Componenti dell'impianto geotermico

Un impianto geotermico è costituito da 3 elementi fondamentali:

Sistema di captazione del calore

Parte essenziale di un impianto geotermico è rappresentato dal sistema di captazione del calore. Tale elemento permette al calore di passare da uno stato di dispersione all'interno del terreno o della falda acquifera ad uno stato più concentrato, e quindi utile, all'interno dell'impianto di climatizzazione.
Le sonde di captazione geotermica sono generalmente in materiale plastico (polietilene) o in rame. Hanno diametro di pochi centimetri (3-4 cm) e sono inserite nel terreno in prossimità dell'edificio formando un circuito nel quale scorre il fluido termovettore che scambia calore con il terreno; la disposizione ed il numero di sonde variano in funzione dell'energia termica richiesta, delle caratteristiche del terreno e del fluido termovettore utilizzato.
Le tubature possono essere interrate verticalmente nel terreno fino a grandi profondità, 70-130 metri (sonde geotermiche verticali), oppure orizzontalmente a 1-3 metri di profondità (sonde o collettori orizzontali).
I tubi affondati verticalmente nel terreno possono avere varie sezioni trasversali: singolo o doppio tubo ad U, tubi coassiali semplici o complessi. La scelta degli scambiatori ad U risulta essere la scelta adottata nella maggior parte dei casi, in quanto se ben dimensionata è il sistema a più elevata affidabilità.
Nelle configurazioni a sviluppo orizzontale, si possono avere circuiti ad anello chiuso o aperto, a serpentina, a spirale. Un impianto a sonde orizzontali è di più facile posa in alcune condizioni (edificazioni e/o sbanchi terra per altri scopi), risente dell'influenza stagionale dell'apporto solare ed ha bisogno di un'area più ampia per la posa in opera delle sonde rispetto agli impianti a sonde verticali.
Il fluido termovettore che scorre all'interno delle sonde può essere costituito da acqua semplice o da glicole etilenico (miscela di acqua  e anticongelante non tossico). In questo secondo caso si può far circolare il fluido a temperature inferiori a 0°C, con il vantaggio di avere un flusso termico più elevato.
In alternativa, alcune soluzioni impiantistiche (impianti ad espansione diretta) prevedono la circolazione diretta nelle sonde del fluido refrigerante della pompa di calore (gas della famiglia degli idro-fluoro-carburi utilizzati anche nei sistemi a pompa di calore tradizionali tipo split). I tubi delle sonde sono collegati in superficie ad un apposito collettore connesso alla pompa di calore, installata all'interno dell'edificio.

Pompa di calore

Le pompe di calore sono sistemi in grado di trasferire calore da una sorgente più fredda ad una più calda, quindi in direzione contraria a quella naturale. Si tratta del medesimo principio di funzionamento dei condizionatori d'aria e in genere delle macchine frigorifere.
La maggior parte delle pompe di calore sono di tipo "reversibile": il loro funzionamento può essere invertito, potendo operare alternativamente come unità riscaldanti o raffreddanti. La caratteristica peculiare delle pompe di calore geotermiche è quella di sfruttare come sorgente il terreno o l'acqua (di lago, di fiume o di falda) per riscaldare e raffrescare gli edifici, in maniera conveniente e sostenibile.
Poiché raramente si ha a disposizione un lago o un fiume (e le falde possono essere a grande profondità), il terreno è la sorgente più frequentemente utilizzata negli impianti geotermici disponibile ovunque e con una energia termica praticamente inesauribile.
L'utilizzo del terreno come sorgente presenta inoltre il vantaggio di avere una temperatura pressoché costante nel corso dell'anno, assicurando un migliore rendimento del sistema. La differenza di temperatura tra sorgente termica e ambiente da riscaldare/raffrescare è il parametro che influisce maggiormente sui rendimenti delle pompe di calore. Per questo motivo, le pompe di calore geotermiche risultano essere mediamente più efficienti rispetto a quelle ad aria, soprattutto per impianti che captano il calore a profondità superiori ai 15-20 metri.
L'efficienza di una pompa di calore è rappresentata dal coefficiente di prestazione COP (Coefficient of Performance), inteso come rapporto tra l'energia termica resa all'ambiente da riscaldare e l'energia elettrica consumata perché possa avvenire il trasporto di calore medesimo. Ad esempio, per una pompa di calore con COP pari a 4, spendendo 1 kWh elettrico per l'azionamento dell'impianto si ottengono almeno 4 kWh termici per l'utenza; gli altri 3 kWh, ovvero il 75% del fabbisogno termico, vengono prelevati dal sottosuolo.
Le pompe di calore geotermiche accoppiate a sonde verticali o a collettori orizzontali hanno un COP (Coefficiente di prestazione in fase di riscaldamento) variabile tra 4 e 4,9; quelle funzionanti con acqua sotterranea o a sistema aperto hanno un COP tra 3,6 e 5,2.

Sistema di accumulo e distribuzione del calore

Gli impianti geotermici sono particolarmente adatti per lavorare con terminali di riscaldamento/raffrescamento funzionanti a basse temperature (30-50°C) come ad esempio i pannelli radianti a pavimento e i ventilcovettori.
In particolare i pannelli radianti sono la situazione ideale, poiché in inverno fanno circolare acqua calda a 30-35°C e in estate acqua fredda a 18-20°C, riscaldando e raffrescando con il massimo grado di comfort e risparmio energetico.
I tradizionali radiatori risultano in genere poco efficienti per riscaldare gli ambienti e assolutamente inadatti per raffrescarli. Inoltre, la presenza di un serbatoio di accumulo per l'acqua calda risulta indispensabile per immagazzinare il calore e quindi distribuirlo all'edificio, sia per il riscaldamento che per gli usi sanitari, quando vi è richiesta.

S.T.E. F.lli Pignotti vende e installa i propri prodotti in tutte le provincie della regione Marche: Ancona, Ascoli Piceno, Fermo, Macerata e Pesaro.
L'azienda ha sede a Civitanova Marche (MC) ed è specializzata nel settore della climatizzazione, pompe di calore ed energie rinnovabili.