L'accumulatore di calore regola i flussi di calore dai «generatori», ad esempio una pompa di calore a gas o un impianto solare, alle «utenze», come docce o radiatori. Se l'energia prelevata dall'ambiente non è sufficiente, la pompa di calore a gas può anche essere utilizzata per il riscaldamento diretto.
Il calore ambiente ottenuto viene inoltre immagazzinato nell'accumulatore termico, così da mettere a disposizione calore in qualsiasi momento, anche in caso di crescenti esigenze di comfort.
Le pompe di calore a gas si possono combinare con diverse sorgenti termiche rinnovabili: il terreno, l'acqua di falda, l'aria o il sole.
Terreno
Il calore può essere sfruttato tramite collettori interrati o sonde geotermiche. Per prelevare il calore presente nel terreno e trasportarlo fino alla pompa di calore, entrambi i sistemi utilizzano uno speciale fluido termovettore, ad es. acqua e ammoniaca. I collettori vengono interrati orizzontalmente a una profondità di 1,2 - 1,5 metri, mentre le sonde geotermiche vengono inserite in verticale nel terreno fino a una profondità di 100 metri.
Aria
L'aria esterna, aspirata da un sistema di ventilatori, cede il suo calore e viene espulsa nuovamente all'esterno.
Acqua di falda
Le nostre falde freatiche hanno una temperatura media di 10 - 15 °C. Quanto basta per essere utilizzate con un sistema di pozzi e una pompa di calore a gas per il riscaldamento e la produzione di acqua calda.
Collettori solari
L'energia solare è pulita, gratuita e disponibile ovunque. I collettori solari permettono di utilizzarla facilmente come sorgente termica per la pompa di calore. Numerosi fabbricanti di riscaldamenti offrono soluzioni che combinano una pompa di calore a gas con dei collettori solari. La superficie in m2 dei collettori dipende dall'utilizzo: sarà minore se il solare è utilizzato esclusivamente per produrre acqua calda e maggiore se è previsto anche un supporto al riscaldamento.
Le pompe di calore a gas, ad eccezione degli apparecchi a zeolite, si avvalgono dello sperimentato principio di funzionamento del frigorifero, ma al contrario.
Mentre il frigorifero il calore dal vano interno e lo convoglia all’esterno, la pompa di calore a gas preleva il calore dall'ambiente circostante e lo cede sotto forma di energia termica al circuito di riscaldamento.
Ai distingue tra le seguenti pompe di calore a gas: con motore a gas, ad assorbimento e ad adsorbimento.
1. Evaporazione
L'evaporatore sottrae il calore dall'ambiente circostante. Il refrigerante contenuto nel sistema diventa così gassoso.
2. Compressione
Il vapore formatosi passa attraverso un compressore e portato a un livello di temperatura superiore.
3. Condensazione
Nella terza fase, il refrigerante gassoso cede il calore assorbito al sistema di riscaldamento e ritorna allo stato liquido all'interno del condensatore.
4. Espansione
La valvola di espansione riduce infine la pressione in modo che il refrigerante possa nuovamente assorbire calore e dare di nuovo avvio al processo.
Le pompe di calore a gas
sono alimentate con gas naturale. Il compressore viene messo in funzione da un motore a combustione.
Queste pompe di calore a gas sono più efficienti lato energia primaria rispetto alle pompe di calore elettriche, perché il calore residuo – che si crea durante il processo di combustione – può essere sfruttato come energia termica per il riscaldamento.
Le pompe di calore ad assorbimento
utilizzano come energia primaria il gas naturale invece dell'elettricità. In un circuito chiuso circola una soluzione di acqua e ammoniaca e dell'elio come gas ausiliario che rendono superfluo l'utilizzo di parti mobili, come ad es. le pompe.
Le pompe di calore ad adsorbimento
si avvalgono delle proprietà fisiche di un minerale particolare: la zeolite, che cattura il vapore acqueo e agisce come una spugna. Non appena viene riscaldata, la zeolite libera sotto forma di vapore l'acqua immagazzinata in precedenza. Il calore così prodotto è utilizzato per il riscaldamento.
