IMPIANTI HVAC PER EDIFICI INTELLIGENTI
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3.3.2. Pompe di calore in raffrescamento
Come accennato in precedenza, una pompa di calore può operare inversamente per fornire raffreddamen- to anziché calore. Moltissimi dispositivi per climatizzazione estiva non sono altro che pompe di calore aria-aria o aria-acqua usate in modalità frigorifera: ad esempio, il classico climatizzatore split installato in casa è tecnicamente una pompa di calore aria-aria reversibile (infatti quasi tutti i modelli odierni possono fare sia freddo che caldo invertendo il ciclo). In modalità raffrescamento, il ciclo funziona esattamente come quello di un frigorifero: l’unità interna funge da evaporatore, assorbendo calore dall’aria ambiente e raffreddandola, mentre l’unità esterna funge da condensatore, espellendo all’esterno il calore prelevato dall’interno. Lo stesso vale per una pompa di calore aria-acqua: d’estate può invertire il processo, pro- ducendo acqua refrigerata da inviare ai fan-coil per il condizionamento, proprio come farebbe un chiller. Vale la pena sottolineare che, di fatto, chiller e pompe di calore condividono la medesima tecnologia di base e spesso l’unica distinzione è nelle temperature di lavoro: un chiller è ottimizzato per produrre freddo (es. acqua a 7 °C) e cede calore a temperature medio-alte (aria a 35–40 °C o acqua di torre a 30 °C), men- tre una pompa di calore per riscaldamento è dimensionata per rendere al meglio fornendo acqua calda (es. 45 °C) e prelevando calore dall’aria fredda (2–7 °C). Tuttavia, le macchine moderne sono quasi tutte reversibili: molti produttori commercializzano unità “2 in 1” in grado di funzionare come chiller d’estate e come pompe di calore d’inverno, massimizzandone l’utilizzo annuale. In tal modo lo stesso investimen- to in capitale e spazio copre sia il fabbisogno di freddo che di caldo, in ottica di efficienza economica. I limiti si riscontrano durante condizioni estreme: quando fa molto caldo, la resa frigorifera cala; quando fa molto freddo, la resa termica cala – come discusso in precedenza per le pompe di calore. In contesti misti, talvolta si preferisce separare la funzione di freddo e di caldo installando un chiller dedicato e una pompa di calore dedicata, in modo da massimizzare l’efficienza in ciascun ruolo e garantire ridondanza (in estate resta spenta la pompa di calore, in inverno il chiller, fungendo da riserva di emergenza l’uno per l’altro se necessario). In generale, comunque, possiamo considerare equivalenti le discussioni fatte per i chiller e per le pompe di calore: entrambe le macchine usano un ciclo a compressione di vapore con analoghi componenti, e i parametri di efficienza (EER per il freddo, COP per il caldo) si misurano nello stesso modo. Nel settore residenziale e piccoli uffici, parlare di “pompa di calore in raffrescamento” è semplicemente riferirsi ai normali climatizzatori o sistemi mini-split impiegati per il condizionamento estivo, che sono appunto pompe di calore aria-aria. Nel settore industriale/terziario, invece, l’uso del termine chiller è più comu- ne quando l’obiettivo primario è produrre freddo per un impianto centralizzato (acqua refrigerata). In quest’ultimo caso, se il gruppo è reversibile e può fare caldo viene spesso chiamato pompa di calore; se è solo frigorifero, viene chiamato chiller. La distinzione è sottile ma convenzionale.
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