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Pompa di Calore Geotermica: Come Funziona

[fa icon="calendar"] 29 novembre 2017 - 12:15 / da Alessandro Trevisan

Alessandro Trevisan

Pompa di Calore Geotermica: Come Funziona

Le pompe di calore rappresentano un'alternativa ecologica ai tradizionali sistemi di riscaldamento. Infatti permettono di trasferire calore da una sorgente termica rinnovabile e possono essere impiegate sia per il riscaldamento che per il raffrescamento dell'abitazione. Le sorgenti termiche rinnovabili che una pompa di calore può sfruttare sono aria, terra e acqua. In questo articolo vogliamo parlarti della pompa di calore geotermica: gli elementi che la compongono, il funzionamento e il massimo comfort assicurato in casa,  aiutandoti inoltre a ridurre i consumi energetici.

L'Energia Geotermica, o Geotermia (dal Greco antico “geo”, terra, e “thermos”, calore), in estrema sintesi è il calore naturale della Terra. Forse non lo sai, ma sotto i nostri piedi c'è un vero e proprio serbatoio di calore. Già a qualche metro di profondità le temperature del terreno si mantengono pressoché costanti, e da una profondità di 15 metri il terreno si trova a una temperatura costante di circa 12/15°C, che non risente degli sbalzi climatici o delle escursioni termiche giornaliere e stagionali.

Sfruttare questa risorsa vuol dire ridurre il consumo di combustibili fossili e limitare le emissioni inquinanti, contribuire quindi al raggiungimento degli obiettivi ambientali e di decarbonizzazione al 2030 definiti a livello europeo, in linea con i futuri traguardi stabiliti nella COP21 (accordo di Parigi) che sono ribaditi nella Strategia Energetica Nazionale (SEN 2017). Inoltre è la soluzione definitiva per tagliare in modo drastico le bollette.

Per farlo hai bisogno di una pompa di calore geotermica, una macchina che è in grado di raccogliere il calore naturale presente nel terreno o nell'acqua di falda e trasferirlo all'interno della tua casa per il riscaldamento durante la stagione invernale. La stessa pompa di calore potrà essere impiegata anche per il raffrescamento durante la stagione estiva, quando il calore invece sarà trasferito dall'interno dell'abitazione alla sorgente rinnovabile.

Pompa di calore Geotermica come funziona.png

Funzionamento della Pompa di Calore Geotermica 

Lapompa di calore è una macchina termica in grado di trasferire calore da una sorgente a temperatura più bassa a una a temperatura più alta. Il suo funzionamento si basa sul ciclo frigorifero, lo stesso principio di funzionamento che è utilizzato dal frigorifero domestico per sottrarre calore dagli alimenti posti al suo interno, disperdendolo nella cucina attraverso la serpentina posta sul retro; allo stesso modo la pompa di calore trasferisce calore da una sorgente di energia rinnovabile all'impianto di riscaldamento e all'acqua calda sanitaria.

Per compiere questo lavoro utilizza energia elettrica, ma l'energia consumata è estremamente minore rispetto al calore che viene prodotto: la pompa di calore ricava la maggior parte dell'energia richiesta dall'aria, dall'acqua o dalla terra, quindi energia termica disponibile in natura, rinnovabile, gratuita e sicura.

La pompa di calore geotermica utilizza il terreno oppure l'acqua di falda o superficiale come sorgente termica rinnovabile, fonti di energia con temperature particolarmente favorevoli e che si mantengono costanti tutto l'anno, perché non risentono delle variazioni di temperatura giornaliere e stagionali. Questo fa delle pompe di calore geotermiche le pompe di calore in assoluto più efficienti!

pompa di calore geotermica.png

[1] Pompa di calore geotermica
[2] Bollitore acqua calda sanitaria
[3] Serbatoio di accumulo riscaldamento

 

Come è possibile scambiare calore con il terreno? Con delle sonde geotermiche, un vero e proprio circuito di scambio con il terreno che deve essere progettato e realizzato in maniera da assicurare il corretto apporto energetico.

Nel caso di circuito geotermico verticale, la sonda geotermica è realizzata con tubazione di polietilene installata all'interno di perforazioni di profondità variabile tra i 50 e i 150 m, sigillate con speciali miscele di cemento e bentoniti. La sonda geotermica verticale scambia su tutta la lunghezza della perforazione, perciò in base alla tipologia di progetto e alle caratteristiche geologiche del sito di installazione varia il numero di sonde geotermiche e la lunghezza delle stesse.

In alternativa con circuito geotermico orizzontale o superficiale il circuito di scambio con il terreno può essere realizzato con tubazioni di polietilene installate a contatto con il terreno ad una profondità intorno a 1,5 m in uno scavo di trincea oppure in uno sbancamento.

All'interno delle tubazioni di polietilene scorre un liquido termovettore composto da acqua e anticongelante specifico per questo impiego che raccoglie il calore e lo rende disponibile alla pompa di calore. Si parla di applicazioni a circuito chiuso, per distinguerle da quelle a circuito aperto che prevedono, invece, un prelievo di acqua che sarà impiegata per lo scambio termico e poi restituita all'ambiente.

Nelle applicazioni a circuito aperto vi sono sempre un prelievo e una re-immissione: nel caso di utilizzo di acqua di falda saranno quindi necessari un pozzo da cui attingere acqua per lo scambio termico e un altro pozzo dove restituirla in falda, a una certa distanza uno dall'altro per evitare interferenze. Questa applicazione è fattibile laddove la risorsa idrica è disponibile tutto l'anno e solo dopo aver ottenuto le autorizzazioni per il suo impiego.

La pompa di calore è un sistema a elevato risparmio energetico!

Il COP (Coefficient of Performance) definisce l'efficienza della pompa di calore, di solito è compreso tra il 3 e il 6: significa che per ogni kWh elettrico consumato vengono prodotti 3-6 kWh di energia termica.

1 kWh di energia elettrica permette di generare fino a 6 kWh di energia termica!

La pompa di calore certamente necessita di elettricità per il suo funzionamento, ma grazie alla sua elevata efficienza i consumi elettrici sono contenuti, e permette di conseguire importanti risparmi rispetto ai sistemi di riscaldamento e raffrescamento tradizionali.

La sua convenienza oggi è ancora maggiore grazie alla riforma delle tariffe elettriche, attuata dall'AEEGSI (Autorità per l'energia elettrica il gas e il sistema idrico), che è in atto e sarà conclusa dal 1° gennaio 2018.

La riforma prevede che venga superata la "struttura progressiva" della tariffa di rete, cioè con un costo unitario del kWh che cresce per scaglioni all'aumentare dei prelievi, introdotta circa quarant'anni fa a seguito degli shock petroliferi degli anni '70.

Da gennaio 2017 è in vigore per gli utenti domestici la nuova tariffa TD, che già riduce in maniera importante gli scaglioni di consumo delle vecchie tariffe D2 e D3, al fine di sostenere i consumi efficienti e la diffusione delle energie rinnovabili, con riferimento specifico alle pompe di calore. Oltre al graduale superamento degli scaglioni di consumo ci sono minori costi per l'aumento della potenza impegnata al contatore.

Per gli utenti domestici con pompa di calore il risultato è un costo più basso del kWh: un sistema ecologico, efficiente ed ancora più conveniente!

Energia Geotermica per il Riscaldamento: Perché Sì 

Con una pompa di calore di questo tipo è possibile ottenere il massimo risparmio economico in bolletta:

  • Risparmio oltre il 50% con riscaldamento geotermico rispetto a una caldaia a metano
  • Risparmio oltre il 65% con riscaldamento geotermico rispetto a una caldaia a gasolio o GPL

Pochi italiani finora hanno optato per questo sistema di climatizzazione, anche se i vantaggi legati al suo utilizzo sono indiscutibili: 

  • Usa una fonte di energia primaria gratuita, rinnovabile ed ecosostenibile
  • La sonda geotermica è per sempre: la vita attesa di una sonda geotermica installata correttamente è superiore ai 100 anni!
  • Permette di raggiungere i massimi livelli di efficienza, i COP più elevati in assoluto
  • Consente una netta riduzione delle emissioni inquinanti di CO2
  • È una fonte di riscaldamento sicura, priva di fiamma e di qualsiasi tipo di combustione
  • Le migliori pompe di calore sono silenziose e necessitano di pochissima manutenzione
  • È possibile realizzare un moderato raffrescamento passivo completamente gratuito
  • Assicura il massimo comfort con i minori consumi

E non è tutto! Chi sostituisce il vecchio impianto di riscaldamento con una nuova pompa di calore geotermica può beneficiare delle agevolazioni fiscali o del Conto Termico 2.0  e recuperare fino al 65% della somma spesa.

Questo Impianto va Bene per Tutti? 

Ovviamente no, non esiste la soluzione che vada bene per tutti.

Anzitutto si deve passare per la fattibilità del progetto, valutando gli spazi a disposizione per la realizzazione del circuito geotermico. Per la sua progettazione vanno valutati i fabbisogni dell'edificio, le caratteristiche degli impianti di riscaldamento e raffrescamento e le caratteristiche geologiche del sottosuolo.

Senza dimenticare che esistono zone di protezione delle acque sotterranee in cui è obbligatorio richiedere specifiche autorizzazioni prima di intervenire con le perforazioni. Inoltre, l'impianto con pompa di calore geotermica, pur essendo la soluzione più performante in assoluto, richiede investimenti più elevati rispetto ad altre soluzioni tecniche, quindi va fatta anche una attenta valutazione dei costi / benefici.. 

Per questo ti suggeriamo di contattare un Partner per l'Efficienza Energetica Viessamnn che saprà consigliarti il sistema di riscaldamento e raffrescamento più adatto per le tue esigenze e accompagnarti nella realizzazione di un impianto con pompa di calore geotermica.

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Categorie: Pompe di Calore

Alessandro Trevisan

Scritto da Alessandro Trevisan

Formatore per l’Accademia Viessmann, esperto in efficienza energetica, pompe di calore e termoregolazioni. Perito tecnico industriale in elettronica e telecomunicazioni, dal 2008 lavora nel settore delle energie rinnovabili, dove si è occupato di progettazione e assistenza tecnica, spinto da curiosità e passione per l’innovazione tecnologica.