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Schema circuito pompe di caloreMacchina capace di trasferire energia termica da una sorgente a temperatura più bassa (acqua, aria, suolo) ad una a temperatura più alta, utilizzabile dall'uomo, con il solo apporto di energia elettrica.

Il trasferimento avviene per mezzo di un circuito frigorifero: se il funzionamento è di tipo reversibile, l'unità può funzionare anche come macchina frigorifera. 

Analogamente ad una pompa idraulica che solleva acqua da un livello inferiore ad uno superiore, la pompa termica porta il calore da un livello termico più basso ad un livello termico più alto e quindi utilizzabile ai fini della climatizzazione.

L'innalzamento del livello termico avviene tramite uno scambio termico tra due fluidi distinti ed esterni alla pompa di calore, uno per l'ambiente esterno e l'altro per l'ambiente da climatizzare.

Tra questi due ambienti si interpone il circuito frigorifero, cuore della pompa di calore, all'interno del quale il fluido refrigerante subisce le trasformazioni che ne rendono possibile il funzionamento.

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