A prima vista appare sorprendente che si possa estrarre calore da un corpo freddo, per poi trasferirlo all’interno di un edificio. Ma considerando la cosa da un altro punto di vista, mediante un esempio concreto, il meccanismo di funzionamento appare più comprensibile.

“Si immaginino 100 unità di energia termica all'interno di un pallone da calcio; quest'ultimo è poi compresso fino alle dimensioni di una pallina da ping pong: a questo punto esso contiene le stesse 100 unità, ma l'energia termica media per unità di volume è molto maggiore. In altre parole la temperatura dell'aria all'interno della palla è aumentata.
Le pareti della pallina si riscaldano e quindi il calore inizia a trasferirsi all'esterno più velocemente. Per portare questo calore in un altro luogo, si può immaginare di muovere la pallina in una zona con temperatura inferiore, dove essa gradualmente aggiusterà la sua temperatura fino a uguagliare la temperatura dell'ambiente: in questo processo si ipotizza che essa trasferisca 50 unità di energia termica.
Dopo che la pallina si è raffreddata, la si può riportare nella zona iniziale e lasciarla espandere [...].
Il compressore di una pompa di calore crea proprio la differenza di pressione che permette al ciclo di ripetersi (similmente alla palla che si espande e si contrae): esso pompa il fluido refrigerante attraverso l'evaporatore, dove appunto evapora a bassa pressione assorbendo calore, in seguito lo comprime e lo spinge all'interno del condensatore, dove condensa ad alta pressione rilasciando il calore precedentemente assorbito.
Il fluido refrigerante cambia di stato all'interno dei due radiatori: nell'evaporatore passa da liquido a gassoso, nel condensatore passa da gassoso a liquido.” (fonte: Wikipedia, Pompa di calore)

Riscaldare e raffrescare

Come indica il nome stesso, le pompe "di calore" hanno propriamente la funzione di produrre calore, per il riscaldamento degli ambienti e/o dell'acqua sanitaria. Però la maggior parte delle pompe di calore presenti sul mercato è di tipo reversibile: possono sia riscaldare durante l'inverno che raffrescare in estate.

In pratica, le pompe di calore reversibili lavorano con lo stesso processo termodinamico, ma utilizzato al contrario, fornendo così aria/acqua fredda anzichè aria/acqua calda. Semplicemente invertendo il ciclo attraverso una valvola, la pompa di calore reversibile può svolgere le funzioni di un impianto termico o di un condizionatore.

Come si può vedere nell’immagine sottostante, in regime di raffrescamento la sorgente fredda (freccia blu) e il pozzo caldo (freccia rossa) semplicemente si invertono.

Tipologie di pompe di calore

Vediamo ora di capire meglio quali sono le diverse tipologie di pompe di calore. Esistono più criteri in base ai quali poter fare una classificazione delle pompe di calore.

Una prima distinzione può essere fatta in base alle sorgenti fredde e ai pozzi caldi utilizzati.