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la pompa di calore

La pompa di calore è una macchina termica che ha lo scopo di trasferire il calore da un ambiente più freddo a un ambiente più caldo, riscaldandolo.Si utilizza un fluido come se fosse una “spugna” di calore: da un lato si espande (nella zona detta evaporatore) e assorbe calore, dall’altro, con una pompa e nella zona detta condensatore, viene “spremuto”, ovvero compresso, e cede calore. Schiacciare ogni volta la spugna per liberare il calore comporta una spesa di energia.

La tecnica per trasferire calore da un fluido freddo ad uno caldo è nota ormai da più di 150 anni.Finora questa tecnica è stata utilizzata soprattutto per  produrre  macchine  frigorifere:  macchine  che tolgono calore al fluido da raffreddare e lo cedono ad un fluido esterno più caldo.La  stessa  tecnica  è  però  utilizzabile  anche  per produrre  il  caldo.  È  così  possibile,  ad  esempio, riscaldare ambienti senza bruciare combustibili.Gli  esempi  che  seguono  servono  ad  illustrare come  tutto  ciò  sia  possibile.  Dapprima  vedremo come raffreddare un locale con aria più calda, poi come riscaldarlo con aria più fredda.

Come raffrescare un locale con aria calda

Fase 1 – Acquisizione aria calda
Immaginiamo  di  racchiudere  aria  a  35°C  in  un cilindro con pistone mobile.

Fase 2 – Espansione
Facciamo poi espandere quest’aria in modo che il volume  da  essa  occupato  superi  del  20%  quello iniziale. Ciò provoca un raffreddamento dell’aria in quanto:
-  dopo  l’espansione,  la  quantità  di  calore  iniziale deve riscaldare un volume d’aria più grande;
-  l’energia  che  serve  per  l’espansione  è  sottratta all’aria contenuta nel cilindro (teoria dei fluidi).
In particolare, con l’aumento di volume ipotizzato, la temperatura dell’aria diminuisce da 35 a 13,3°C.

Fase 3 – Raffrescamento
Spostiamo, infine, il cilindro con aria a 13,3°C in un locale con temperatura a 26°C. L’aria contenuta nel cilindro è in grado di raffrescare tale locale. L’esempio ci dimostra che è possibile raffrescare un locale ricorrendo all’artificio di far espandere e spostare una massa d’aria più calda.



 
 
da LA STAMPA Torino
 
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