La pompa di calore è un sistema termodinamico in grado di trasferire calore da un ambiente freddo a uno più caldo in inverno, e viceversa in estate. In inverno, preleva calore da una sorgente fredda e lo cede a un ambiente interno. Un dispositivo sempre più utilizzato anche in ottica di un’edilizia più sostenibile.
Tipologie di Pompe di Calore
Le pompe di calore si suddividono in 2 principali categorie: quelle che utilizzano l’aria come fluido termovettore (aria/aria o aria/acqua), quelle che sfruttano l’acqua (acqua/acqua o acqua/aria). La tipologia più comune prevede l’uso dell’aria come fluido termovettore. Queste pompe di calore, dette aria/aria o aria/acqua, sono molto diffuse perché economiche e versatili.
Tuttavia, presentano dei limiti: l’efficienza delle pompe di calore è massima quando la differenza di temperatura tra l’aria esterna (sorgente fredda) e l’ambiente da riscaldare (pozzo caldo) è ridotta. Quando invece il divario termico aumenta, soprattutto nelle giornate più fredde, l’efficienza diminuisce.
Esistono però altre tipologie di pompe di calore che sfruttano l’acqua come fluido termovettore (acqua/acqua o acqua/aria). Questi sistemi sono generalmente più stabili ed efficienti rispetto a quelli ad aria, perché l’acqua mantiene in natura un range di temperatura molto più ristretto e, in inverno, non scende mai sotto gli 0°C. Questa caratteristica garantisce prestazioni elevate e costanti, riducendo il consumo di energia elettrica e, di conseguenza, i costi operativi.
Un’altra tipologia di pompa di calore acqua/acqua o acqua/aria è quella che sfrutta l’energia termica del terreno, una soluzione particolarmente vantaggiosa dal punto di vista dell’efficienza energetica. La temperatura sotto terra, a una certa profondità, rimane costante tutto l’anno e non è influenzata dalle variazioni stagionali. Questo consente alla pompa di calore di mantenere prestazioni elevate in modo costante, con conseguenti risparmi energetici ed economici. In questo caso si parla di pompa di calore geotermica.
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Pompa di Calore Geotermica: Come Funziona?
Il sistema prevede l’installazione di una serpentina a contatto con il terreno, opportunamente dimensionata per estrarre calore sufficiente per il riscaldamento geotermico gli ambienti interni.
Per il trasferimento di calore, si utilizza spesso l’acqua come fluido termovettore, poiché ha un impatto ambientale nullo. Tuttavia, l’acqua presenta dei limiti: in inverno, la temperatura del terreno non deve scendere sotto gli 0°C, per evitare il congelamento.
Un grande vantaggio delle pompe di calore geotermiche è il free cooling. Nelle stagioni intermedie, come primavera e autunno, è possibile sfruttare direttamente la temperatura del terreno per raffreddare l’ambiente interno, bypassando il funzionamento della pompa di calore stessa, un po’ come accade nei sistemi di ventilazione meccanica.
La pompa geotermica, sfruttando il suolo come fonte di calore esterna, mostra un funzionamento che si adatta alle diverse stagioni dell'anno, offrendo un sistema efficiente e sostenibile:
- Durante l'inverno, l'apparecchio cattura il calore presente nel suolo e lo impiega per il riscaldamento degli ambienti interni, garantendo anche la produzione di acqua calda, se necessario
- Nel periodo estivo, la pompa di calore geotermica si impegna nel restituire il calore al terreno, sfruttando, al contempo, la bassa temperatura del sottosuolo per rinfrescare gli spazi domestici. Questa versatilità consente una gestione termica ottimale, adattandosi alle esigenze climatiche stagionali
Il funzionamento complessivo coinvolge due circuiti distinti.
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- In primo luogo, il circuito interno all'edificio, che gestisce la distribuzione del calore attraverso l'acqua immagazzinata nell'accumulo, spingendola nei sistemi di diffusione, come il pavimento o il soffitto. Questo assicura un riscaldamento uniforme e confortevole degli ambienti interni.
- In parallelo, si sviluppa un secondo circuito che si estende nel sottosuolo, al di fuori dell'edificio. Questo circuito trasporta il calore dal terreno alla pompa di calore, completando così il ciclo termico.
Tipologie di Sonde Geotermiche
Sonde orizzontali: questa soluzione è più economica e semplice da realizzare, con la serpentina disposta a una profondità compresa tra 1 e 5 metri.
Sonde verticali: in questo caso, le sonde geotermiche vengono posizionate verticalmente, richiedendo macchinari specifici per gli scavi, il che comporta costi maggiori.
Un sistema chiuso può assumere diverse configurazioni:
- Sonde verticali: In questa configurazione, vengono creati pozzi di diametro ridotto e profondità variabile, all'interno dei quali sono inserite sonde in polietilene ad alta densità (HDPE). Le sonde geotermiche verticali effettuano lo scambio termico lungo tutta la lunghezza della perforazione con il sottosuolo
- Sonde orizzontali: Le tubazioni in polietilene ad alta densità (HDPE) sono collocate in scavi o trincee, scavate a una profondità massima di 2 metri. Questa tipologia di sistema richiede ampie superfici prive di costruzioni
- Geostrutture: Questo sistema è impiegato quando è necessario aumentare la portanza strutturale del terreno.
Tipologie di pompe di calore geotermiche
Le pompe di calore geotermiche si suddividono in due principali tipologie, a seconda della fonte primaria di energia utilizzata:
- Pompe di calore geotermiche terra-acqua: Questo tipo di pompe di calore trae la sua fonte di energia primaria dal calore presente nel terreno
- Pompe di calore geotermiche acqua-acqua: Queste pompe di calore utilizzano come fonte di energia principale il calore contenuto nell'acqua di falda
Quando la pompa di calore utilizza l'acqua come fonte primaria di energia, si configura come un sistema aperto. Tale sistema è composto da un pozzo di presa, che preleva l'acqua calda, e un pozzo di resa, attraverso il quale l'acqua fredda viene re-immessa.
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Nel caso in cui la fonte primaria sia il terreno, si parla di sistema chiuso. In un sistema chiuso, non vi è prelievo diretto, ma solo uno scambio termico per conduzione tra le pareti delle tubazioni interrate e il fluido termoconvettore presente all'interno delle sonde.
Svantaggi delle Pompe di Calore Geotermiche
Tuttavia, esistono anche degli svantaggi. Il primo è il costo di installazione, che può arrivare a essere il doppio rispetto a una pompa di calore aria/aria. Nonostante ciò, i tempi di ritorno dell’investimento tendono a non essere troppo lunghi grazie all’elevata efficienza della tecnologia.
Un altro problema riguarda la manutenzione: in caso di guasti, la sostituzione di una sonda geotermica posta a diverse decine di metri di profondità può risultare molto costosa.
Infine, c’è la questione legislativa. A livello europeo, manca una normativa unificata per l’installazione delle pompe di calore geotermiche, e in molti paesi non esistono standard o linee guida per i progettisti.
Un primo svantaggio delle pompe geotermiche sono gli alti costi di realizzazione, dovuti soprattutto alla necessità di realizzare pozzi e scavi molto gravosi per la loro messa in funzione.
Un secondo aspetto riguarda il loro utilizzo: la pompa di calore geotermica andrebbe infatti usata sia per riscaldare d’inverno che per raffrescare d’estate. Se viene sfruttata solo per il riscaldamento è facile che con gli anni venga impoverito il terreno e questo si geli, portando la pompa di calore a funzionare male o addirittura a non funzionare del tutto.
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.
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.
Vantaggi dell'Energia Geotermica
Ciononostante è importante sottolineare i numerosi vantaggi di scegliere una pompa di calore geotermica. Hanno valori di efficienza superiori del 20-30% rispetto alle pompe di calore ad aria e il loro impatto acustico è nettamente inferiore, in quanto non necessitano di grandi ventilatori.
Le pompe di calore geotermiche offrono la possibilità di integrarsi in modo sinergico con altri sistemi rinnovabili come un impianto fotovoltaico. Questa combinazione strategica consente di conseguire una significativa riduzione dei consumi di energia elettrica, coinvolgendo sia la pompa di calore che i sistemi ausiliari di un'abitazione. Il risultato di tale sinergia si traduce in notevoli vantaggi economici, riflettendosi positivamente sui costi energetici riportati nella bolletta.
Questo vantaggio si configura come una soluzione estremamente positiva, rappresentando un mezzo efficace per ottenere risparmi considerevoli sia dal punto di vista economico che ambientale. La riduzione dell'impatto ambientale e dei costi energetici diventa un obiettivo tangibile, sottolineando l'importanza di abbracciare pratiche sostenibili.
Oltre alla longevità, tra gli altri vantaggi troviamo il fatto che è silenziosa e poco impattante sul paesaggio. 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 aspetti che solleticano molto interesse inoltre sono, la maggior indipendenza dalle risorse non rinnovabili e dall'altalena dei loro prezzi; nessun rischio d'incendi e di emissioni nocive e quindi zero emissioni di anidride carbonica; impianti silenziosi che non creano disturbo.
Alcuni di questi vantaggi sono unici e difficilmente controbattibili.
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.
Tra gli aspetti positivi spiccano senz’altro:
- efficienza energetica. Gli impianti di questo tipo sfruttano il calore naturale presente nel terreno, consentendo un'elevata efficienza energetica e riducendo i consumi rispetto ad altri sistemi di riscaldamento e raffreddamento;
- risparmio economico a lungo termine. Nonostante il costo iniziale più elevato rispetto ad altri sistemi, i sistemi geotermici offrono un notevole risparmio energetico che può compensare l'investimento nel tempo, riducendo il costo delle bollette;
- sostenibilità ambientale. L'energia geotermica è una fonte rinnovabile e pulita che aiuta a preservare l’ambiente, in quanto non emette gas serra e non alimenta l'inquinamento atmosferico;
- durata e affidabilità. Gli impianti geotermici sono noti per la loro durata nel tempo e richiedono una manutenzione minima, offrendo una soluzione a lungo termine per il riscaldamento e il raffreddamento delle abitazioni.
Costi di un Impianto Geotermico
Il costo dipende dalla dimensione dell’edificio, dalla potenza richiesta e dalla tipologia di terreno. 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 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.
In media, il costo di un impianto geotermico può variare tra i 15.000 e i 25.000 euro. Questo prezzo dipende dal tipo di impianto utilizzato, che può essere basato su sonde geotermiche verticali o orizzontali, nonché dalla necessità di sostituire i sistemi di riscaldamento esistenti con pannelli radianti.
In aggiunta al costo dell'impianto geotermico stesso, è importante considerare anche la possibilità di dover affrontare spese aggiuntive legate alle autorizzazioni necessarie per le perforazioni e per l’installazione delle sonde geotermiche (es. il costo per trivellazione del pozzo geotermico).
La voce più incisiva è quella relativa alla perforazione per l’installazione delle sonde geotermiche, che può raggiungere il 50% del costo totale.
Il calcolo preciso dei costi di un impianto geotermico per metro quadro non è semplice, in quanto, come anticipato, il prezzo finale dipende da variabili cruciali come le dimensioni dell’edificio, il suo grado di isolamento termico e il tipo di terreno.
Tabella Costi Indicativi
| Voce di Costo | Costo Stimato |
|---|---|
| Pompa di calore geotermica | 5.000 - 10.000 € |
| Perforazione e installazione sonde | 8.000 - 15.000 € |
| Oneri autorizzativi e burocratici | 500 - 2.000 € |
| Costo totale stimato | 15.000 - 25.000 € |
Nota: I valori in tabella sono stime indicative che non tengono conto degli incentivi statali, come l’Ecobonus 65% o il Conto Termico 2.0.
Incentivi Fiscali
Per incentivare l’uso di energie rinnovabili, il governo italiano ha messo a disposizione diversi strumenti per chi decide di installare un impianto geotermico domestico.
- Ecobonus 65%: come specifica l’Agenzia delle Entrate, l’ecobonus per il risparmio energetico consiste in una detrazione fiscale dall’IRPEF o dall’IRES per le spese sostenute su edifici esistenti finalizzate al miglioramento dell’efficienza energetica. La detrazione va suddivisa in dieci rate annuali di pari importo e può essere richiesta da proprietari, inquilini, comodatari, familiari conviventi e altri soggetti che detengono l’immobile a qualsiasi titolo. Per quanto riguarda le percentuali, le spese sostenute nel 2025 danno diritto a una detrazione del 36%, che sale al 50% se l’intervento riguarda l’abitazione principale. Nel 2026 e nel 2027 la detrazione scende al 30%, con possibilità di arrivare al 36% per l’abitazione principale.
- Conto Termico 2.0: gestito dal Gestore dei Servizi Energetici (GSE), questo meccanismo incentiva la produzione di energia termica da fonti rinnovabili e l’aumento dell’efficienza energetica. Per gli impianti geotermici, il Conto Termico prevede un contributo diretto erogato tramite bonifico bancario, che copre una parte delle spese sostenute. L’incentivo può arrivare fino al 65% della spesa sostenuta, a seconda delle caratteristiche dell’impianto e dell’area climatica in cui si trova l’edificio.
- IVA agevolata: l’installazione di una pompa di calore geotermica beneficia di un’IVA ridotta al 10% sulla manodopera e sulle componenti, se l’intervento rientra nella categoria degli interventi di manutenzione straordinaria o di ristrutturazione edilizia.
Nel caso delle pompe di calore geotermiche, è possibile beneficiare del Conto Termico e dell'Ecobonus, che offrono detrazioni fiscali che variano dal 50% al 65% in base alle tipologie di interventi effettuati. In particolare, per le pompe di calore geotermiche è prevista un’agevolazione del 65% della spesa sostenuta; mentre per l’installazione delle sonde è riconosciuta la detrazione del 110% grazie al Superbonus.
A questi incentivi si aggiunge, poi, quello del Bonus Teleriscaldamento, introdotto recentemente dalla Legge di Bilancio 2023.
Relativamente agli interventi di miglioramento energetico, condotti da amministrazioni pubbliche e da enti privati, è stato introdotto il Conto Termico 2.0, il quale promuove incentivi per la riqualificazione energetica, inclusa la sostituzione di impianti di climatizzazione esistenti con pompe di calore, comprese quelle di tipo geotermico.
Nel caso iniziale, si accede a un effettivo supporto economico per coprire le spese di acquisto e installazione dell'impianto geotermico. Nel secondo scenario, invece, si usufruisce di un vantaggio fiscale attraverso la possibilità di detrarre una percentuale delle spese sostenute dalle imposte da pagare.
Risparmio Energetico e Durata
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.
La durata di un impianto geotermico è uno dei suoi principali punti di forza, che lo rende un investimento a lunghissimo termine.
Il risparmio energetico offerto dalla geotermia è significativo, con una riduzione dei costi di esercizio che può arrivare fino all’80% rispetto alle caldaie a GPL o gasolio. Grazie all’alta efficienza, il risparmio annuale in bolletta è notevole. Un sistema con un COP pari a 4, per esempio, produce 4 kWh di calore per ogni kWh di elettricità consumato.
Per una famiglia media, la riduzione dei costi di riscaldamento può arrivare fino al 70-80% rispetto a una caldaia a GPL o gasolio. Ad esempio, una famiglia che spende 2.500 € all’anno per il riscaldamento a gasolio potrebbe vedere la sua spesa scendere a soli 500-750 € con un sistema geotermico.
Considerazioni Finali
La geotermia domestica consente di sfruttare una fonte rinnovabile, gratuita e sempre disponibile, indipendente dalle condizioni climatiche. 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.