Le pompe di calore: principi di funzionamento e applicazioni energetiche

Il lavoro di tesi analizza le pompe di calore, tecnologie fondamentali e sostenibili per la transizione energetica, data la loro capacità di ridurre le emissioni dirette di anidride carbonica e i consumi di combustibili fossili. Il primo obiettivo della ricerca è definire il principio di funzionamento di queste macchine, illustrando il ciclo termodinamico inverso e i quattro componenti principali (compressore, condensatore, valvola di laminazione ed evaporatore). Viene inoltre introdotto il coefficiente di prestazione (COP e SCOP) come parametro chiave di valutazione dell'efficienza.Successivamente, la tesi esplora le diverse tipologie di PdC (aria-aria, aria-acqua, geotermiche, ecc.) e ne analizza le applicazioni nei settori residenziale e industriale/energetico. Infine, l'analisi si concentra sulla diffusione in Europa, in rapida crescita grazie agli obiettivi del Green Deal UE (neutralità climatica entro il 2050), e sulle prospettive future. Queste includono l'innovazione sui refrigeranti a basso GWP, la creazione di edifici full electric tramite integrazione con rinnovabili e l'adozione di sistemi di digitalizzazione e controllo avanzati. Le pompe di calore sono dunque identificate come il principale strumento per l'elettrificazione del calore e il raggiungimento degli obiettivi climatici al 2030 e 2050.