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Pompa di calore come funziona per il riscaldamento
La pompa di calore come funziona ? è una particolare macchina in grado di trasferire il calore presente in una sorgente a bassa temperatura verso un punto a temperatura maggiore.
A noi tutti è noto che il calore tende a spostarsi da un corpo caldo verso uno a temperatura minore.
Questo principio fisico ci fa quindi capire che un locale chiuso e riscaldato in inverno (cioè con una bassa temperatura esterna) tenderà a raffreddarsi, in quando cederà progressivamente il proprio calore all’ambiente esterno, attraverso la migrazione del calore interno verso l’esterno tramite le pareti, il soffitto, le finestre, ecc.
Per mantenere caldo il locale sarà quindi necessario fornire continuamente del calore che compensi questa continua “perdita” verso l’esterno.
Bisognerà fornire al locale del calore, sotto forma, ad esempio, di un flusso di acqua acqua o di aria che abbia una temperatura maggiore del locale, in modo che il fluido ceda il proprio calore al locale.
Le pompe di calore sono macchine che possiamo definire in grado di invertire il flusso di calore: prelevano il calore da un ambiente a bassa temperatura per trasferirlo a un ambiente a temperatura più alta.
Questo processo non può avvenire in modo naturale, come abbiamo detto, perché in natura il calore si sposta da un corpo caldo a uno meno caldo.
Per compiere questo processo inverso, la pompa di calore deve effettuare un lavoro, trasferire del calore da fornire a un ambiente caldo, definito pozzo caldo prelevando questo calore da un ambiente più freddo, chiamato sorgente fredda, fornendo a questa macchina una determinata energia.
Ciclo inverso di Carnot
Pompa di Calore Come Funziona sono macchine che utilizzano il ciclo di Carnot.
Il ciclo inverso di Carnot è invece applicato per spostare del calore da una sorgente a temperatura inferiore a una a temperatura superiore, a scapito della richiesta di un lavoro proveniente dall’esterno.
In figura sottostante è riportato lo schema semplificato del principio di funzionamento di una pompa di calore a compressione di vapore(tipico nelle pompe di calore elettriche).
Il compressore comprime il fluido refrigerante (in stato gassoso), aumentando sia la pressione che la temperatura, e lo invia al condensatore.
Lo scopo del condensatore è quello di cedere il calore del vapore caldo all’ambiente da riscaldare: è composto da una batteria di scambio al cui interno circola vapore caldo e all’esterno di essa un fluido di scambio (l’aria o l’acqua di riscaldamento).
Dal condensatore, il refrigerante liquido passa all’organo di laminazione, subendo un brusco calo di pressione.
La diminuzione della pressione causa un notevole abbassamento della temperatura del refrigerante, che viene inviato all’evaporatore.
L’evaporatore, sebbene simile al condensatore, opera in condizioni completamente opposte.
All’interno della batteria di scambio dell’evaporatore scorre un liquido estremamente freddo, che viene messo in contatto con la sorgente fredda, come l’aria esterna o l’acqua di un pozzo.
Siccome il refrigerante è molto freddo, acquisisce calore dall’aria o dall’acqua della sorgente fredda e si riscalda, fino a evaporare nuovamente.
Il refrigerante nuovamente sotto forma di vapore entra nel compressore che lo comprime per iniziare un nuovo ciclo.
Il ciclo si basa sui cambiamenti di stato, di pressione e di temperatura.
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