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IL PRINCIPIO DELLE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE:
Pompe di calore aria-acqua e recuperatori di energia

I sistemi di riscaldamento e raffrescamento con pompe di calore geotermiche sfruttano il fatto che la temperatura del terreno, già a pochi metri di profondità, si mantiene grossomodo costante durante l'arco dell'anno: è, questa, una caratteristica comune a qualsiasi località del Pianeta, fortemente correlata all'azione della radiazione solare sulla crosta terrestre, che la trattiene e immagazzina sotto forma di energia pulita e rinnovabile (figura 1). La costanza della temperatura del suolo comporta un duplice benefico effetto: durante l'inverno il terreno si trova a temperature relativamente più calde dell'aria esterna; durante l'estate la temperatura è più bassa di quella dell'aria. Il concetto di base è particolarmente semplice ed è uno degli elementi cruciali di sopravvivenza nel Regno animale, che comprende animali come il Fennec del deserto e il Tasso, i quali trovano rifugio e protezione nel sottosuolo da condizioni climatiche avverse (alte o basse temperature). Attraverso serpentine chiuse collocate nel terreno, in scavi o perforazioni, o posate sul fondo di stagni o laghi, tali sistemi estraggono o trasferiscono energia al sottosuolo: tutti preassemblati, senza alcuna saldatura realizzata in cantiere, a norma svedese e tedesca, o modulari come i "compatti" brevettati. Occorre molta cura nella progettazione e nella pianificazione personalizzate di ogni applicazione e nei componenti utilizzati, tutti specialistici.

Soluzione orizzontale

Gli scambiatori vengono posati in scavi, che vengono poi richiusi. Sono richiesti giardini di medie dimensioni. Nel mondo le applicazioni orizzontali rappresentano più della metà del totale e sono particolarmente efficienti alle nostre latitudini.

Soluzione compatta

Gli scambiatori compatti sono un brevetto svedese esclusivo: per una casa di medie dimensioni bastano solo 50 metri quadri di giardino, senza alcun bisogno di costose perforazioni. Spesso essi vengono associati ad un recuperatore di energia dall'aria viziata: il VBX.

Soluzione verticale

Specifici scambiatori vengono inseriti in perforazioni, che poi vengono sigillate con prodotti specifici al fine di preservare le falde acquifere e massimizzare lo scambio termico. Si parla in questo caso di sonde geotermiche.

Soluzione lago/stagno

Specifici scambiatori vengono posati sul fondo di stagni o laghi naturali o artificiali: si sfrutta in questo caso l'inerzia termica dell'acqua del lago. Anche in questo caso si utilizza un circuito chiuso costituito da "coil" pre assemblati o da piastre specifiche in acciaio.

Soluzione acqua di falda

Qui il circuito è aperto; viene prelevata acqua di falda da un pozzo e reiniettata in un altro, dopo essere passata attraverso la pompa di calore. E' una soluzione che oggi viene utilizzata solo in casi particolari come per grandi impianti o sfruttando pozzi già esistenti.

Pompe di calore aria-acqua

Anche l'aria esterna è un'ottima fonte di calore: un silenzioso box esterno permette di estrarre calore dall'aria, anche sotto zero. Il principio di funzionamento è lo stesso delle pompe di calore geotermiche; in questo caso la resa è inferiore alle precedenti versioni ma però non c'è bisogno di perforazioni o scavi.

Pompe di calore ad aria viziata

Con questa tipologia di impianto è possibile recuperare energia dall'aria viziata espulsa dall’abitazione e usufruirne per riscaldare e produrre acqua calda. Sono soluzioni idonee per abitazioni molto isolate, in particolare per case passive.

 

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