La marcia trionfale delle pompe di calore è partita alcuni anni fa per le case monofamiliari di nuova costruzione. Nel 20 % dei casi circa si tratta di pompe di calore acqua glicolata/acqua che sfruttano

il calore naturale presente nel suolo come fonte energetica. Rispetto ad una pompa di calore aria/

acqua, queste raggiungono un rendimento termico superiore del 30 % circa. Ciò permette di risparmiare energia elettrica e quindi costi di esercizio. Al momento dell’acquisto si aggiungono tuttavia gli investimenti delle trivellazioni per le sonde.

Il calore del suolo come fonte energetica

Già a pochi metri di profondità nel suolo si rilevano temperature comprese tra 8 °C e 12 °C che restano costanti durante tutto l’anno. Andando in profondità, le temperature aumentano di circa 3 °C ogni 100

metri. Con una sonda geotermica, questa energia accumulata nel suolo può essere facilmente prelevata. Le sonde geotermiche per case monofamiliari si trovano normalmente ad una profondità tra 120 e 180 metri. Una trivellazione del genere può essere realizzata quasi ovunque.

Vi sono limitazioni in presenza di aree di protezione idrogeologica, di zone con falda freatica e con terreni ghiaiosi o sabbiosi secchi. Per tale motivo, un impianto con una pompa di calore acqua glicolata/acqua necessita di un'autorizzazione, che può essere facilmente richiesta al proprio Comune di domicilio.

L’alternativa della tubazione interrata

Questa soluzione può costituire un’alternativa valida quando non è possibile posare una sonda geotermica. Per questa seconda possibilità di sfruttamento del calore del suolo non viene eseguita

una trivellazione, ma è sufficiente interrare una tubazione orizzontalmente.

COP oppure CLA: i parametri dell’efficienza

L’efficienza delle pompe di calore negli ultimi 15 anni è migliorata del 20 % circa. L’efficienza d'esercizio di una pompa di calore viene misurata con il valore COP (in inglese = coefficient of performance). Rilevante per l’efficienza dell’intera pompa di calore è però il valore CLA (coefficiente di lavoro annuo). Questo coefficiente indica il rapporto tra il calore termico ottenuto in kWh e l’energia di alimentazione necessaria in kWh come valore annuale medio. Quanto maggiore è tale valore, tanto minore sono il consumo di energia elettrica e quindi i costi di esercizio. Se una pompa di calore acqua glicolata/acqua oppure acqua/acqua raggiunge un valore CLA di «4» o più, significa che funziona con un’efficienza superiore alla media, ossia è in grado di ottenere il 100 % di energia termica dal 25 % al massimo di energia elettrica.

I vantaggi

• Grazie alla sua temperatura costante, il calore geotermico è disponibile tutto l’anno per la produzione di energia. La pompa di calore acqua glicolata/acqua ha pertanto un rendimento termico maggiore della pompa di calore aria/acqua.
• Nessuna emissione nel luogo di installazione (energia elettrica di alimentazione).
• Nessun serbatoio del gasolio: il locale può essere utilizzato come locale hobby, cantina per i vini o deposito per biciclette.
• Non necessita di camino e di sistema per l'eliminazione dei gas combusti.
• Fabbisogno limitato di superficie in caso di pompe di calore con sonde geotermiche.
• Possibilità di disporre della funzione di raffreddamento in estate.

Importante

• Quanto più basse sono le temperature di riscaldamento, tanto maggiore è l’efficienza. Per avere un rendimento termico ottimale, è quindi ideale un riscaldamento a pavimento oppure superfici riscaldanti di grandi dimensioni.
• Dev’essere possibile accedere al luogo di trivellazione.
• La pompa di calore acqua glicolata/acqua è un sistema chiuso, riempito con acqua oppure con una miscela acqua/antigelo.
• Per beneficiare della funzione di raffreddamento, si devono osservare le condizioni di sistema.
• Gli impianti con sonde geotermiche necessitano di un'autorizzazione

Il numero di pompe di calore acqua/acqua installate è nettamente inferiore rispetto al numero

di pompe di calore aria/acqua e acqua glicolata/acqua. L'utilizzo della falda freatica rappresenta la possibilità più efficace di utilizzare la tecnologia delle pompe di calore per il riscaldamento. Le pompe di calore acqua/acqua raggiungono infatti il massimo rendimento termico perché la falda freatica mantiene per tutto l’anno temperature costanti e relativamente elevate.

Energia termica dalla falda freatica

Mediamente l’acqua della falda freatica ha una temperatura media di circa 10 °C. Le variazioni stagionali sono minime. Queste temperature relativamente elevate e costanti offrono condizioni ideali per fornire una fonte energetica alla pompa di calore. Nella pompa di calore acqua/acqua, il calore viene prodotto attraverso un sistema a pozzo. L’acqua della falda freatica viene prelevata da un pozzo di alimentazione e convogliata alla pompa di calore da cui viene estratto il calore. Le apparecchiature impiegate sono identiche a quelle usate per la pompa di calore acqua glicolata/acqua. In seguito, l’acqua raffreddata viene convogliata, attraverso una seconda condotta, in un pozzo d’immissione che la riporta nella falda freatica.

Tutte le condizioni devono essere date

Nelle aree di protezione delle acque sotterranee, le pompe di calore acqua/acqua non sono autorizzate. Le acque sotterranee devono inoltre essere presenti in quantità sufficiente e ad una profondità non troppo elevata. Normalmente, sistemi a pozzo con una profondità superiore a 20 metri non sono redditizi. L’acqua deve poi soddisfare alcuni criteri qualitativi. Troppe sostanze solide, nonché un contenuto di ferro o

manganese troppo elevato, possono danneggiare il sistema di riscaldamento.

Acque superficiali come fonte di energia

Con una pompa di calore acqua/acqua è possibile estrarre energia termica non solo dalla falda freatica, ma anche dalle acque superficiali di ruscelli, fiumi e laghi.

I vantaggi

• Massimo rendimento termico di tutte le pompe di calore, dato che le acque sotterranee sono disponibili a temperature costanti e relativamente elevate.
• Nessuna emissione nel luogo d'installazione (energia elettrica di alimentazione).
• Nessun serbatoio del gasolio: il locale può essere utilizzato come locale hobby, cantina per i vini o deposito per biciclette.
• Non necessita di camino e di sistema di emissione dei gas combusti.
• Nessuna spesa per lo spazzacamino, la pulizia del serbatoio o il controllo dei gas combusti.
• Alcune pompe di calore acqua/acqua possono essere utilizzate anche per il raffreddamento in estate

Importante

• Quanto più basse sono le temperature di riscaldamento, tanto maggiore è l’efficienza. Per avere un rendimento termico ottimale, è quindi ideale un riscaldamento a pavimento oppure a superfici riscaldanti di grandi dimensioni.
• Osservare la distanza minima tra pozzo d’alimentazione e pozzo d’immissione, nonché la direzione di flusso dell’acqua della falda freatica (il pozzo d’alimentazione dev’essere posizionato a monte del pozzo d’immissione).
• Si consiglia un’analisi preventiva dell’acqua. Per quanto riguarda la fonte del calore, si deve
  prevedere una separazione del sistema con dispositivo di trasmissione del calore.
• Per beneficiare della funzione di raffreddamento, si devono osservare le condizioni di sistema.
• Le pompe di calore acqua/acqua necessitano di un’autorizzazione