Pompa di calore geotermica: energia dal terreno
Il riscaldamento con energia geotermica è particolarmente efficiente ed ecologico. Qui scoprirete come funziona una pompa di calore geotermica e se è la scelta migliore per casa vostra.
Una pompa di calore geotermica funziona pressapoco come un frigorifero, ma al contrario. Mentre il frigorifero raffredda assorbendo calore dall'interno, la pompa di calore geotermica assorbe il calore dal terreno per riscaldare all'interno.
Anche la pompa di calore aria/acqua e la pompa di calore acqua/acqua funzionano secondo lo stesso principio, ma con la differenza che utilizzano rispettivamente il calore ricavato dall'aria ambiente o dall'acqua di falda.
Affinché la pompa di calore possa utilizzare l'energia geotermica è necessario posare i tubi per il trasporto dei liquidi sotto il terreno. Questi tubi contengono una soluzione salina, chiamata anche acqua glicolata, che ne impedisce il congelamento. Ecco perché gli esperti sono soliti chiamare le pompe di calore geotermiche pompe di calore ad acqua glicolata. Per la precisione, il termine esatto è pompa di calore acqua glicolata/acqua. Questo perché l'acqua glicolata preleva dal terreno il calore che la pompa di calore trasferisce all'acqua del riscaldamento.
Le sorgenti per la pompa di calore acqua glicolata/acqua arrivano fino a 100 metri di profondità nel terreno. Si parla quindi di geotermia superficiale, in contrapposizione alla geotermia che può arrivare a varie centinaia di metri di profondità e viene utilizzata per generare energia elettrica.
L'energia geotermica offre molti vantaggi, ma anche qualche piccolo svantaggio. Richiede lavori di sterro in giardino per la posa dei tubi dell'acqua glicolata. Questi lavori sono particolarmente complessi se si desidera utilizzare i collettori geotermici, per i quali deve essere disponibile spazio a sufficienza.
Non tutti i terreni trasferiscono bene il calore ai tubi dell'acqua glicolata. Questo influisce sull'efficienza e rende la progettazione più complessa. In molti casi inoltre è necessario richiedere un'autorizzazione specifica.
I costi per l'acquisto e l'installazione di un impianto di riscaldamento geotermico sono nettamente superiori a quelli per una pompa di calore ad aria o per una caldaia a gasolio o a gas. Questo è dovuto ai lavori di realizzazione della fonte nel terreno.
Per portare il calore del terreno agli ambienti interni sono disponibili le seguenti opzioni.
Installazione
Normalmente le pompe di calore geotermiche sono progettate per l'installazione interna nel locale caldaia. Alcuni modelli sono adatti anche all'installazione esterna, consentendo di risparmiare spazio nel locale caldaia.
Sonde geotermiche
A seconda della conducibilità termica del terreno e del fabbisogno di calore dell'edificio, le sonde geotermiche possono arrivare fino a 100 metri di profondità. Non tutti i terreni sono adatti, ad esempio presenza di roccia è controproducente. La trivellazione per le sonde geotermiche richiede l’intervento di una ditta specializzata.
Poiché la pompa di calore geotermica con sonde geotermiche preleva il calore da profondità maggiori, può anche sfruttare temperature della fonte più alte e raggiungere un'efficienza ottimale.
Collettori geotermici
Al posto delle sonde geotermiche, che arrivano molto in profondità nel terreno, si possono usare anche i collettori geotermici: si tratta di tubi per acqua glicolata che la società termotecnica posa ad anello in giardino. Generalmente si trovano a una profondità di soli 1,5 metri.
Oltre ai collettori geotermici tradizionali, esistono anche modelli pronti a forma di cestelli o fosse ad anello. Questi collettori sono tridimensionali e quindi consentono di risparmiare spazio.
La corretta progettazione della fonte geotermica per una pompa di calore acqua glicolata/acqua è importante. Se è troppo piccola, la potenza termica non è sufficiente e la pompa di calore deve integrare con un riscaldatore elettrico a immersione, a scapito dell'efficienza. Una fonte troppo grande, a sua volta, comporta inutili sprechi di denaro.
Questa considerazione e i consigli che seguono possono aiutarvi prima di prendere una decisione finale per questo tipo di pompa di calore:
Prima di realizzare un impianto con sonde è necessario richiedere l'autorizzazione alla trivellazione.
Generalmente i collettori geotermici non hanno bisogno di autorizzazione, che tuttavia è necessaria nelle zone idrografiche protette.
È necessario fare attenzione all'efficienza della pompa di calore geotermica. Un confronto del coefficiente di prestazione annuo (CPA) mostra l'efficienza con cui la pompa di calore sfrutta l'energia elettrica per generare calore.
Le pompe di calore sono tra i prodotti dotati di etichetta energetica dell'Unione europea. Scegliere pompe di calore geotermiche con etichetta A+++.
Per approfittare di una tariffa elettrica speciale occorre prevedere una capacità di accumulo dell'acqua di riscaldamento sufficiente a ovviare alle interruzioni previste dal gestore.
Per passare a una pompa di calore in occasione della ristrutturazione del proprio impianto di riscaldamento, oltre ai punti menzionati sopra è necessario controllare i requisiti costruttivi.
Le pompe di calore sono più efficienti in combinazione con il riscaldamento a pannelli radianti. Se l'edificio non dispone di riscaldamento a pavimento, è opportuno considerare la possibilità di retrofit o esaminare alternative come riscaldamento a parete, elementi a soffitto o radiatori grandi.
Nei vecchi edifici poco o per niente isolati può essere opportuno un sistema di riscaldamento ibrido composto da una caldaia a gas a condensazione e da una pompa di calore geotermica.
Domande frequenti sulla pompa di calore geotermica
Per un'abitazione unifamiliare sono solitamente sufficienti due o tre sonde. L'ingombro è quindi minimo.
La dimensione del collettore geotermico dipende dalla capacità del terreno di condurre il calore. Tuttavia, è possibile ottenere una stima corretta della superficie del collettore con una semplice formula empirica secondo la quale tale superficie deve essere circa il doppio della superficie calpestabile dell’abitazione.
In combinazione con il fotovoltaico è possibile utilizzare l’energia elettrica autoprodotta per il riscaldamento. Anche la combinazione con l'energia solare termica è possibile.