Preleva calore dalla falda o dal terreno: ecco come funziona la PdC Geotermica

La pompa di calore geotermica rappresenta il metodo più rinnovabile per poter riscaldare la casa. Esistono principalmente due tipi: abbiamo la pompa di calore “acqua-acqua”, sempre geotermica, e la pompa di calore “terra-acqua”, che utilizza delle sonde geotermiche, come quelle di cui parliamo oggi.

Nell’articolo in cui ti spiegavo le varie tipologie di Pompe di Calore te ne ho parlato brevemente, ma in questo articolo esploreremo in dettaglio le caratteristiche di entrambi i tipi di pompe geotermiche, e discuteremo dei loro vantaggi rispetto ad altri sistemi.

Recentemente ho esaminato un nuovo modello di pompa di calore geotermica con uno SCOP di 8,48. In altre parole, ha un COP medio stagionale che, per tutta la durata dell’inverno, arriva a 8,48. Ciò significa che con 1 kWh di corrente elettrica si producono 8,48 kWh di energia termica – è straordinario! 

Ovviamente, sto parlando di una soluzione “acqua-acqua”. Per raggiungere questi SCOP, si utilizza l’acqua di un pozzo, come ti spiegherò tra poco.

Tutte queste prestazioni sono facilmente consultabili nella lista del BAFFA, un istituto autorevole e terzo. Questo ente raccoglie le schede tecniche dei vari produttori di pompe di calore e le raggruppa. È possibile confrontare circa un migliaio di pompe di calore in maniera indipendente, dato che il BAFFA non effettua i test né è remunerato da nessuno.

Come dicevo, esistono due macro-famiglie di queste pompe: le “acqua-acqua” e le “terra-acqua”.

Le Pompe di Calore Geotermiche “acqua-acqua”

Queste utilizzano l’acqua di falda, ovvero l’acqua sotterranea di un pozzo, per cedere calore al gruppo frigorifero. Quando necessito di riscaldamento in casa, ho bisogno dell’acqua di sorgente per poterla raffreddare. Se la raffreddo, significa che estraggo calore dall’acqua sorgente.

Si realizza un pozzo di 2, 3, 5, 10, 50, o anche 100 m di profondità – anche se sconsiglio di superare un certo livello. Prelevare acqua da un pozzo a 100 m significa consumare molta energia elettrica solo per la pompa che preleva l’acqua. Di solito, ci limitiamo a 50 m.

Prelevo l’acqua da sotto la falda e la faccio passare attraverso uno scambiatore a piastre per poi reinserirla in un altro pozzo. Si realizzano quindi due pozzi, uno di prelievo e uno di emissione, distanti una decina di metri l’uno dall’altro. Il secondo pozzo va posizionato a valle, ovvero, se la falda scorre in un certo senso, prelevo l’acqua da un lato e la reinserisco dall’altro. In questo modo, evito di creare un loop, raffreddando l’acqua di 2, 3, 4 gradi, evitando di ripescare la stessa acqua raffreddata.

È quasi sempre inserito uno scambiatore tra la falda e la pompa di calore. La ragione è semplice: se si preleva anche della sabbia, cosa abbastanza normale per un pozzo, si potrebbe danneggiare la pompa di calore. Magari dopo 5-10 anni si rovina lo scambiatore a piastre. Inserendo uno scambiatore intermedio, si sacrifica solo quello.

Con le pompe di calore acqua-acqua, è possibile ottenere COP, o SCOP, cioè COP medi stagionali altissimi, perché abbiamo l’acqua come fonte sempre stabile tra i 10, 12, 13°, dipende un po’ dalla località. E avere, quindi, in pieno inverno, quando fuori abbiamo -5°, l’acqua fissa a 10° per la pompa di calore, è vantaggioso. Non gli interessa sapere cosa fa fuori, lei lavora sempre con 10° di acqua e questo mi permette di avere dei rendimenti straordinari.

Apro una parentesi. Per approfondire questi e altri incredibili risultati di una casa 100% elettrica dotata delle moderne tecnologie, ti consiglio di leggere il mio libro, “Vivere Senza Gas: Taglia bollette ed emissioni in una casa 100% elettrica grazie alla Pompa di Calore“. Clicca QUI per scaricare l’anteprima gratuita del libro!

Le Pompe di Calore Geotermiche “terra-acqua”

Abbiamo poi, invece, le pompe di calore a sonda chiusa, dove non vado a pescare dell’acqua che poi rimetto nella falda, ma vado a creare un circuito chiuso dove, all’interno, ci metto del glicole, che va sotto terra. 

Di queste sonde, ce ne sono di due tipi: ci sono quelle ad asse verticale, quindi viene fatta una perforazione, e ci sono quelle orizzontali. 

Per le sonde ad asse verticale, viene messa una sonda con una perforatrice, quindi c’è bisogno di una macchina perforatrice che faccia un foro nel terreno di profondità che va dagli 80 ai 120 m, mediamente. Viene poi messa, al suo interno, questa sonda e messa della bentonite attorno, cioè del cemento, per avere più contatto possibile tra la sonda, una volta inserita, e il terreno attorno.

Esistono vari tipi di sonde, una molto utilizzata è quella a quattro tubi: abbiamo due mandate e due ritorni. Come funziona?

Dalla pompa di calore esce acqua, va giù in fondo alla sonda, diciamo a 100 m di profondità, dove c’è un ritorno a U e l’acqua ritorna su. Nel tragitto tra la pompa di calore e i 100 m di profondità, l’acqua si riscalda perché il terreno, naturalmente, è a temperatura costante, soprattutto sotto una certa metratura dal suolo, quindi non viene influenzato dalle temperature esterne.

Di questi ce ne sono, come dicevo, due tipi. Infatti, abbiamo due mandate e due ritorni. Questa è una soluzione fantastica che ha delle performance veramente interessanti, meno dell’acqua-acqua, però, non andiamo a impiegare acqua di falda

(In realtà, non c’è un vero consumo di acqua di falda perché l’acqua che vado a utilizzare per la pompa di calore, la rimetto immediatamente in falda, quindi non vado a “consumarla” nel vero senso del termine. Un altro passo per ridurre l’impatto ambientale delle nostre case).

Poi, ci sono le sonde orizzontali. Si impiega un tubo in polietilene nero, lo stendo in un’area con profondità che va dagli 80 ai 120 cm. Lo faccio a pettine, quindi è come stendere un impianto a pavimento a pettine. La distanza tra un’andata e un ritorno è tipicamente intorno agli 80 cm, come media, e vado ad utilizzare un’area del mio giardino per fare questo impianto. 

Qui non ho bisogno di perforatrice, ma una semplice impresa edile potrebbe farmi questo lavoro ed è più economico rispetto alle sonde verticali.

Per quanto riguarda la sonda orizzontale, mediamente, dobbiamo ricoprire un’area nel giardino pari al doppio della superficie da riscaldare in casa. Quindi, se devo riscaldare 100 mq di casa, ho bisogno di 200 mq di giardino (come numero approssimativo).

Pompe di Calore Geotermiche e le Geopile 

Abbiamo realizzato un progetto con la geopila, molto interessante. Sono delle pile geotermiche in acciaio inox che vengono inserite all’interno del terreno per 20 m. 

È un mix, insomma, un giusto compromesso tra una sonda tradizionale e una sonda evoluta. Abbiamo avuto straordinari risultati su questa tipologia di applicazione e ne faremo altri. Ti terrò naturalmente aggiornato, magari con un video dedicato.

Ecco, sappi che nel tempo abbiamo sperimentato tutti e tre i sistemi: il verticale, l’acqua-acqua, l’orizzontale, e anche le geopile. Quindi, in realtà, sono quattro i sistemi.

Pompe di Calore Geotermiche e i lavori nel terreno

Partiamo dalle sonde verticali, a circuito chiuso. Qui ci gira, come ti dicevo, acqua e glicole; un circuito chiuso che non va disperso nel terreno.

Cosa serve allora per la soluzione verticale? Abbiamo bisogno di poco spazio perché in una piccola area impiantiamo questi tubi che vanno nel terreno. Abbiamo bisogno di una ditta specializzata che ci faccia una perforazione con una macchina perforatrice. 

Poi, ho bisogno di portare le tubazioni che escono dalle sonde in centrale termica dove metterò un collettore, un accessorio dove arrivano tutte le sonde per poi andare in pompa di calore.

Nella versione orizzontale, invece, ho bisogno di molto più spazio, naturalmente, come ti dicevo, quasi due volte la superficie da riscaldare. 

Quindi, a differenza di prima, qui lo spazio è importante. Non ho bisogno però di una ditta specializzata perché per fare lo scavo basta una semplice impresa edile che faccia lo scavo su tutta la superficie o, con una catenaria o un altro strumento, faccia degli scavi in trincea dove posare un tubo in polietilene per lo scambio termico tra la pompa di calore e il terreno. 

Poi, dobbiamo mettere un pozzetto in campo che raccolga tutte le tubazioni. Da questo pozzetto partono due tubazioni che vanno in centrale termica. Lì metterò la nostra pompa di calore.

Per le geopile, invece, ho bisogno dello spazio in pianta come per le sonde tradizionali, però si andrà molto meno in profondità e poi vado direttamente in centrale termica.

Beh, spero con questo articolo di averti chiarito il mondo delle pompe di calore geotermiche che, con l’evoluzione tecnologica, stanno avendo performance [leggi: rendimenti] straordinari. Questo significa anche consumare molta meno elettricità.

A presto,

Samuele Trento

P.S.

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