Pompe di calore geotermiche: come sfruttare il calore del sottosuolo per riscaldare o raffrescare la vostra casa

pompe di calore geotermiche

Nella lotta per l’efficienza energetica, la tecnologia ci consente di sfruttare fonti energetiche come il sole, il vento o l’acqua per illuminare, muovere e riscaldare o rinfrescare le nostre case. Il passo successivo potrebbe essere quello di guardare in basso, sotto i nostri piedi, a pochi metri dal suolo, dove la temperatura è sempre calda e costante. Ancora una volta, si tratta di sfruttare l’energia che ci circonda. La maggior parte del calore che ci raggiunge dal sole viene assorbito dalla crosta terrestre e rimane sottoterra. Grazie al pompe di calore geotermiche possiamo sfruttare il calore proveniente dal sottosuolo per riscaldare o rinfrescare la nostra casa.

In questo articolo spiegheremo cosa sono le pompe di calore geotermiche, le loro caratteristiche, il funzionamento, l'efficienza e molto altro ancora.

Cosa sono le pompe di calore geotermiche

geotermico

Una pompa di calore geotermica lo è un sistema di riscaldamento e raffreddamento che utilizza l'energia termica immagazzinata nella Terra per regolare la temperatura in un edificio o in una casa. A differenza dei sistemi tradizionali che bruciano combustibili fossili o utilizzano l’elettricità per generare calore o freddo, le pompe di calore geotermiche sono più efficienti e rispettose dell’ambiente.

Come funzionano

pompe di calore geotermiche per riscaldare la casa

Il suo funzionamento condivide la tecnologia con altri tipi di pompe di calore presenti nelle consuete apparecchiature di climatizzazione; le funzioni svolte dal fluido di lavoro (fluido termovettore) di questi sistemi e i ruoli svolti dal resto degli elementi che compongono il circuito:

  • Compressore: Dispositivo responsabile dell'aumento della pressione di un fluido, aumentandone quindi la temperatura.
  • Evaporatore: Dispositivo responsabile della riduzione della pressione e dell'abbassamento della temperatura.

Attraverso questo insieme di variazioni di pressione, la temperatura richiesta viene trasferita dall'interno della terra al sistema di distribuzione della casa o della stanza. Una volta terminato il lavoro di scambio o di ottenimento della temperatura desiderata, è il momento di distribuire tale temperatura in tutto l'ambiente da riscaldare.

Il processo si svolge allo stesso modo di un normale sistema di distribuzione del calore. Esiste una gamma sufficiente di temperature del suolo per il riscaldamento geotermico è compatibile con radiatori nuovi ed esistenti e impianti di riscaldamento a pavimento.

Un'altra funzione dell'impianto geotermico è quella di catturare il calore affinché l'ACS generi elettricità. Attualmente i produttori dispongono di modelli di pompe di calore geotermiche con una potenza di lavoro sufficiente a coprire le future esigenze di climatizzazione e acqua calda sanitaria per ogni tipo di abitazione. Per queste situazioni puoi contare sul serbatoio dell'acqua senza alcun inconveniente.

Impianti con pompe geotermiche

operazione geotermica

Esistono molti tipi di impianti geotermici, che variano a seconda di ciò che ricevono i tubi di scambio.

bacino orizzontale

La caratteristica principale di questo tipo di struttura è la distribuzione orizzontale dei collettori che distribuiscono il fluido termovettore. Questi sembrano estendere la trama in lungo e in largo. È il formato più utilizzato nei modelli geotermici. La sua posizione è profonda circa un metro e mezzo e questa è l'unica condizione in cui è possibile regolare il clima esterno. Affinché questo approccio sia efficace, è necessario che vi sia un’area di espansione sufficiente.

In generale, la sua applicazione si riscontra più frequentemente in lotti corrispondenti a case unifamiliari o ad altre tipologie di edifici isolati con superfici sufficienti a catturare l'energia termica necessaria al suo utilizzo. Nei piccoli appezzamenti con grandi edifici non sarà del tutto efficace.

Captazione geotermica verticale mediante sonde o pozzi

Per ovviare al problema di mancanza di superficie precedentemente ipotizzato, esiste la possibilità di posizionare il sistema di scambio (tubazioni) in verticale. Questa alternativa compensa la mancanza di spazio con una foratura maggiore. Il lavoro prevedeva l'utilizzo di macchinari di preparazione più sofisticati, ma i risultati erano più efficienti quando raggiungono sedimenti più caldi a profondità che vanno dai 25 ai 150 metri. Il diametro del pozzetto della sonda è relativamente piccolo, circa 10-15 cm.

Cattura geotermica in laghi o fiumi

La raccolta dell'acqua geotermica prevede l'introduzione di sistemi di scambio (tubi per fluidi termovettori) direttamente nei laghi o fiumi caldi o nei serbatoi di acqua calda. Lo scambio termico avviene direttamente nel mezzo acquoso.

È un sistema molto semplice senza eccessiva complessità tecnica, più economico ed efficiente. Naturalmente, il suo svantaggio è che questa risorsa acquosa non è disponibile ovunque. Secondo la profondità di installazione del collettore del fluido e la richiesta di calore richiesta, la potenza o il tipo di pompa geotermica Dovrebbe essere quello giusto per ogni caso.

Vantaggi e svantaggi delle pompe di calore geotermiche

Vantaggi:

  • Efficienza energetica: Le pompe di calore geotermiche sono altamente efficienti rispetto ai sistemi di riscaldamento e raffreddamento convenzionali. Possono fornire fino a quattro unità di riscaldamento o raffreddamento per ogni unità di elettricità utilizzata, rendendoli economicamente attraenti nel lungo periodo.
  • Sostenibilità: Sono un'opzione rispettosa dell'ambiente perché sfruttano una fonte di energia rinnovabile e costante: la temperatura del sottosuolo. Ciò riduce la dipendenza dai combustibili fossili e diminuisce le emissioni di gas serra.
  • versatilità: Oltre al riscaldamento e al raffreddamento, le pompe di calore geotermiche possono essere utilizzate per riscaldare l'acqua, risparmiando energia nella produzione di acqua calda sanitaria.
  • durata: Questi sistemi tendono ad essere durevoli e richiedono meno manutenzione rispetto ad altri sistemi di riscaldamento e raffreddamento.
  • Indipendenza dalle condizioni atmosferiche esterne: A differenza dei sistemi solari termici o dei pannelli fotovoltaici, le pompe di calore geotermiche non dipendono dalla radiazione solare o dalle condizioni atmosferiche esterne, quindi funzionano costantemente e in modo prevedibile durante tutto l’anno.

Svantaggi:

  • Investimento iniziale: L'investimento iniziale per installare una pompa di calore geotermica è solitamente superiore a quello dei sistemi convenzionali. Ciò è dovuto alla necessità di seppellire il circuito geotermico o di immergerlo nell'acqua, il che richiede scavi e attrezzature specializzate.
  • richiede spazio: L'installazione di un sistema geotermico richiede spazio per il circuito geotermico, sia nel terreno che sott'acqua. Nelle proprietà con spazio limitato o limitazioni di zonizzazione, questo può essere difficile.
  • Necessità di permessi e regolamenti: Le normative e i permessi per l'installazione di sistemi geotermici possono variare in base alla posizione geografica, il che potrebbe aggiungere complessità al processo di installazione.
  • Tempo di rimborso: Nonostante la sua efficienza, il tempo necessario per recuperare l’investimento iniziale può essere più lungo rispetto ai sistemi più economici, a seconda dei prezzi locali dell’energia e degli incentivi fiscali disponibili.

Spero che con queste informazioni tu possa imparare di più sulle pompe di calore geotermiche e su come possono aiutare a riscaldare o rinfrescare la nostra casa.


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