Due fra gli interrogativi più ricorrenti della civiltà odierna trovano
risposte esaurienti nell' ENERGIA GEOTERMICA,
a cui provvede semplicemente una legge della Natura.
Il terreno infatti contiene una inesauribile sorgente di calore: la
temperatura, man mano che si scende sotto terra, aumenta grazie all'energia
geotermica che dal nucleo terrestre si dirige verso la superficie; il
terreno inoltre assorbe quasi la metà dell'energia che riceve dal Sole.
Si tratta di una fonte di energia INESAURIBILE, costantemente disponibile e
soprattutto RINNOVABILE.
Generalmente siamo abituati a pensare alla GEOTERMIA in termini di vapore da
utilizzare in centrali termoelettriche, oppure come acque termali per usi
diretti volti alla climatizzazione; tuttavia è evidente che può essere
considerata una risorsa del genere anche il "terreno" di casa nostra.
A pochi metri di profondità dalla superficie terrestre il terreno mantiene
una temperatura quasi costante per tutto l'anno, e questo ci permette di
ESTRARRE CALORE d'inverno per riscaldare un ambiente, e di CEDERE CALORE
durante l'estate per raffrescare lo stesso ambiente.
Tale scambio di calore viene realizzato con POMPE di CALORE ABBINATE A SONDE
GEOTERMICHE che sfruttando questo principio permettono di riscaldare e
raffrescare le nostre case con un unico impianto assicurando un alto grado
di rendimento sull'arco dell'intera stagione, e con un fabbisogno di energia
elettrica contenuto rispetto alle prestazioni. Non è neppure necessario
alcun apporto termico esterno (per esempio una caldaia a metano) per coprire
le punte invernali.
Le pompe di calore per riscaldare le case esistono sul mercato dagli anni
50, proprio come televisori, lavatrici e altri apparecchi domestici a noi
famigliari, si tratta dunque di una TECNICA AFFIDABILE, AMPIAMENTE
COLLAUDATA.
Queste macchine hanno il grande vantaggio di fornire più energia (sotto
forma di calore) di quella che gliene occorre per funzionare, questo è reso
possibile dal fatto che la macchina assorbe calore dal mezzo esterno.
Il ciclo termina con la sua ultima fase
dove il liquido passa attraverso una valvola di espansione trasformandosi
parzialmente in vapore e raffreddandosi, riportandosi così alle condizioni
iniziali del ciclo.
Lo stesso identico sistema, con opportuni accorgimenti impiantistici, potrà
provvedere anche al CONDIZIONAMENTO ESTIVO,
in questo caso il ciclo viene invertito ed il sistema cede al terreno il
calore estratto dall'ambiente interno raffrescandolo.
In generale per il condizionamento estivo si
è costretti al raffreddamento delle macchine frigorifere con l'aria, la cui
temperatura di riferimento estiva è di 32º.
Utilizzando le sonde geotermiche, la temperatura di riferimento è invece di
circa 14º-16°, il salto di temperatura nelle macchine che devono produrre
acqua refrigerata a 7º,
si riduce drasticamente, aumentando notevolmente la resa e riducendo, di
conseguenza, in modo rilevante i consumi di energia ed i costi di gestione.
A questo si aggiunge il vantaggio di poter effettuare anche un
preraffreddamento dell'aria utilizzando direttamente il fluido circolante
nelle sonde geotermiche, mentre l'acqua refrigerata viene usata solo per la
deumidificazione raffreddando l'aria sotto il punto di rugiada.
Con le pompe di calore si ha quindi il vantaggio di sfruttare una sola
macchina,
che grazie ad una valvola diventa reversibile poiché presenta la possibilità
di invertire le funzioni dell'evaporatore e del condensatore, fornendo così
aria fredda in estate e aria calda in inverno. L'inversione tra i due
sistemi, riscaldamento e raffrescamento, può avvenire o con un'inversione
sul ciclo o con un'inversione sull'impianto.
La tecnica di prelevare calore con una sonda geotermica è altamente
affidabile e fa ormai parte dei modi convenzionali di riscaldamento, ben
conosciuta e sfruttata in tutto il Nord Europa e negli Stati Uniti.
A titolo di esempio, una pompa di calore collegata ad una sonda geotermica
inserita a circa 100 m di profondità estrae dal suolo una potenza geotermica
sufficiente per riscaldare un'abitazione unifamiliare standard.
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 al corpo da riscaldare e l'energia elettrica
consumata perché possa avvenire il trasporto di calore medesimo. Un valore
di COP tipico di un sistema piuttosto efficiente, può essere considerato
pari a 3 (valori normali sono compresi tra 2,5 e 3,5): ciò significa che per
ogni kWh di energia elettrica consumato, la pompa di calore renderà 3 kWh
d'energia termica all'ambiente da riscaldare.
La termodinamica ci insegna, ma ce lo suggerisce anche il buon senso, che il
lavoro necessario per portare l'energia termica da un livello di temperatura
più basso ad uno più alto è proporzionale a tale dislivello o salto di
temperatura. Da ciò consegue la prima buona regola energetica di utilizzare
per il riscaldamento di ambienti abitati, che vanno mantenuti a temperatura
di comfort intorno ai 20º, temperature per i fluidi di riscaldamento degli
impianti non superiori ai 35º sufficienti allo scopo. Con acqua disponibile
a 10º-15º, il salto di temperatura è conseguentemente di solo 20º-25º e,
in queste condizioni, il rapporto tra calore reso all'impianto di
riscaldamento e la potenza richiesta dalla pompa di calore nelle buone
macchine moderne si aggira intorno a 4, potendo giungere anche a 5. Ciò
significa che, spendendo 1 kW elettrico per l'azionamento dell'impianto si
ottengono almeno 4 kW termici per l'utenza; gli altri 3 KW, ovvero il 75%
del fabbisogno termico, vengono prelevati dall'ambiente e, più precisamente,
nel caso da noi ipotizzato, dal sottosuolo; di conseguenza si può
propriamente parlare di fonte "geotermica".
• riduzioni del consumo di
combustibile, e in generale riduzione dei costi di riscaldamento,
condizionamento e produzione di acqua calda;
• riduzione generale delle emissioni di CO2, e altre emissioni inquinanti in
atmosfera;
• nessun uso del gasolio o del metano per la caldaia, quindi non sono più
necessari pericolosi serbatoi;
• non è più necessaria la pulizia del camino;
• non è più necessario il controllo del bruciatore;
• nessuna apparecchiatura visibile installata al di fuori dell'edificio;
• minore rumore durante il funzionamento;
• adattabile a qualsiasi tipo di edificio: abitazioni, uffici, edifici
commerciali, hotel, scuole, piscine, capannoni, ecc…..
• realizzabile in qualunque zona, in ogni tipo di terreno, indipendentemente
dalla profondità della falda
La realizzazione di un impianto geotermico completo (riscaldamento +
raffrescamento)
è senz'altro la soluzione più conveniente, in quanto comporta un minor tempo
di ammortamento del costo dell'impianto. Alcuni dati di letteratura mostrano
infatti un costo specifico medio per unità di calore prodotto pari a 1/3 di
quello di un impianto tradizionale con caldaia a gasolio e 1/2 di quello di
un impianto tradizionale con caldaia a metano.
L'impianto a sonde geotermiche può essere applicato anche nel caso di
modifica o RISTRUTTURAZIONE di IMPIANTI ESISTENTI; i considerevoli risparmi
nei costi di esercizio consentono infatti buoni margini per ripagare gli
investimenti richiesti.
RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO RADIANTE
Il concetto alla base di un
sistema radiante è l’innalzamento della temperatura media di un ambiente,
grazie alla trasmissione di calore per radiazione attraverso un’ampia
superficie che corrisponde al pavimento, al soffitto o alle pareti.
I sistemi radianti funzionano a temperature superficiali prossime a quelle dell’ambiente e quindi utilizzano minimamente l’aria come vettore di calore; in questo modo è possibile conseguire le stesse condizioni di benessere con una minore temperatura dell’aria a cui corrispondono minori dispersioni sia per conduzione sia per il ricambio dell’aria.
I sistemi radianti
una volta posati e messi in funzione, non richiedono interventi di
manutenzione tecnica e permettono un effettivo risparmio grazie alla
riduzione dei costi di gestione dovuti a un consumo energetico minore.
Escludono inoltre l’utilizzo di antiestetici e ingombranti corpi
scaldanti permettendo così il completo sfruttamento dell’intera
superficie della parete, eliminando totalmente il problema delle macchie e
di “baffi” di polvere sui muri.