Pompe di calore a gas

Pompe di calore con motore a gas a compressione

Essendo dotate di un compressore, le pompe di calore con motore a gas hanno un ciclo termodinamico simile a quello delle convenzionali pompe di calore elettriche. 

Il compressore, però, invece di essere alimentato dall’energia elettrica, viene azionato direttamente dall'energia meccanica prodotta da un motore a gas.

Come avviene nella cogenerazione, in cui a un motore primo si abbina un sistema di recupero del calore, anche la pompa di calore a gas produce contemporaneamente sia energia termica che energia meccanica. 

Il calore prodotto dal motore viene recuperato e utilizzato per produrre acqua calda. Questo sistema di recupero, che consente di ottenere acqua calda sanitaria sia quando la pompa è utilizzata per il riscaldamento sia quando è utilizzata per il raffrescamento, è alla base degli alti rendimenti di queste macchine.

E’ noto che le pompe di calore elettriche ad aria presentano cali di rendimento nella stagione invernale, quando le temperature si avvicinano agli 0°C. Diversamente, il recupero del calore prodotto dal motore a gas (che è indipendente dalle condizioni climatiche esterne) si traduce in notevoli vantaggi energetici proprio in presenza di temperature inferiori agli 0°C.

L’alto livello di affidabilità e flessibilità impiantistica di queste macchine le rende particolarmente interessanti nelle più diverse applicazioni.

Pompe di calore a gas ad assorbimento

Queste pompe di calore presentano caratteristiche del tutto singolari. Rispetto alle altre pompe di calore, hanno la prerogativa di poter fare a meno del compressore. Questo è possibile grazie ad un "gioco" chimico che avviene tra una coppia di fluidi frigorigeni, un solvente e un soluto.

(fonte: www.robur.it)

All'interno della macchina, solvente e soluto si combinano e formano una soluzione, per essere poi separati e reiniziare quindi il ciclo. La combinazione e la separazione della coppia di fluidi ha come effetto un innalzamento di pressione, svolgendo così il ruolo tradizionalmente affidato al compressore. 

L'assorbitore è il componente impiantistico in cui avviene l'assorbimento del soluto all'interno del solvente. Il generatore, invece, al quale viene ceduto il calore prodotto dalla combustione del gas, ha il compito di far evaporare il soluto dal solvente, separando così i due fluidi.

In poche parole, la coppia assorbitore-generatore svolge le funzioni di un compressore; tutti gli altri componenti (evaporatore, condensatore e valvola di espansione) sono invece gli stessi delle pompe di calore elettriche.

Le macchine ad assorbimento si caratterizzano per le coppie di fluidi utilizzati, che sono principalmente due:

• acqua (solvente)-ammoniaca (soluto)

• bromuro di litio (solvente) - acqua (soluto)

Per trasferire la soluzione dall'assorbitore al generatore, a pressione superiore, è sufficiente una piccola pompa di circolazione che assorbe pochissima elettricità rispetto alle potenze termiche in gioco. 

L’abolizione del compressore si traduce in un risparmio di elettricità fino all’85% rispetto alle pompe di calore elettriche. Inoltre, non essendoci parti meccaniche in movimento (a esclusione della piccola pompa di circolazione) la vita utile della macchina aumenta notevolmente. L’assenza del compressore, inoltre, assicura un funzionamento estremamente silenzioso.