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La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta. Essa opera sfruttando lo stesso principio di funzionamento del frigorifero e del condizionatore.

Struttura e funzionamento

 La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso, percorso da uno speciale fluido (frigorigeno) che, a seconda delle condizioni di temperatura e di pressione in cui si trova, assume lo stato di liquido o di vapore. 

Condensazione: il fluido frigorigeno, proveniente dal compressore, passa dallo stato gassoso a quello liquido, cedendo calore all'esterno.

Espansione: passando attraverso la valvola di espansione, il fluido frigorigeno liquido si trasforma parzialmente in vapore e si raffredda.

Evaporazione: il fluido frigorigeno assorbe calore dall'esterno ed evapora completamente.

 L'insieme di queste trasformazioni costituisce il ciclo della pompa di calore: fornendo energia, attraverso il compressore, al fluido frigorigeno, questo, all’interno dell'evaporatore, assorbe calore dal mezzo circostante e, tramite il condensatore, lo cede al mezzo da riscaldare.

Efficienza della pompa di calore

Nel corso del suo funzionamento, la pompa di calore:

-consuma energia elettrica nel compressore; 
-assorbe calore nell'evaporatore, dal mezzo circostante (aria o acqua); 
-cede calore al mezzo da riscaldare nel condensatore (aria o acqua). 

Il vantaggio nell'uso della pompa di calore deriva dalla sua capacità di fornire più energia ambientale (65%) di quella elettrica (35%) impiegata per il suo funzionamento, in quanto estrae calore dall'ambiente esterno (aria-acqua).

L'efficienza di una pompa di calore è misurata dal coefficiente di prestazione (C.O.P.) che misura il rapporto tra energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) ed energia elettrica consumata.

Il C.O.P. varia a seconda dei tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento: in genere, esprime valori prossimi a 3.

Questo vuol dire che per 1 kWh di energia elettrica consumato, verranno forniti 3 kWh (2580 kcal) di calore al mezzo da riscaldare.

Il C.O.P. sarà tanto maggiore quanto più bassa è la temperatura a cui il calore viene ceduto (nel condensatore) e quanto più alta è la temperatura della sorgente da cui viene assorbito (nell'evaporatore). In un intervallo di temperatura compresa tra - 2°C e 2°C, la pompa di calore si disattiva per evitare una significativa riduzione delle sue prestazioni. Non va dimenticato che la potenza termica resa dalla pompa di calore dipende dalla temperatura a cui la stessa assorbe calore.