Progettazione e Realizzazione di: Case a basso consumo energetico, Impianti ad energia rinnovabile,
Isolamenti Termo-Acustici, Impianti Elettrici e Domotici
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.