Pompa geotermica

Che cos'è una pompa di calore?
È una macchina che produce energia termica sfruttando sorgenti esterne, come aria, acqua o suolo. L'energia prodotta può essere utilizzata per riscaldare raffrescare e per produrre acqua calda. Invertendo il senso del ciclo degli scambiatori è possibile il funzionamento sia in riscaldamento sia in raffrescamento.

Si parla di impianto geotermico, il più diffuso tra le applicazioni della pompa di calore, quando la sorgente di scambio termico è il terreno.

Come funziona un impianto geotermico?
La pompa di calore geotermica utilizza il terreno o l'acqua che si trova nel terreno come fonte o come dispersore di calore.
Il sistema di tubazioni che percorre il terreno può essere aperto o chiuso.
Il trasporto dell'energia termica è effettuato mediante la stessa acqua o mediante un liquido antigelo, il fluido che assorbe l'energia passa da un primo scambiatore e la cede a un secondo, eccetto nelle pompe di calore a espansione diretta in cui si usa un gas refrigerante che circola nello scambiatore posto nel terreno passando dal compressore elettrico che aggiunge ulteriore energia.

A differenza delle pompe di calore ad aria, quelle geotermiche possono funzionare in raffreddamento anche in modalità passiva, esse estraggono calore dall'edificio pompando nel sistema l'acqua fredda o il liquido antigelo senza l'azione della pompa di calore vera e propria.
Acqua prelevata da un pozzo
Sonde
Quando gli spazi sono ristretti la tubazione è posta verticalmente in fori di 150 mm, utilizzando un apposito macchinario che realizza il pozzo. Da 20 a 100 metri di profondità nel sottosuolo la temperatura del terreno è costante a circa 14°C e questo permette di estrarre calore d'inverno e di cederne d'estate indipendentemente dalle escursioni termiche giornaliere e stagionali.

Quando gli spazi sono maggiori, la tubazione è posta orizzontalmente a una profondità compresa tra 1 e 2 mt.
Tubazione a contatto col terreno
Quando abbiamo a disposizione una quantità sufficiente, l'acqua può essere prelevata da una falda o da un pozzo e poi riconvogliata nel terreno.

La tubazione, a parte nel caso dell'espansione diretta in cui è di rame, conviene sia di polietilene o polibutilene con giunti saldati termicamente. Sempre che il contatto col terreno sia accurato questi materiali assicurano una buona conduzione termica.

Efficenza energetica
Dal punto di vista energetico il processo alla base della pompa di calore è molto conveniente perché da 1 kWh di energia elettrica si producono fino a 5 KWh di energia termica; (COP variabile da 3,6 a 5,2 e un EER tra 3,4 e 5,0; quelle con circuito chiuso hanno un COP tra 3,1 e 4,9, mentre EER tra 2,9 e 4,5).
L'energia che si ottiene è dunque superiore a quella che si impiega.

Un impianto geotermico ben progettato e installato nelle condizioni corrette consente di risparmiare in bolletta circa il 40% della spesa totale per i consumi energetici. L'abbinamento della pompa di calore a un impianto di riscaldamento e raffrescamento a pannelli radianti garantisce un risparmio energetico dal 40% al 70% rispetto ai sistemi tradizionali. Dal punto di vista ambientale, invece, la pompa di calore con funzione di riscaldamento incrementa l'utilizzo di energia rinnovabile e in questo modo riduce le emissioni climalteranti.

Pompa di calore geotermica
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