Le pompe di calore: principi, scenario attuale e prospettive tecnologiche future

The issue of global warming is currently a hot topic of discussion, which is why scientists and researchers are developing new methods to mitigate this factor through innovative technologies. The main theme being discussed, which has made its way onto the cover of COP28, is the abandonment of fossil fuels in favor of renewable alternatives that have less environmental impact. A valid alternative, at least in terms of heating, is the increasing use of heat pumps. This brief paper aims to explain the operation of these machines, then it will identify various types in order to understand their differences and how they can be useful. The main advantages and disadvantages will be discussed, not only between different types of heat pumps but also in comparison to the most common condensing and non-condensing boilers, which they are meant to replace to reduce the massive production of CO₂ caused by combustion. Particular attention will be given to the issues surrounding the use of these devices, as well as the treatment of refrigerant gases and how to monitor their unpleasant release into the environment. Finally, examples will be examined on how research is advancing new developments in this field, including the use of heat pumps for industrial purposes, the so-called high-temperature heat pumps (HTHP), and units that use CO₂ as a working fluid, opting for a sort of recycling of this gas.

Oggi giorno il tema del riscaldamento globale sta facendo molto discutere, per questo scienziati e studiosi elaborano nuovi metodi per mitigare questo fattore attraverso nuove tecnologie. Il tema principale che ha anche preso posto sulla copertina della COP28, è quello dell’abbandono del combustibile fossile e optare per alternative rinnovabili, che quindi impattano meno sull’ambiente. Un’alternativa valida, almeno per quanto riguarda il riscaldamento, è l’utilizzo sempre maggiore di pompe di calore. In questa breve trattazione si intende spiegare il funzionamento di queste macchine, poi si andranno ad indicare alcune tipologie al fine di capirne le differenze e in che modo possono esserci utili. Verranno esposti i principali vantaggi e svantaggi non solo tra di esse ma anche a confronto delle più comuni caldaie a condensazione e non, delle quali prenderanno posto al fine di alleviare la produzione massiva di CO2 dovuta dalla combustione. Si affronterà in particolar modo la problematica di utilizzo di queste apparecchiature, nonché sul trattamento dei gas refrigeranti e quindi di come tener supervisione della loro spiacevole immissione in ambiente. In fine si prenderanno in esame alcuni esempi di come la ricerca sta avanzando nuovi sviluppi in questo campo optando anche per pompe di calore per uso industriale, le così dette high temperature heat pump (HTHP), e le unità che prevedono la CO2 come fluido operatore optando per una sorta di riciclo di questo gas.