Pompe di calore geotermiche: cosa sono e come funzionano

Le pompe di calore geotermiche utilizzano il terreno come fonte primaria di energia. Consentono di ridurre i costi di produzione di energia termica e acqua calda sanitaria di casa
pompe di calore geotermiche come funzionano

La pompa di calore è l’innovazione che ha modificato in modo sostanziale la climatizzazione degli ambienti confinati, rendendola più economica e sostenibile. Ma come funzionano le pompe di calore geotermiche? Possono essere utilizzate in tutte le stagioni? Iniziamo con il sottolineare che le pompe di calore rappresentano un’alternativa ecologica ai classico sistema di riscaldamento e possono essere impiegate sia per il riscaldamento sia per il raffrescamento dell’abitazione.

Funzionamento delle pompe di calore geotermiche

La pompa di calore è una macchina termica in grado di trasferire calore da una sorgente a temperatura più bassa a una a temperatura più alta.

Il ciclo frigorifero in pompa di calore ha un sistema allo stesso tempo semplice e intelligente: esso sfrutta come sorgente di calorie e frigorie l’energia termica presente in elementi naturali, come l’aria, l’acqua o la terra. Nel caso degli impianti geotermici il sistema si avvale di uno scambio fra il circuito del fluido termoportante e l’energia geotermica, piuttosto costante in quanto la temperatura del terreno ad una certa profondità è abbastanza stabile sull’ordine dei 14 °C. Il fluido termoportante asporta calore dal terreno oppure vi apporta il calore prelevato dall’ambiente chiuso scambiandolo con il terreno e ritorna a contatto con l’aria o l’acqua di distribuzione interna arrecando appunto rispettivamente calorie o frigorie.

La costruzione di sistemi geotermici è forse quella più premiante grazie alla stabilità dei valori della sorgente, perché questo permette di ottenere una discreta sicurezza sulla prestazione specifica e sulla costanza che la caratterizza, fattori significativi quando si sceglie questa soluzione.

Tale significatività è particolarmente importante a causa del costo iniziale di installazione del sistema, che per la sua complessità è più oneroso economicamente e più complesso tecnicamente di quelli che sfruttano come sorgente energetica l’aria o l’acqua. La costruzione richiede materiali e competenze importanti, che hanno un loro ritorno sull’investimento sicuramente meno rapido, ma dall’altra parte possono generare la tranquillità di una minore aleatorietà della prestazione riscaldante o raffrescante in ragione di andamenti climatici non abituali e pertanto energeticamente svantaggiosi come nel caso dell’aria.

pompe di calore riscaldamento e raffrescamento

Quali sono i vantaggi?

La generazione di calore da una sorgente non a pagamento, la geotermia, è il primo indice che determina la convenienza economica di questo sistema, che va pensato come già detto in una logica di lungo periodo, perché i costi iniziali non sono indifferenti. Anche in questo caso non si utilizza energia elettrica per riscaldare o raffreddare il fluido termoportante, ma si ricava energia termica dal terreno: ancora una volta il rapporto fra l’energia elettrica consumata e l’energia termica prodotta è estremamente favorevole. In quanto la corrente è sempre e solo dedicata a mettere in circolazione l’aria o l’acqua all’interno dei circuiti specifici di climatizzazione nell’ambiente.

Non dimentichiamo anche l’opzione di produrre (oltre a calore o fresco) anche acqua calda sanitaria (ACS), riducendo così ulteriormente gli oneri che abitualmente derivano da un suo riscaldamento attraverso energia elettrica o gas.

La “neutralità” ambientale di questo sistema va al di là dei bassi consumi energetici e del conseguentemente altrettanto basso livello di emissioni prodotte per la generazione della prestazione, perché – non dimentichiamolo – il sistema non comporta altro dal punto di vista dell’impatto che la messa in contatto del circuito frigorifero con il terreno a una profondità congrua a garantire la stabilità della temperatura di apporto.

Installare dunque una pompa di calore geotermica consente di ottenere un significativo risparmio economico in bolletta che può arrivare al 50% rispetto a una caldaia a metano, anche il 65% rispetto a una caldaia a gasolio o GPL.

Gli incentivi a disposizione

Ma i vantaggi non finiscono qui, infatti esistono incentivi e detrazioni fiscali per chi decide di installare strumenti di riscaldamento e raffrescamento che diminuiscano i consumi energetici elettrici.
Nello specifico, rispetto al tema delle pompe di calore geotermiche, esistono diverse tipologie di incentivo corrispondenti ad altrettante situazioni di installazione:

SuperBonus 110% – inserimento della pompa di calore nell’ambito di un intervento volto al miglioramento di due classi energetiche o al raggiungimento della massima è incentivato con un credito d’imposta del 110% del calore dell’intervento, cedibile a una banca o a una finanziaria o scontabile in fattura.

EcoBonus 65% – un incentivo nell’ordine del 65% dell’importo è previsto per coloro che acquisteranno un nuovo condizionatore a pompa di calore ad alta efficienza energetica per sostituire uno di classe inferiore.

Conto Termico 2.0 – prevede bonus economici per il miglioramento dell’efficienza e del risparmio energetico degli edifici e per la produzione di energia rinnovabile.

Pompe di calore geotermiche: vanno bene per qualsiasi applicazione?

La scelta di adottare il calore del terreno è una scelta estremamente vincente dal punto di vista della “certezza del risultato”: come abbiamo detto la temperatura del terreno è la meno soggetta ad alterazioni di qualsiasi sorta legate alle condizioni di un’annata con un inverno particolarmente freddo o un’estate particolarmente calda che renderebbero poco sfruttabile una pompa di calore ad aria.

Ma è anche vero che esse richiedono un attento studio di fattibilità del progetto, che valuti adeguatamente gli spazi a disposizione per la realizzazione del circuito geotermico, stimi il fabbisogno calorico e affronti anche con la dovuta cura la protezione delle acque sotterranee. Un sistema a pompa di calore geotermico è quindi un investimento importante, che richiede un’accorta ed esperta valutazione del rapporto fra i costi e i benefici per renderlo adeguatamente ammortizzato nel tempo.

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Alessia Varalda

Ingegnere elettrotecnico con esperienza come Project Manager presso un'importante multinazionale attiva nel settore dell'energia e dell'automazione. La curiosità verso le tecnologie innovative e le soluzioni all'avanguardia nel mondo delle energie (tradizionali e rinnovabili) mi ha portata a lavorare per 14 anni presso un importante editore di riviste tecniche di settore scrivendo di home&building automation, illuminazione, comfort, efficienza energetica e sostenibilità.
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