Pompa di calore geotermica: funzionamento, costi e bonus

Pompa di calore geotermica: funzionamento, convenienza, opinioni, costi e bonus. Con impianto radiante o radiatori.

L'impianto a pompa di calore geotermica, utile sia per per produrre l'acqua calda sanitaria per i rubinetti, che per raffrescare e riscaldare gli ambienti, è sicuramente tra i sistemi più efficienti.

C'è da dire che, negli anni, l'alto costo iniziale e la mancata disponibilità di terreno, ne hanno limitato l'uso.

Tuttavia, con l'incremento della sensibilità nei confronti dell'ambiente, l'aumento dei consumi e grazie agli incentivi statali, le pompe di calore geotermiche stanno via via acquisendo importanti fette di mercato.

Ma vediamo i diversi aspetti che caratterizzano questo sistema:

Funzionamento

L’impianto geotermico a pompa di calore è costituito fondamentalmente:

1. dalle sonde: tubazioni in materiale plastico immerse nel terreno all'interno delle quali circola la salamoia (acqua e antigelo) che scambiano il calore con il suolo.

In inverno, le sonde assorbono il calore dal terreno e lo trasportano all’abitazione, mentre in estate lo trasferiscono dall’abitazione al terreno.

Esistono due tipi di sonde sulla base dell'andamento:

• • • • • le verticali che si sviluppano in profondità. Queste tubazioni raggiungono gli strati del terreno più profondi che risentono meno delle variazioni climatiche esterne. Addirittura, al di sotto dei 100 metri, il terreno presenta temperature fisse comprese tra i 10 e i 15  °C. Di solito, le sonde raggiungono i 100 metri di profondità;
        • le orizzontali che viaggiano parallele al terreno ad una profondità di qualche metro. Necessitano di uno spazio esterno tale da permettere al sistema di raggiungere le potenze necessarie per climatizzare la casa. Essendo più "superficiali", risentono maggiormente della temperatura esterna.

Inoltre, esistono anche le geostrutture, in pratica delle sonde che svolgono anche una funzione strutturale. Ad esempio, un palo di fondazione capace di scambiare calore con il terreno.

2. il generatore: la pompa di calore. In pratica, il "motore" che permette di generare il caldo, il freddo e/o l'acqua calda sanitaria. In genere, le pompe di calore sono alimentate dall'elettricità. Per ridurre ulteriormente i consumi della corrente, potresti collegare al sistema un impianto fotovoltaico;

3. il sistema di emissione: radiatori, riscaldamento a pavimento o fancoils.

Perché sono così efficienti?

All'interno di questo articolo, ho dimostrato come una pompa di calore classica che assorbe il calore dall'aria possa essere notevolmente più conveniente rispetto ad una caldaia a condensazione.

Addirittura, la pompa di calore geotermica consuma ancora meno rispetto alla pompa di calore ad aria.

La principale differenza tra le pompe di calore ad aria e quelle geotermiche è la sorgente da cui prelevano il calore. Nel caso delle pompe geotermiche, il calore viene estratto dal sottosuolo, mentre nelle pompe ad aria, dall’ambiente esterno.

In generale, nelle pompe di calore l’efficienza dipende dalla differenza di temperatura tra l’ambiente da riscaldare e la sorgente da cui si preleva il calore: minore è la differenza fra queste due temperature, più efficiente sarà il sistema.

A cento metri di profondità, il suolo ha una temperatura che si aggira attorno ai 12 °C per tutto l’anno, e quindi, essendoci poca differenza tra la temperatura del terreno e quella interna alla casa (20°), la pompa avrà un ottimo rendimento.

Viceversa, la temperatura dell’aria esterna utilizzata dalle pompe ad aria, durante l’anno, varia notevolmente, costringendo spesso il generatore a lavorare con differenze di temperatura alte. Nell'esempio sottostante, la differenze si attesta attorno ai 25°.

Né segue che, i generatori geotermici possono raggiungere efficienze superiori fino al 50% rispetto alle pompe di calore ad aria. 

Pompa di calore geotermica con i termosifoni

Un impianto a pompa di calore garantisce la miglior efficienza qualora l'acqua che circola nelle tubazioni del sistema sia caratterizzata da basse temperature.

Per far ciò, ti consiglierei di collegare alla pompa di calore dei terminali che lavorano con bassi salti termici rispetto alla sorgente. I terminali ideali sono il riscaldamento a pavimento, a parete o a soffitto! Questi sistemi lavorano a temperature medie dell'ordine di 35°.

Mentre, i radiatori lavorano con temperature medie dell'acqua comprese tra i 55 e i 70 gradi. La pompa di calore, qualora riuscisse a raggiungere queste temperature, lavorerebbe sotto sforzo e non riuscirebbe a garantire performance meritevoli. Quindi, se avessi intenzione di investire in un sistema a pompa di calore geotermica, dovresti spendere qualcosina in più per sostituire i vecchi termosifoni.

Poi, se la spesa risultasse eccessiva, ti consiglierei almeno di sostituire i vecchi termosifoni con dei radiatori in acciaio o alluminio sovradimensionati. Così facendo, aumenteresti la superficie disperdente e abbasseresti la temperatura del fluido.

Potrebbe esserti utile l'articolo sul confronto tra le prestazioni di un riscaldamento a pavimento ed un riscaldamento a termosifoni.

Costi impianto a pompa di calore geotermica

La posa di un sistema geotermico è gravosa: nel caso di sonde verticali occorrono delle perforazioni nel terreno e nel caso di sonde orizzontali un ampio scavo in un cortile o comunque in uno spazio esterno libero. 

Ne segue un importante investimento iniziale, almeno doppio rispetto ai generatori ad aria. 

Il costo di un sistema geotermico dipende:

• • • dalle caratteristiche dell'edificio, le dimensioni e la presenza o meno dell'isolante termico influiscono sulla potenza della macchina e l'estensione delle sonde;
    • dal tipo di suolo (uno scavo in un suolo roccioso è molto oneroso);
    • dal tipo di sonda: orizzontale o verticale. Inoltre, nel caso di sonde verticali occorre anche la consulenza di un geologo. Il cui costo si aggira attorno ai 1.500 €.

Ho realizzato un articolo ad hoc sul costo di questi impianti: scopri di più.

Bonus disponibili

Attualmente, potresti garantirti un risparmio nella fornitura e posa in opera di una pompa di calore tramite ben 4 bonus:

• • • superbonus al 110%, 90%, 70% o 65%;
    • ecobonus al 65%;
    • bonus ristrutturazione al 50%;
    • conto termico.

Per approfondire, ho realizzato un articolo ad hoc.

Produttori

I più importanti produttori di pompe di calore geotermiche sono: Carrier, Mitshubishi, Daikin, Viessmann e Clivet.

Spero che l'articolo ti sia stato utile. A presto, Vincenzo.