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Una pompa di calore funziona di principio come un frigorifero, solo al contrario: mentre il frigorifero sottrae calore dal vano interno e lo convoglia all’esterno, la pompa di calore sottrae energia termica dall'ambiente circostante e la cede al sistema di riscaldamento all'interno dell'abitazione. La pompa di calore è di per sé un apparecchio compatto.
Energia termica tramite un fluido refrigerante
La pompa di calore porta l'energia sottratta alla sorgente esterna alla temperatura richiesta per il riscaldamento mediante un processo termodinamico. Il calore assorbito tramite aspirazione dell'aria o sonda geotermica è trasmesso a un fluido refrigerante – una miscela di acqua e antigelo – che circola nella pompa di calore. Sottoposto a compressione, il refrigerante liquido si riscalda, evapora e cede il proprio calore all'acqua del sistema di riscaldamento. In seguito diventa di nuovo liquido e il ciclo ricomincia.
Evaporazione
Un fluido di lavoro freddo assorbe il calore ambiente ed evapora.
Compressione
Il fluido di lavoro viene portato ad alta pressione da un compressore elettrico e si riscalda.
Condensazione
Il fluido di lavoro cede il calore assorbito e diventa di nuovo liquido.
Espansione
Il fluido di lavoro abbassa la propria pressione e temperatura ed è di nuovo in grado di assorbire calore ambiente.