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Lo schema di funzionamento di una pompa di calore è relativamente semplice e consiste nel prelevare la temperatura in un determinato ambiente e la utilizza per innalzarla e ottenere in tal modo maggior calore. Il primo vantaggio evidente derivante dall'utilizzo di questi dispositivi è una riduzione del consumo energetico in quanto non tutta l'energia viene utilizzata per il riscaldamento ma solo una parte. Il funzionamento di una pompa di calore si basa solo ed esclusivamente di energia elettrica, non prevedendo alcun tipo di combustione derivante dall'utilizzo di combustibili di origine fossile.
Ne consegue anche che se l'energia elettrica utilizzata per garantire il funzionamento è ottenuto con l'ausilio di fonti rinnovabili, quali possono essere ad esempio i pannelli fotovoltaici, l'impatto ambientale delle pompe di calore è praticamente quasi nullo. Non solo. Utilizzando questo sistema di riscaldamento e produzione di energia elettrica si avrà una riduzione notevole dei consumi energetici dell'abitazione, e di conseguenza dei costi da sostenere, ottenendo l'ulteriore aspetto positivo dato dalla produzione di acqua sanitaria per uso domestico. Il principio di funzionamento si basa sull'uso di un compressore che genera una differenza di pressione, attraverso la quale viene ottenuto il calore.
In realtà, sono necessari altri passaggi. Nello specifico, viene prima aspirato il fluido refrigerante attraverso un evaporatore. Il fluido verrà poi fatto evaporare grazie alla bassa pressione, accumulando il calore. L'energia termica viene quindi compressa e trasferita al condensatore, dove proprio per effetto della condensazione e dell'alta pressione verrà rilasciato il calore. A questo punto il gas del liquido di refrigerazione ritorna allo stato liquido e riparte il ciclo appena descritto. Ovviamente se si desidera utilizzare la funzione della pompa di calore per ottenere freddo anziché calore, basta invertire il processo.
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