Pompe di calore geotermico per riscaldare e raffreddare gli edifici

Negli scorsi giorni, il Presidente del Consiglio Nazionale dei Geologi, Gian Vito Graziano, si è espresso per ribadire il sostegno dell'ordine alla geotermia e, in particolare, alla geotermia a bassa entalpia a pompa di calore, la tecnologia a più alta efficienza tra le rinnovabili. Questo settore è, infatti, tra i più frequentati in Europa (soprattutto nel comparto residenziale) e sarebbe auspicabile che lo divenisse anche in Italia. 

La geotermia a bassa entalpia a pompa di calore è tra le rinnovabili più frequentate in Europa nel comparto residenziale

(La geotermia a bassa entalpia a pompa di calore è tra le rinnovabili più frequentate in Europa nel comparto residenziale)

La geotermia è, infatti, una risorsa importante per il nostro paese, almeno dall'inizio del secolo scorso, quando, il 20 agosto 1913, lungo la strada tra Grosseto e Volterra, nacque la prima centrale in grado di sfruttare il calore terrestre; 31 anni più tardi, nel 1944, la centrale raggiungeva i 127 MW di potenza. Oggi, la geotermia è fra le fonti rinnovabili più diffuse in Italia (seconda solo al settore idroelettrico).

 

Una vecchia immagine dei lavori al primo impianto geotermico al mondo, costruito all'inizio del '900 in Italia

(Una vecchia immagine dei lavori al primo impianto geotermico al mondo, costruito all'inizio del '900 in Italia)

Nel comparto residenziale, la geotermia può trovare applicazione nelle cosiddette pompe di calore geotermico o impianto geotermico a bassa entalpia (una funzione di stato, espressa in joule o calorie, data dalla somma tra l'energia interna e il prodotto della pressione per il volume). Si tratta, in sostanza, di sistemi di climatizzazione degli edifici, basati sullo sfruttamento dello scambio termico con il sottosuolo superficiale, per mezzo, appunto, di pompe di calore

Vediamo, quindi, come funzionano: sfruttando semplicemente il terreno o l'acqua che vi si trova come fonte di calore e come suo dispersore. Questo è reso possibile dall'acqua o da un liquido antigelo, che trasporta l'energia geotermica attraverso un sistema di tubazioni aperto o chiuso (posto in verticale in caso di spazi ristretti). I tubi possono essere in rame, polietiliene e polibutilene (di serie 100) e devono essere saldati termicamente, così da garantire una durata tra i 25 e i 75 anni. Il contatto col terreno assicura, inoltre, una buona conduzione termica.

Nel caso, dunque, si opti per un sistema di tubazioni aperto, l'acqua, estratta da una falda sotterranea, è portata nello scambiatore di calore e, da ultimo, scaricata in un corso d'acqua, un bacino o la stessa falda; nel secondo, una tubazione continua sotterranea (dotata di liquido antigelo pressurizzato) intercetta il calore dal terreno.

Questo tipo di pompe può funzionare in raffreddamento anche in modalità passiva, estraendo calore dall'edificio e pompando nel sistema l'acqua fredda o il liquido antigelo (senza, dunque, che la pompa intervenga direttamente).

 

In una pompa di calore geotermico con sistema di tubazioni aperto, l'acqua è, da ultimo, scaricata in un corso d'acqua

(In una pompa di calore geotermico con sistema di tubazioni aperto, l'acqua è, da ultimo, scaricata in un corso d'acqua)

In questo sistema, il suolo rappresenta, quindi, tanto una "sorgente" quanto un "pozzo" di calore. Nel primo caso, la pompa sta lavorando in modalità riscaldamento; nella seconda, invece, provvede a raffreddare l'edificio. Queste attività sono, del resto, favorite dalla temperatura del suolo rispetto all'aria: più caldo d'inverno e più fresco d'estate; il che va ovviamente a vantaggio del rendimento della pompa di calore.

È bene, però, tenere presente che non è consigliabile tarare la pompa geotermica per soddisfare l'intera richiesta termica di un edificio; dimensionandola, invece, per il 60/70 % del carico e lasciando i surplus occasionali a un sistema supplementare, la pompa fornirà il 95 % dell'energia termica utilizzata in totale.

AutoreDott.ssa Morena Deriu

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