscaldamento più efficienti disponibili sul mercato, a condizione che sia adeguatamente abbinata all'edificio e che operi in un edificio relativamente ben isolato. Il suo cuore è il compressore, che garantisce il corretto svolgimento dell'intero processo di acquisizione dell'energia termica. È proprio dalla sua qualità, efficienza e affidabilità che dipende l'efficacia operativa del dispositivo. Cos'è esattamente il compressore di una pompa di calore e perché svolge un ruolo così importante?
Il compressore è un elemento chiave del circuito frigorifero della pompa di calore; senza di esso, la pompa di calore sarebbe inutile per il riscaldamento delle case, perché è grazie ad esso - e al processo di compressione del gas refrigerante - che la pompa di calore può generare le temperature necessarie per riscaldare l'abitazione o l'acqua sanitaria.
In una pompa di calore, come molti sanno, circola il refrigerante (si chiama così, anche se è responsabile del trasferimento del calore). Il refrigerante lo abbiamo sicuramente incontrato molte volte, ma di solito con un nome specifico: esistono diversi tipi, ad es. R134a, R410a o il recente R32, molto popolare. Questo refrigerante acquisisce energia termica iniziale dalla cosiddetta sorgente inferiore, ovvero dall'aria (nel caso di pompa aria-acqua), dall'acqua di falda (in caso di pompa geotermica), ecc. Tuttavia, non è un processo concluso e questa energia termica non è ancora sufficiente. Affinché la pompa di calore sia abbastanza efficiente per riscaldare la casa, è necessario migliorare ulteriormente questo processo. Ed è qui che entra in gioco il compressore della pompa di calore.
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Il compito del compressore della pompa di calore è comprimere il refrigerante allo stato gassoso, quindi comprimerlo e pressarlo, ovviamente prendendo entrambe le parole tra grandi virgolette. Aumenta quindi la pressione e, come risultato dell'aumento della pressione, aumenta anche la temperatura del refrigerante, consentendo il trasferimento di energia termica all'impianto di riscaldamento dell'edificio. Dopo aver lasciato il compressore, il refrigerante è caldo e può essere inviato al condensatore, dove cede calore all'acqua che riscalda l'edificio.
Senza un compressore efficiente, il processo di trasporto del calore dalla sorgente inferiore (aria, terreno o acqua) all'impianto di riscaldamento centralizzato sarebbe impossibile.
Il processo di lavoro del compressore inizia quando esso preleva il refrigerante sotto forma di gas a bassa pressione. Successivamente, il compressore ne aumenta la pressione, causando un significativo aumento della temperatura. Il refrigerante caldo raggiunge il condensatore, dove cede calore all'impianto di riscaldamento. Il condensatore è essenzialmente uno scambiatore di calore gas-acqua, in cui da un lato abbiamo il refrigerante caldo e dall'altro l'acqua, che riceve da esso energia termica, cioè, in parole più semplici, si riscalda.
Dopo aver ceduto energia termica nel condensatore, il refrigerante passa attraverso una valvola di espansione, abbassando la pressione e la temperatura, per poi tornare all'evaporatore, dove l'intero ciclo ricomincia. Il refrigerante raffreddato può nuovamente assorbire energia dalla sorgente inferiore e poi tornare al compressore.
Questo è, in una certa semplificazione, l'intero ciclo di lavoro della pompa di calore, in cui il compressore gioca un ruolo fondamentale.
Il compressore della pompa di calore è un dispositivo azionato da un motore elettrico che consuma energia elettrica e la utilizza per funzionare, per comprimere il refrigerante. Ecco perché vale la pena soffermarsi un attimo su questo punto.
Come sappiamo, le pompe di calore consumano una quantità relativamente elevata di energia elettrica, e ne consumano ancora di più quando lavorano a temperature elevate. Relativamente poca elettricità viene consumata dalle pompe di calore che operano in edifici con riscaldamento a pavimento, alimentato a bassa temperatura, intorno ai 28-35 gradi Celsius. Sono invece energivore nel caso di case vecchie - con vecchi impianti di riscaldamento, vecchi radiatori che richiedono temperature di mandata fino a 55-60 gradi - il che rende spesso l'investimento in una pompa di calore in tale casa sostanzialmente non conveniente. Almeno prima della sostituzione dell'impianto di riscaldamento e di una completa termoristrutturazione.
Perché accade questo? Perché la pompa di calore lavora in modo più efficiente ed economico a basse temperature - e che relazione ha con il compressore. Ebbene, quando la pompa di calore lavora a basse temperature, il compressore lavora meno a lungo, poiché il refrigerante durante la compressione raggiunge più rapidamente la temperatura richiesta. È più facile e veloce per il compressore portare la temperatura del refrigerante a, ad esempio, 35 gradi piuttosto che a 50 gradi Celsius. Ecco perché i compressori nei sistemi a bassa temperatura lavorano meno a lungo e meno intensamente. E questo si traduce direttamente in un basso consumo energetico.
Tra l'altro, vale la pena notare un altro aspetto. Il compressore in una pompa di calore in un sistema a bassa temperatura, poiché lavora molto meno intensamente, si usura molto più lentamente e il rischio di potenziale guasto è anche molto più basso rispetto ai sistemi ad alta temperatura. La pompa di calore è essenzialmente un dispositivo progettato per funzionare in sistemi con basse temperature di mandata, in edifici ben isolati termicamente.
Nelle moderne pompe di calore vengono utilizzati essenzialmente diversi tipi di compressori. I più comuni sono i compressori rotativi, a spirale (scroll) e a pistone.
I compressori a spirale godono di particolare stima grazie all'elevata efficienza, al funzionamento silenzioso e alla lunga durata. Sono ampiamente utilizzati sia in impianti domestici che commerciali di pompe di calore. I compressori rotativi, invece, si distinguono per la struttura compatta e la buona efficienza energetica.
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Sempre più produttori utilizzano la tecnologia inverter nelle pompe di calore. Ciò significa che il compressore può regolare gradualmente la sua potenza in base alla richiesta di calore attuale dell'edificio. L'inverter garantisce che il compressore non lavori solo in modalità ON/OFF, ma moduli il suo funzionamento.
A differenza delle soluzioni tradizionali di tipo ON/OFF, il compressore inverter non deve avviarsi e spegnersi continuamente. In questo modo consuma meno energia elettrica, lavora in modo più silenzioso e ha una maggiore durata.
Nonostante l'elevata durata, i compressori possono talvolta subire danni. Le cause più comuni di guasto sono l'installazione errata dell'impianto, la quantità inadeguata di refrigerante, le impurità nel circuito e i problemi di alimentazione elettrica.
Anni i frequenti cicli di avvio e arresto del dispositivo sono pericolosi, almeno dal punto di vista di un certo periodo di utilizzo. Ecco perché è così importante abbinare correttamente la potenza della pompa di calore alle esigenze dell'edificio ed effettuare regolarmente controlli di manutenzione.
Una manutenzione regolare consente di prolungare significativamente la durata del compressore. È opportuno effettuare controlli tecnici periodici, monitorare i parametri operativi del dispositivo e verificare lo stato dell'impianto elettrico. Questa è la base.
Un'assistenza professionale può anche verificare il livello del refrigerante e rilevare eventuali anomalie prima che portino a un costoso guasto. Non vale la pena farlo da soli, tanto più che la maggior parte dei refrigeranti utilizzati richiede qualifiche speciali.
Il compressore è uno dei componenti più costosi della pompa di calore. Il costo della sua sostituzione dipende dal tipo di dispositivo, dal produttore e dalla potenza termica. Nel caso delle pompe di calore domestiche, il prezzo di un nuovo compressore con servizio di installazione può variare da 700 a ben 4000 €.
Per questo motivo vale la pena investire in dispositivi di produttori rinomati e sottoporre regolarmente l'impianto a manutenzione, per evitare l'usura prematura di questo componente chiave.
In larga misura sì. L'efficienza del compressore influisce direttamente sul coefficiente di prestazione COP e sull'efficienza stagionale SCOP dell'intero dispositivo. I moderni compressori inverter consentono di ottenere parametri operativi molto elevati, riducendo al contempo il consumo di energia elettrica.
Scegliendo una pompa di calore, vale la pena prestare attenzione non solo alla potenza del dispositivo, ma anche al tipo di compressore utilizzato. È proprio questo componente a garantire l'affidabilità, l'economia di esercizio e il comfort di utilizzo dell'impianto di riscaldamento per molti anni.
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