Pompa di Calore Geotermica: Scopri Tutti i Vantaggi e gli Svantaggi Prima di Scegliere!

L’utilizzo della tecnologia geotermica ai fini del condizionamento degli edifici è una soluzione, ad oggi, presa in considerazione e perseguita per lo più da chi ha una particolare sensibilità nei confronti del tema del risparmio energetico e della sostenibilità ambientale.

Cos'è una Pompa di Calore Geotermica?

La pompa di calore geotermica è un sistema capace di generare calore attraverso l’utilizzo del calore naturalmente presente nel terreno o nelle acque di falda nelle vicinanze di un’abitazione. Un impianto geotermico è un sistema progettato per sfruttare l’energia termica naturalmente presente nel terreno. Questo sistema consente un riscaldamento efficiente durante l’inverno, un raffrescamento efficace durante l’estate e la produzione di acqua calda per uso sanitario.

Come Funziona?

Il principio di funzionamento di una pompa di calore geotermica è essenzialmente analogo a quello di una qualsiasi pompa di calore. Una pompa di calore estrae calore da una sorgente esterna all’edificio e lo ottimizza per il riscaldamento interno. Nel caso specifico della pompa di calore geotermica, la fonte di calore proviene dalle acque sotterranee o direttamente dal terreno ad una certa profondità.

Questo processo avviene attraverso un sistema di tubazioni speciali, note come sonde geotermiche, che raggiungono profondità considerevoli. All’interno di queste tubazioni, una miscela di acqua e antigelo scorre con l’obiettivo di assorbire il calore ambientale. In sostanza, l’acqua scende nelle tubazioni fredda e ritorna in superficie riscaldata. Una volta raggiunta una temperatura sufficientemente elevata, l’acqua innesca il cambio di stato da liquido a gassoso di un liquido refrigerante speciale. Il vapore generato viene quindi compresso da un compressore alimentato ad energia elettrica o a gas con l’obiettivo di aumentare la pressione e provocare un repentino aumento della temperatura. La temperatura risultante risulta sufficientemente alta da poter essere utilizzata per riscaldare l’acqua necessaria all’impianto di riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria.

Questo trasporto di energia termica, terreno-casa e viceversa, è ottenuto attraverso un meccanismo noto come pompa di calore, lo stesso sul quale si basano i comunissimi condizionatori (costituiti da unità esterna e split) utilizzati per il raffrescamento estivo delle nostre abitazioni. L’impianto geotermico preleva l’energia termica ad una certa profondità nel sottosuolo, dove la temperatura si mantiene pressoché costante perché non risente della variazione delle condizioni esterne.

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Tipologie di Pompe di Calore Geotermiche

Le pompe di calore geotermiche possono essere di due tipi diversi a seconda di qual è la fonte di energia primaria del calore:

Pompa di calore acqua-acqua: se la fonte è il calore dell’acqua di falda;
Pompa di calore terra-acqua: se la fonte è il calore della terra.

Se la fonte primaria di energia è l’acqua, si ha un sistema aperto, con un pozzo di presa dell’acqua calda e uno per la resa dell’acqua fredda. Nel caso in cui la fonte è il terreno, il sistema è detto chiuso e lo scambio si ha tra i tubi interrati e il fluido contenuto nelle sonde geotermiche.

Pompa di calore geotermica acqua-acqua

La pompa di calore geotermica acqua-acqua è un sistema che sfrutta le risorse idriche delle falde acquifere sotterranee come fluido termovettore. Per realizzare ciò, è essenziale condurre analisi sull’acqua estratta per individuare eventuali sostanze dannose a lungo termine per l’impianto, come sali o contaminanti.

Il funzionamento di una pompa di calore acqua-acqua avviene nel seguente modo. L’acqua di falda viene estratta da un pozzo mediante una pompa di pesca e convogliata verso la pompa di calore. Se è presente un fluido termovettore diverso dall’acqua stessa, questo assorbe il calore e passa dalla fase liquida a quella di vapore. Il vapore attraversa il compressore, il quale, mediante compressione, incrementa la sua temperatura. L’alta temperatura generata viene impiegata per la produzione di acqua calda sanitaria o per alimentare il sistema di riscaldamento dell’edificio. Una volta utilizzato, il fluido termovettore, ormai raffreddato, ritorna al suo stato liquido originario. L’acqua, ora fredda, viene reinserita nei pozzi di assorbimento o iniezione e ritorna nel sottosuolo. Questo ciclo si ripete continuamente finché la pompa di calore rimane attiva e operativa.

Pompa di calore geotermica terra-acqua

La pompa di calore terra acqua sfrutta il calore del terreno attraverso sonde geotermiche, utilizzando un liquido termovettore composto da acqua e anticongelante. Questo liquido assorbe il calore ambientale, vaporizza un liquido refrigerante e il vapore risultante viene compresso per aumentare ulteriormente la temperatura. Il calore così generato viene trasferito all’interno dell’edificio, dove può essere utilizzato per riscaldamento o produzione di acqua calda sanitaria. Il sistema, che comprende pompa di calore, accumulo e bollitore, costituisce una centrale termica.

Il sistema di captazione è costituito da un insieme di tubazioni inserite nel terreno, fino ad una certa profondità, dentro le quali scorre un fluido. Il fluido, assorbendo calore, evapora durante il suo tragitto nel sottosuolo per poi arrivare in ingresso alla pompa di calore geotermica. Nella pompa di calore, il vapore ottenuto, viene prima compresso e poi fatto condensare. Condensando, cede all’acqua del circuito di distribuzione il calore precedentemente assorbito.

Nella pompa di calore, il vapore ottenuto, viene prima compresso e poi fatto condensare. Condensando, cede all’acqua del circuito di distribuzione il calore precedentemente assorbito.

Ci si potrebbe chiedere come si fa a riscaldare un’abitazione a partire da una sorgente, tutto sommato, “fredda”. Parliamo, infatti, di poco più di 10 °C. La risposta è nel tipo di fluido utilizzato, le cui caratteristiche chimico-fisiche sono adatte ad estrarre calore da un sorgente “fredda”, grazie alla sua capacità di evaporare a “basse” temperature (un fluido è capace di assorbire calore quando evapora e di cederlo quando condensa). Quindi il trucco è usare dei fluidi capaci di evaporare a bassa temperatura in modo da estrarre calore da una sorgente “fredda”. Questa è la ragione per la quale non si usa solo acqua per questi scopi.

Vantaggi delle Pompe di Calore Geotermiche

Le pompe di calore geotermiche offrono una serie di vantaggi:

Sfruttano il calore presente nel terreno o nelle falde acquifere nelle vicinanze dell’edificio per la produzione di calore.
Garantiscono una prestazione costante durante tutto l’anno, poiché attingono da fonti di calore il cui livello di temperatura è sostanzialmente invariato indipendentemente dalle condizioni atmosferiche.
Presentano un elevato coefficiente di prestazione che riduce significativamente il consumo energetico.
Se integrata con un impianto fotovoltaico, la pompa di calore può diventare particolarmente vantaggiosa in quanto integra l’energia elettrica necessaria per il suo funzionamento che può essere autoprodotta attraverso la produzione di energia solare.
Questo tipo di impianto ha dei costi di manutenzione notevolmente inferiori rispetto ai sistemi tradizionali a metano, gpl o a gasolio.
Essendo una fonte rinnovabile non ha emissioni climalteranti.
La stabilità della temperatura del sottosuolo comporta una resa costante di questi impianti per tutto l’anno.
Questo è il grande vantaggio rispetto alle normali pompe di calore ad aria che hanno una resa fortemente influenzata dalle temperature esterne.
Un impianto geotermico, una volta ammortizzato il costo di installazione, porta con sé il solo consumo elettrico legato al compressore contenuto nella pompa di calore.
Quindi, si riscalda/raffresca la casa e si produce acqua calda sanitaria senza l’utilizzo di caldaie a gas.
In ambito domestico si sfruttano impianti a bassa entalpia, utilizzando il sottosuolo come serbatoio termico per riscaldare gli edifici, prelevando calore in inverno, e raffrescarli, cedendolo in estate.
Riscaldare casa con una pompa di calore geotermica significa ridurre le emissioni di CO2 connesse alla climatizzazione domestica, sfruttando una fonte energetica rinnovabile e gratuita.
Inoltre, hanno un livello di efficienza molto elevato e a parità di livello di comfort interno, la quantità di energia consumata per raggiungerlo è davvero ridotta rispetto ad altre soluzioni.
Questi impianti lavorano in modo ottimale durante tutto l’anno, assicurando riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria.
Infine, la longevità e affidabilità delle pompe di calore, dovuta anche al fatto che la maggior parte dei componenti è nel terreno e protetta, le rende davvero interessanti.
In media, gli impianti geotermici sono noti per la loro lunga durata, che mediamente è di circa 20-25 anni, mentre le sonde geotermiche interrate possono durare 50 anni o più, dato che sono protette nel terreno e non subiscono l’usura tipica delle parti esposte.
Le pompe di calore geotermiche garantiscono riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria con un’unica tecnologia, riducendo sensibilmente i consumi energetici e le emissioni di CO₂.
L’elevata efficienza si traduce in bollette più leggere e comfort costante durante tutto l’anno.
Inoltre, gli impianti sono caratterizzati da bassi costi di manutenzione e lunga durata, soprattutto per le sonde interrate che possono superare i 50 anni di vita utile.

Svantaggi delle Pompe di Calore Geotermiche

Nonostante i numerosi vantaggi, le pompe di calore geotermiche presentano anche alcuni svantaggi:

Il principale svantaggio di una pompa di calore è legato alla complessità dell’installazione, la quale contribuisce in modo significativo ad aumentare i costi complessivi del sistema.
L’installazione delle sonde geotermiche richiede la perforazione del terreno e la realizzazione di pozzi profondi, spesso raggiungendo anche i 150 metri e raramente meno di 50 metri.
Questo processo può richiedere l’ottenimento di autorizzazioni specifiche dal Comune, soprattutto se l’edificio è situato in un’area soggetta a vincoli urbanistici.
Altra nota a sfavore del geotermico è la progettazione che, per la sua complessità, ha un notevole impatto sul costo finale di questa soluzione.
La limitata disponibilità geografica, in quanto non tutte le regioni del mondo hanno accesso a risorse geotermiche economicamente sfruttabili.

Quindi, gli svantaggi principali di una pompa di calore geotermica possono essere così riassunti:

Installazione complessa: la procedura di installazione è complessa e richiede interventi invasivi nel terreno.
Costo elevato: i costi complessivi sono significativamente più alti a causa della complessità dell’installazione.
Pratiche burocratiche: spesso sono necessarie autorizzazioni e pratiche burocratiche, specialmente in aree soggette a regolamentazioni specifiche.

Costi di un Impianto Geotermico con Pompa di Calore

Una pompa di calore geotermica può avere costi importanti. Come detto in precedenza, ciò che incide notevolmente non è tanto l’acquisto e l’installazione del macchinario principale, ma piuttosto la realizzazione degli scavi e la posa delle sonde nel terreno. Inoltre, come per tutte le altre tipologie di pompe di calore il costo dipende sempre dalla qualità dei componenti utilizzati, dal fornitore e dal suo COP (coefficiente di prestazione) da cui dipende la resa energetica.

In media, per una casa di circa 100 m², un impianto geotermico può costare tra i 15.000 e i 25.000 euro. La voce di spesa più rilevante non è la pompa di calore in sé, ma la perforazione e la posa delle sonde. A queste cifre possono aggiungersi eventuali oneri autorizzativi e pratiche burocratiche.

Una soluzione più economica è quella di utilizzare delle sonde che si sviluppano in superficie anziché in profondità.

Incentivi e Detrazioni Fiscali

Come noto, il recente Decreto Rilancio ha introdotto delle importanti agevolazioni fiscali per la realizzazione di interventi di riqualificazione energetica negli edifici. In particolare, è possibile detrarre il 110% delle spese sostenute per tali interventi; tra questi c’è anche quello dell’installazione di impianti a pompa di calore geotermici, sia nei condomini sia nelle abitazioni private come, ad esempio, le ville singole.

Fino alla fine del 2024, l’Ecobonus prevede una detrazione pari al 65% della spesa sostenuta per l’installazione dell’impianto, restituita sottoforma di detrazioni IRPEF in dieci quote annuali di uguale importo. Un’alternativa, poi, è il Conto Termico 2.0, gestito dal GSE, che incentiva interventi di riqualificazione energetica sostenuti da PA e privati. Tra le spese ammesse c’è anche la sostituzione dell’impianto di climatizzazione esistente con una pompa di calore, anche geotermica. In questo caso l’incentivo varia e viene calcolato tramite apposita formula, che considera la potenzialità dell’intervento e l’energia termica annua prodotta. Nel primo caso si ottiene un vero e proprio contributo economico per l’acquisto e l’installazione, nel secondo caso di beneficia dell’agevolazione mediante le detrazioni fiscali.

Compatibilità con Sistemi di Riscaldamento Esistenti

Quello geotermico è un impianto funzionante a bassa temperatura, ovvero la temperatura dell’acqua nel circuito di distribuzione è di circa 35 - 40 °C contro i 60 - 80 °C dei tradizionali impianti a termosifoni. Quindi non è consigliabile inserire una pompa di calore geotermica in un sistema di distribuzione tradizionale.

Le pompe di calore geotermiche lavorano in maniera ottimale con impianti di riscaldamento a bassa temperatura, come i pannelli radianti a pavimento. Questa combinazione consente di sfruttare al meglio l’elevata efficienza della geotermia, garantendo un comfort uniforme negli ambienti e un significativo risparmio energetico.

In linea di principio sì, ma l’efficienza della pompa di calore geotermica è massima quando lavora con sistemi a bassa temperatura, come il riscaldamento a pavimento o a parete. I termosifoni tradizionali richiedono invece temperature più alte, che possono ridurre le prestazioni dell’impianto e allungare i tempi di ammortamento dell’investimento.

Tabella Riassuntiva: Vantaggi e Svantaggi

Vantaggi	Svantaggi
Efficienza energetica elevata	Costi iniziali elevati
Riduzione delle emissioni di CO2	Installazione complessa
Costi di manutenzione ridotti	Necessità di autorizzazioni
Lunga durata dell'impianto	Limitazioni geografiche
Possibilità di incentivi fiscali	Richiede sistemi di distribuzione a bassa temperatura

L’energia geotermica è una soluzione sostenibile per la produzione di calore da utilizzare negli edifici per la climatizzazione e per la produzione di acqua calda sanitaria. È una scelta ecologica, ma anche molto conveniente. Gli impianti geotermici domestici potrebbero rappresentare la nuova frontiera delle rinnovabili, una fonte inesauribile di energia pulita, sicura, economica e duratura, direttamente nella propria abitazione.

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