Riscaldamento Geotermico: funzionamento, componenti e costi

La Terra è formata da gusci concentrici, il più esterno del nostro pianeta è la crosta terrestre e la sua profondità può variare dai 35 ai 90 km. Vulcani in eruzione, sorgenti termali, ma anche il tepore che si può avvertire nelle miniere e nei pozzi più profondi testimoniano le temperature miti di questa fascia. Più si va in profondità, più il calore aumenta di circa 1° C ogni 33 metri. Anche i moti convettivi e l’irraggiamento solare influenzano la condizione termica del sottosuolo. Questo calore viene naturalmente rilasciato dalle profondità della terra verso l’esterno ed è una fonte di energia pulita, inesauribile che viene definita “geotermica”. Questa sorgente preziosa si aggiunge alle rinnovabili, come la solare e l’eolica.

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L’energia geotermica, quindi, può essere considerata una valida alternativa per chi è alla ricerca di un metodo ecosostenibile ed economico per riscaldare/raffrescare la propria abitazione e l’acqua a uso sanitario. Questo sistema è capace addirittura, se realizzato correttamente e con le giuste dimensioni, di soddisfare il fabbisogno energetico degli edifici al 100%. Il vero vantaggio di questa tecnologia è la sua capacità di racchiudere in un unico impianto le funzioni di caldaia e condizionatore. Già da tempo nel Nord Europa e negli Stati Uniti hanno iniziato ad apprezzare e a sfruttare le potenzialità di questa energia green a scopo residenziale. Ancora in Italia è un metodo poco noto e non molto diffuso, ma grazie agli incentivi statali sta iniziando a svilupparsi anche nel nostro paese. Chiunque desideri un ambiente domestico temperato, confortevole nel pieno rispetto dell’ambiente, trova in questa fonte di energia una soluzione efficace, economica e durevole nel tempo.

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Energia Geotermica e Riscaldamento Geotermico: cosa sono?

Il termine energia geotermica deriva da geotermia, parola che ha origini greche e che significa calore della terra. Ed è proprio il calore naturale depositato nel sottosuolo che viene sfruttato per generare energia tramite il riscaldamento geotermico, ovvero la tecnologia che sfrutta la temperatura immagazzinata nella crosta terrestre per aumentare il calore di un fluido che viene fatto scorrere, tramite un sistema di tubature, dal sottosuolo fino l’interno dell’abitazione

Questo sistema circolare di trasporto del calore funziona perché la temperatura sotto la superficie d’inverno è più alta rispetto a quella dell’ambiente circostante, mentre durante il periodo estivo, al contrario, la temperatura del sottosuolo è più bassa rispetto a quella percepita all’esterno. A seconda dei gradi centigradi che vengono raggiunti in questo sistema, la geotermia si divide in alta, media e bassa entalpia.

• Alta entalpia: quando la temperatura raggiunge ed superiore ai 150° C. Inventata nel XX secondo, a Larderello, Italia, è l’ideale per produrre energia elettrica geotermica;
• Media entalpia: quando la temperatura è tra gli 80 e i 150° C. Perfetta per la produzione di energia elettrica e teleriscaldamento;
• Bassa entalpia: quando la temperatura raggiunge tra i 20 e gli 80° C. La più utilizzata per uso domestico.

Come funziona un impianto di riscaldamento geotermico?

Un impianto di riscaldamento geotermico, in particolare quello a bassa entalpia, estrae l’energia termica del sottosuolo per trasportarla all’interno di un edificio tramite un foro nel terreno in cui viene inserito un tubo (o sonda) che raggiunge la profondità di circa 100/150 m.

Una volta raccolto il calore, viene ceduto alla pompa di calore a cui è collegato che lo distribuisce in tutta la struttura domestica tramite pannelli radianti a pavimento o a parete. L’impianto, per raggiungere la parte del sottosuolo più calda, è composto da un sistema di tubi in polietilene, installati nel sottosuolo verticalmente o orizzontalmente. In queste sonde scorre un fluido termovettore (solitamente viene utilizzata acqua glicolata) che scende in profondità e risale lungo tutta la struttura dell’impianto per trasportare l’energia termica dal terreno all’abitazione in un circuito chiuso a U. Gli impianti geotermici possono essere di due tipi:

• monovalente: capace di soddisfare il fabbisogno energetico di un’intera unità abitativa.
• bivalente: quando l’impianto si presta all’integrazione con altri generatori di calore ad alta efficienza, come i pannelli solari termici e le caldaie a condensazione.

Quali sono le componenti dell’impianto?

Un impianto di riscaldamento geotermico è un sistema tecnologico complesso. Gli elementi da cui è composto sono strettamente connessi tra loro, e insieme distribuiscono in modo continuo ed efficiente l’energia termica del terreno all’abitazione in cui si vuole condurre il calore.

Nonostante questo, l’intero processo di installazione richiede circa 3-4 giorni di lavoro. Le componenti fondamentali, che non possono mancare per il corretto funzionamento di questo impianto, sono tre: un sistema di captazione del calore, una pompa di calore e un sistema di accumulo e di distribuzione del calore. Nel dettaglio:

1. Il Sistema di captazione del calore
   Sono le tubature (o sonde) in polietilene che vengono interrate tramite un foro. Al loro interno scorre un liquido termovettore (in alcuni casi anche CO₂) che raccoglie l’energia termica del terreno e dell’acqua e la trasporta alla pompa di calore. Possono essere:
   1. sonde geotermiche verticali, cioè interrate verticalmente nel terreno a grandi profondità. Questo tipo di sonde viene utilizzato anche quando, in alternativa al terreno, è l’acqua la sorgente di calore utilizzata;
   2. sonde geotermiche orizzontali, installate a basse profondità, circa 1/2 metri dal suolo, che si diramano orizzontalmente;
   3. sonde geometriche a spirale, tipologia di tubature che mette insieme la semplicità delle orizzontali con la resa del terreno di 4/6 m di profondità.
2. Pompa di calore
   È il sistema installato all’interno dell’edificio che permette il trasporto del calore raccolto dal terreno fino all’ambiente domestico - grazie al liquido termovettore, dall’acqua o dal CO₂ - quando si vuole riscaldarlo. Quando invece si vuole rinfrescarlo, il sistema funziona nel modo diametralmente opposto. Il suo funzionamento è molto simile a quello di un frigorifero.
3. Sistema di accumulo e di distribuzione del calore
   Sono i pannelli radianti, gli impianti a pavimento e i ventilcovettori: componenti fondamentali quando un impianto di riscaldamento geotermico viene abbinato a uno fotovoltaico o a una caldaia a condensazione. I pannelli radianti sono un ottimo sistema per far circolare all’interno di un’unità abitativa l’acqua calda a 30/35° C durante l’inverno e a 18/20°C durante l’estate. Questo permette di distribuire con rapidità e semplicità in tutta la struttura la giusta temperatura in base alla stagione, senza subire i costi elevati che si raggiungono con un impianto tradizionale nei periodi di maggior consumo energetico.

Quando dura un impianto di riscaldamento geotermico?

Un impianto di riscaldamento geotermico può durare molto tempo, ma le sue condizioni dipendono soprattutto dalle componenti scelte per la sua realizzazione. Infatti, ciascuna di loro ha una differente durata. Per esempio, se di ottima qualità le pompe di calore geotermiche possono durare almeno 20 anni, le sonde, invece, più di 50 anni, mentre i pannelli radianti possono funzionare correttamente per più di 30 anni.

Nota importanteQuesto tipo di impianto, se installato correttamente in un terreno privo di impedimenti, non ha bisogno di alcun tipo di manutenzione durante tutto il suo ciclo vitale.

Quanto costa?

Un impianto di riscaldamento geotermico ha dei costi variabili. Influiscono sul preventivo la qualità delle componenti selezionate, il tipo di terreno in cui verranno installate, le dimensioni dell’edificio e il suo grado di isolamento termico. Le sonde costano circa 40 euro a metro, mentre la spesa complessiva per una villa singola di 150 mq può variare dai 15.000 ai 20.000 euro. Il costo per una singola famiglia può sembrare elevato, ma il risparmio nel tempo cambia completamente la prospettiva. Bisogna considerare che le spese di riscaldamento e di raffreddamento vengono dimezzate, se non quasi azzerate, rispetto alle spese di chi ha impianti tradizionali come caldaie e condizionatori.

Pro e contro

Nel complesso, sono numerosi i vantaggi per chi sceglie per la propria abitazione un impianto a energia geotermica, perché è una fonte di energia ecosostenibile quasi a costo zero per tutto l’anno. Vediamo nel dettaglio.

• Installare un impianto di riscaldamento geotermico permette un notevole risparmio se messa a paragone con le altre fonti di energia: tra il 50 e il 80% rispetto a un sistema tradizionale a metano, gpl e gasolio.
• Gli incentivi statali per chi sceglie questa energia sostenibile sono notevoli. Nel 2019 sono state confermate le agevolazioni per chi sostituisce un impianto di climatizzazione invernale con impianti dotati di pompe di calore o impianti geotermici a bassa entalpia. Le detrazioni previste possono coprire addirittura il 65% delle spese, per un valore massimo di 30.000 euro.
• L’energia geotermica è una fonte rinnovabile che riduce le emissioni di CO₂ nell’ambiente e non inquina il terreno perché il liquido all’interno dei tubi è totalmente atossico.
• L’energia geotermica è una fonte ad alto rendimento, con costi elettrici irrisori.
• Con un solo impianto di riscaldamento geotermico si può sia riscaldare che raffrescare un’abitazione (riducendo, e in alcuni casi eliminando, i costi elevati della bolletta durante le stagioni di massimo consumo).
• Può produrre anche acqua calda a uso sanitario, riducendo i tempi di ammortamento e le emissioni climalteranti.
• Questa tipologia di impianto è adatto a qualsiasi tipo di edificio: dalla piccola abitazione alla grande struttura pubblica.
• Il suolo italiano è perfetto per installare questo tipo di tecnologia. Importante: a prescindere da questa considerazione è fondamentale chiedere un’indagine geologica a un operatore specializzato per conoscere preventivamente le caratteristiche del terreno ed evitare così complicazione e imprevisti che possono sopraggiungere durante l’installazione.
• Se viene abbinato a un impianto fotovoltaico aumenta la classe energetica dell’immobile e il suo valore di mercato.
• Questo tipo di impianto può durare oltre 20 anni e le sonde possono essere addirittura più longeve.
• Ha bisogno di rari e minimi interventi di manutenzione. Addirittura, se è stato istallato correttamente, può non averne nemmeno bisogno.
• Installare un impianto a energia geotermica in una struttura già esistente è molto complesso e bisogna chiedere consiglio e supporto a un esperto del settore per verificarne la fattibilità e i costi effettivi.
  I fattori da considerare variano a seconda della situazione, tra i più importanti è valutare lo spazio disponibile per allestire il cantiere. Un altro aspetto da tenere a mente è l’isolamento termico dell’edificio. Per procedere a installare questo impianto, infatti, la struttura deve essere ben coibentata. In alcuni casi è meglio valutare di procedere con l’installazione di questo tipo di impianto solo nei casi di completa ristrutturazione dell’immobile.