Cosa sono le pompe di calore geotermiche

L’utilizzo di pompe di calore geotermiche permette di sfruttare il suolo come un vero e proprio ‘serbatoio termico’ con il quale scambiare calore durante l’arco dell’anno. Il principio è quello della geotermia a bassa entalpia.

Cos’è l’energia geotermica

L’energia geotermica è quella particolare forma di energia della Terra dovuta al calore immagazzinato all’interno della crosta. Tale calore è presente in quantità enorme e pressoché inesauribile.

In assenza di particolari anomalie geotermiche nei sottosuoli (geotermia ad alta entalpia), esiste la possibilità di uno sfruttamento del sottosuolo per fini energetici, come serbatoio termico dal quale estrarre calore durante la stagione invernale ed al quale cederne durante la stagione estiva (geotermia a bassa entalpia).

Tra gli impieghi principali della geotermia vi è la climatizzazione di ambienti (residenziali, industriali, pubblici, ecc.). Gli impianti, sono costituiti da una pompa di calore, accoppiata a scambiatori termici, ovvero le sonde geotermiche. Si tratta di tubazioni inserite nel terreno e percorse da un fluido termovettore.

Come utilizzare l’energia geotermica per il riscaldamento

L’energia geotermica può essere utilizzata per la climatizzazione domestica. L’applicazione più diffusa prevede l’impiego di pompe di calore geotermiche che sfruttano la bassa entalpia del suolo, cioè il fatto che si sfrutta la differenza di temperatura rispetto all’aria dei primi strati del sottosuolo.

Le pompe di calore geotermiche sfruttano, infatti, la temperatura relativamente costante del terreno a pochi metri di profondità.

In inverno, estraggono calore dal terreno e lo trasferiscono all’edificio. In estate, il processo si inverte, prelevando calore dall’edificio e trasferendolo al terreno.

I vari tipi di pompe di calore geotermiche

Queste pompe di calore possono usare due tecnologie differenti:

• un sistema a circuito chiuso, in cui c’è una serpentina di tubi interrati in cui circola un fluido termovettore I tubi possono essere disposti orizzontalmente in trincee, ed in questo caso richiedono una superficie di terreno maggiore. Oppure possono essere inseriti in pozzi verticali, quindi occupano meno spazio in superficie, ma l’installazione è più costosa.
• un sistema a circuito aperto che utilizza invece acqua di falda prelevata da un pozzo e poi reimmessa in un altro pozzo e richiedono la presenza di una falda acquifera adeguata.

L’impiego di sistemi geotermici con pompe di calore offre un’alta efficienza energetica, la riduzione delle emissioni di gas serra, costi operativi ridotti, ed ha una lunga durata.

Tuttavia, richiede un costo elevato costo per l’installazione, sebbene i costi operativi siano poi ridotti nel tempo, ed ha comunque bisogno di un ampio terreno per l’installazione del circuito di tubi (in particolare nel caso di sistemi a circuito chiuso orizzontali). Le pompe di calore geotermiche sono molto efficienti, ma dipendono dalle condizioni specifiche del sito.

A cosa serve la pompa di calore geotermica

A questo punto è più chiaro che una pompa di calore geotermica serva principalmente per riscaldare e raffrescare gli ambienti sfruttando la temperatura relativamente costante del terreno.

Può anche essere utilizzata per produrre acqua calda sanitaria.

Come funziona la pompa di calore geotermica

In pratica, funziona come un ‘frigorifero inverso’:

• In inverno per il riscaldamento, estrae il calore dal terreno, anche se è freddo, e lo trasferisce all’interno dell’edificio, riscaldando l’aria o l’acqua dell’impianto di riscaldamento
• In estate per il raffrescamento, preleva il calore dall’interno dell’edificio e lo trasferisce al terreno, che è più fresco, raffrescando così l’ambiente
• Acqua calda sanitaria: alcuni apparecchi possono essere utilizzati anche per riscaldare l’acqua per utilizzi domestici, riducendo ulteriormente il consumo di energia

In sostanza, questa pompa fornisce calore durante i mesi invernali, rinfresca gli ambienti durante i mesi estivi, e può anche riscaldare l’acqua per uso domestico.

Grazie alla sua elevata efficienza energetica e all’utilizzo di una fonte di energia rinnovabile (il calore del terreno), rappresenta una soluzione sostenibile e a basso impatto ambientale per il comfort termico degli edifici.

Fonti e bibliografia

Per scrivere questo articolo si è consultato diversi libri e fonti online:

• Climatizzazione di edifici con pompe di calore geotermiche, Marcello Macrì

Altre informazioni

Per maggiori approfondimenti:

• Pompa di calore ad assorbimento: come funziona e quanto è ecompatibile
• Cos’è la geotermia o energia geotermica
• Riscaldamento a pavimento: cos’è e come funziona

Ultimo aggiornamento il 4 Ottobre 2024 da Rossella Vignoli