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Caldaie a Pompa di Calore


Cosa sono

Le caldaie o scaldacqua a pompa di calore rappresentano la più recente soluzione tecnologica per ottenre acqua calda sanitaria (ACS) con un buon risparmio energetico in bolletta ed anche in versione ecologica quando sono integrate a un impianto solare termico o fotovoltaico.

Rispetto ad uno scalda acqua tradizionale elettrico si può, con una caldaia a pompa di calore risparmiare fino al 75% sulla bolletta elettrica perché ad esempio per ottenere 100 di acqua calda si ha un consumo pari a 25 di elettricità e 75 di pompa di calore.

In commercio attualmente si sono molto sviluppate le soluzioni proposte dai principali produttori rispetto ad un paio di anni fa e si possono trovare sia caldaie murali compatte, a pavimento, sia con split esterno, sia per singole abitazioni o plurifamiliari, sia integrabili con impianti solari termici e fotovoltaici per ottimizzare ancora di più i risparmi energetici ed economici. Sono inoltre incentivabili con Conto Termico ed efficienza energetica.


Principio di funzionamento

Gli scaldacqua a pompa di calore, come le più note e diffuse pompe di calore per il riscaldamento/ raffreddamento utilizzano lo stesso ciclo termodinamico per riscaldare l’acqua destinata a usi igienico-sanitari fino a oltre 60°C (temperature di stoccaggio nei bollitori).

Gli scaldacqua a pompa di calore funzionano utilizzando un fluido frigorigeno che, mediante cambiamenti di stato e cicli di compressione ed espansione, è in grado di prelevare il calore dell’aria e di cederlo all’acqua sanitaria per portarla da 10-15 °C fino a circa 60°C (temperatura di stoccaggio nel bollitore).

L’energia elettrica consumata dalla caldaia a pompa di calore per questo processo è soltanto quella che serve a far funzionare il ventilatore che cattura l’aria e il compressore che movimenta il fluido frigorigeno nel circuito.

Il ciclo termodinamico base del principio di funzionamento dello scaldacqua a pompa di calore è illustrato sinteticamente nella tabella sottostante.

Ciclo termodinamico di uno scaldacqua a pompa di calore

Ciclo termodinamico caldaia scaldacqua a pompa di calore


A-B Aria esterna aspirata dentro la pompa di calore dal ventilatore (2) passando sull’evaporatore (1) perde circa 10°C che cede e poi viene espulsa

1- 2 Il fluido frigorifero passando attraverso l’evaporatore assorbe il calore ceduto dall’aria causando il cambiamento di fase del refrigerante che così vaporizza a pressione e temperatura quasi costante (5 Bar e 0°C)

2-3 Il gas refrigerante passa dentro al compressore e così aumenta di pressione e causa un aumento di temperatura che lo porta nello stato di vapore surriscaldato (20 Bar e 70°C)

3-4 Nel condensatore il gas refrigerante cede il suo calore al corpo da riscaldare. Il processo di scambio fa in modo che il refrigerante passi da vapore surriscaldato a stato liquido condensando a pressione costante e subendo una diminuizione di temperatura (20 Bar e temperatura da 70°C a 40°C)

4-1 Il liquido refrigerante passa attraverso la valvola di laminazione,perde in modo brusco sia in temperatura che pressione e vaporizza parzialmente riportandosi alle condizioni iniziali di temperatura (da 40°Ca 0°) e di pressione (5Bar). Il ciclo termodinamico può ricominciare