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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Applicazione delle pompe di calore all'estero. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative L'utilizzo più diffuso della pompa di calore è nel riscaldamento e condizionamento domestico, soprattutto negli Stati Uniti, dove è richiesta la climatizzazione tutto l'anno: raffrescamento nei mesi estivi e riscaldamento in inverno. Da oltre 30 anni viene prodotta una pompa di calore reversibile che risolve entrambi i problemi, economica e affidabile. In Europa, dove le condizioni climatiche sono tali che, almeno per i singoli edifici, non è necessaria la climatizzazione tutto l'anno, una pompa di calore monouso è un sistema più promettente. Rispetto ai tradizionali sistemi di riscaldamento centralizzato, i suoi costi e costi operativi sono a un livello accettabile. Una pompa di calore può utilizzare varie fonti di calore di bassa qualità, cedendolo in un condensatore a temperatura elevata ad un accumulatore gassoso, liquido o di calore, liquido o solido. Nella maggior parte dei casi viene utilizzato un sistema di riscaldamento centralizzato ad acqua, in cui l'acqua calda viene fatta circolare ai radiatori in ogni stanza, o un sistema di riscaldamento ad aria, in cui l'aria riscaldata viene convogliata in ogni stanza. Tali riscaldatori per ambienti sono ampiamente utilizzati: radiatori, unità di accumulo e convettori come fonti di calore aggiuntive. La temperatura negli impianti di distribuzione del calore varia da 40°C per impianti ad aria a 100°C per impianti ad acqua o vapore. La temperatura tipica dell'acqua è di circa 75°C. Poiché l'efficienza di una pompa di calore dipende fortemente dalla temperatura di condensazione, è auspicabile che le pompe di calore riducano la temperatura di distribuzione del calore. E' ovvio che aumentando la superficie di scambio termico, ad esempio con l'ausilio di pannelli a pavimento, risulterà idonea una temperatura di 50° C. Aumentando la portata dell'aria circolante è possibile ridurne la temperatura a 35°C. L'attuazione pratica di queste tendenze nei nuovi edifici può cambiare radicalmente l'atteggiamento nei confronti delle pompe di calore. Gli impianti di riscaldamento centralizzati convenzionali con caldaie all'interno dell'edificio forniscono anche tutta l'acqua calda sanitaria. Questa circostanza dovrebbe essere presa in considerazione durante la progettazione delle pompe di calore. Tuttavia, il riscaldamento richiede più energia della fornitura di acqua calda e, ad esempio, in Inghilterra sono correlati al 60-65 e al 20%. In Inghilterra e in altri paesi europei, il riscaldamento dell'acqua è il più comune, ma dove è richiesta la climatizzazione per tutto l'anno, viene utilizzata la distribuzione dell'aria riscaldata o raffreddata. L'impianto dell'aria va bene per le nuove costruzioni, ma nelle ristrutturazioni è più difficoltoso dell'impianto idrico, che utilizza tubi di piccolo diametro per l'approvvigionamento idrico dalla caldaia. L'impianto dell'aria richiede grandi condotti che sono difficili da installare negli edifici esistenti. Come dispositivo di riscaldamento, una pompa di calore non deve essere un sistema centralizzato che serve più stanze. È possibile installare condizionatori d'aria individuali in ogni stanza con il proprio compressore e condensatore, fonte di calore esterna o interna per l'evaporatore. In generale, le pompe di calore sono in grado di competere con la maggior parte dei sistemi di riscaldamento e condizionamento convenzionali. Oltre al riscaldamento e al condizionamento, una funzione importante della pompa di calore, che ne determina l'applicabilità, è la fornitura di acqua calda. La maggior parte dei rapporti di ricerca sul ruolo delle pompe di calore in futuro considera il riscaldamento come principale, ma allo stesso tempo osserva che l'acqua calda e il recupero di calore stanno diventando sempre più importanti come la tendenza verso case a basso consumo energetico e "sistemi completamente integrati" in base agli incrementi delle pompe di calore. Tuttavia, questo trascura il problema principale: l'uso delle pompe di calore negli edifici esistenti, il problema di sostituire un impianto che fornisce contemporaneamente l'approvvigionamento di acqua calda (caldaia centrale) con una pompa di calore che può anche risolvere contemporaneamente entrambi i problemi. Questo problema è legato all'economia dell'utilizzo di una fonte di calore esterna a bassa temperatura per produrre acqua calda ad alta temperatura. L'elevato costo dell'elettricità ne impedisce l'utilizzo su larga scala per il riscaldamento e in molti casi l'impianto di riscaldamento comprende un tandem: una pompa di calore e una caldaia a combustibile fossile. Allo stesso tempo, HP fornisce acqua riscaldata alla temperatura richiesta.
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