Impianto geotermico domestico, il funzionamento e lo schema


Con il passare degli Anni è sempre più importante una politica energetica orientata verso l’utilizzo di fonti di energia sostenibili e naturali, i dati sull’inquinamento sono sempre più allarmanti e quindi le grandi potenze industriali mondiali sono costrette a rivedere l’utilizzo del fabbisogno energetico onde evitare nei prossimi decenni problemi ambientali irreparabili.
Non solo le aziende sono fonte di inquinamento ma anche le abitazioni che hanno standard di efficientamento obsoleti contribuiscono in maniera decisa ad inquinare aria e suolo, quindi i nuovi standard per le costruzioni ad uso domestico vertono verso sistemi che garantiscano consumi ridotti fino al 70% rispetto alle abitazioni tradizionali, fonti di energia come il geotermico sono l’ultima frontiera del riscaldamento domestico a costo quasi zero.Il criterio di base di un impianto geotermia domestico è noto da decenni, sfruttare l’enorme massa di calore che proviene dal sottosuolo e convogliarla nelle abitazioni, negli ultimi anni grazie alle nuove tecnologie si sono risolti alcuni limiti tecnici che hanno impedito il diffondersi di questa tecnologia, come la necessità di avere temperature superiore ai 60° e la posizione che obbligava ad essere in prossimità del campo geotermico.

Schema impianto geotermico

Nonostante la semplicità del concetto un impianto di riscaldamento geotermico domestico è composto da elementi di alta tecnologia e meccanica, analizziamo i gli elementi chiave mediante  uno schema di impianto geotermico:

- Il primo elemento sono le sonde geotermiche che non sono altro che dei tubi che una volta penetrati nel terreno hanno il ruolo di assorbire e veicolare il calore, per rendere le sonde più efficienti nel trasporto del calore ed evitare dispersioni durante il tragitto queste sono riempite con un fluido “termovettore” che ha altissima conducibilità termica.

- il secondo elemento chiave è la pompa di calore geotermica, il ruolo della pompa è quello di sfruttare il calore prelevato dalle sonde e renderlo disponibile all’impianto di riscaldamento domestico.

- Terzo ed ultimo elemento è l’impianto di riscaldamento domestico, per sfruttare al meglio il calore geotermico i tecnici consigliano di non utilizzare l’impianto di riscaldamento con caloriferi in quanto per avere un beneficio devono raggiungere la temperatura di 60°, ma utilizzare un impianto a pannelli radianti in modo continuativo che necessita di una temperatura media di 35° che significa meno consumo di energia e quindi efficientamento.

Un altro aspetto importante da sottolineare di un impianto geotermico domestico è la duttilità in entrambi le stagioni principali dell’anno, infatti oltre a riscaldare in Inverno è possibile utilizzare l’impianto anche per raffrescare durante il periodo Estivo, basta invertire il funzionamento della pompa ed il gioco è fatto.

Pompa di calore geotermica

La pompa di calore è uno strumento che permette di scambiare calore tra una fonte energetica ed una location con temperatura diversa, in ambito geotermico il ruolo della pompa di calore può essere suddiviso in 4 passaggi, il primo è quello di assorbire il calore dal fluido “vettore” presente nelle sonde, il secondo è quello di farlo evaporare in un evaporatore, il terzo è innalzare la temperatura attraverso il compressore ed infine quarto ed ultimo passaggio è rilasciare il calore negli ambienti. Una pompa di calore riesce a portare l’acqua trasportata dal fluido vettore di circa 12° ad una temperatura di 40°, che è la temperatura ottimale per un impianto a pannelli radianti, oppure riesce a portare l’acqua fino ai 70° nel caso in cui ci sia un ambiente con impianto a sifoni. Logicamente questo strumento è alimentato a corrente ma le moderne pompe di calore garantiscono una resa di calore enorme a fronte di un consumo energetico ridottissimo, per valutare il rendimento di una pompa di calore si utilizza il COP ovvero coefficiente di prestazione che rapporta l’energia prodotta a quella consumata.

Impianto geotermico sonde verticali

Per “estrarre” il calore dal sottosuolo a profondità elevata ovvero tra i 70 ed i 300 metri si utilizzano le così dette sonde verticali, queste sonde non sono altro che tubi a forma di U dal diametro di circa 12 cm che vengono calati in pozzetti, i tubi sono realizzati in polietilene che garantisce robustezza nel tempo in quanto non soggetti a corrosione, lo spazio che c’è tra i tubi ed il pozzo viene riempito con un cemento ad alta conducibilità termica chiamata bentonite, infine c’è il liquido termoconvettore che ha il ruolo di trasportare il calore in superficie riducendo le dispersioni al minimo.sonde geotermiche

Impianto geotermico sonde orizzontali

L’alternativa al geotermico classico ovvero quello con perforazioni in profondità e sonde verticali,  c’è il possibile utilizzo di sonde orizzontali che utilizza il calore creata dall’irraggiamento solare di superficie ed è composto da una serpentina di tubi che viaggia a circa 50 cm di profondità dalla superficie del suolo, per il resto il concetto di produzione del calore è identico a quello delle sonde verticali; unico svantaggio nelle sonde orizzontali è che l’aria in cui passa la tubazione non può essere piastrellata o asfaltata e non ci devono essere neanche alberi per evitare che le radici creino problemi strutturali nel tempo.


Quanto costa e quanto conviene un impianto geotermico domestico?

Secondo analisi di tecnici specializzati in geotermia domestica, con le tecnologie attuali il risparmio energetico può arrivare fino al 65% specialmente se si utilizzano i pannelli radianti che sono più performanti rispetto ai sifoni classici, quindi un risparmio medio del 60% rispetto al metano classico cittadino e l’80% rispetto agli impianti di GPL. Per rendere l’idea in termini economici basti pensare che il costo annuale per mq con un impianto geotermico è mediamente di 6 euro, contro gli 11 euro medi di un impianto a metano ed infino contro i 18 euro medi di un impianto a Gpl.
Una domanda che si chiedono in molti è ma quanto costa un impianto geotermico domestico? quanto bisogna spendere per avere tutta questa efficienza, allora numeri alla mano mediamente un impianto può oscillare dai 15000 ai 25000 euro, il prezzo varia in funzione del tipo di impianto se a sonde verticali oppure orizzontali e se c’è la necessità di sostituire i sifoni con i pannelli radianti; ma mediamente con il risparmio si ammortizza tutto l’onere dell’impianto in 5/6 anni al massimo.

Impianto geotermico pro e contro

Dal punto di vista dell’efficienza energetica ed economica sono più i pro che i contro di un impianto geotermico, basti pensare che si può ammortizzare l’intero investimento in 6 anni e l’impianto ha una durata più che decennale oltre al fatto che è possibile avere i riscaldamenti accesi per più tempo durante la giornata quindi confort abitativo migliore ed infine impazzo quasi zero.
I contro sono per l’impianto a sonde verticali il fatto di dover scavare in profondità e quindi oneri e possibili problemi o impedimenti di tipo strutturale, mentre per l’impianto a sonde orizzontali la limitazione di non poter sfruttare il giardino per nessuna iniziativa, orto, alberi, pavimentazione etc…

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