Pompe di calore geotermiche. Funzionamento e caratteristiche della soluzione Geothermal

La pompa di calore è un condizionatore dotato di valvola reversibile, riesce cioè a invertire la direzione di scorrimento del fluido refrigerante, in modo da trasferire il calore da un ambiente a temperatura più bassa a un altro a temperatura più alta e viceversa. In commercio esistono due tipologie di pompe di calore: ad aria e ad acqua (detta anche geotermica in quanto comunemente adottata nella realizzazione degli impianti geotermici e idrotermici).

La pompa di calore ad aria in inverno è in grado di sottrarre il calore dall’aria esterna per trasferirlo all’interno dell’edificio, viceversa in estate. La pompa di calore geotermica, invece, impiega lo stesso meccanismo, ma al posto dell’aria sfrutta il calore immagazzinato nella terra, nell’acqua dei bacini idrici superficiali o nelle acque di falda e prelevato dalle sonde geotermiche mediante un particolare liquido termovettore che scorre al loro interno.

La soluzione ad aria si presenta come la più utilizzata per l’agevole disponibilità d’aria, ma questo è l’unico vantaggio esistente. L’efficienza di questo tipo di sistema, infatti, è condizionata dal fatto che i livelli di temperatura esterni sono sempre in contrasto con le esigenze interne dell’edificio (aria calda in estate quando si deve raffrescare l’ambiente interno e aria fredda in inverno quando si necessita riscaldamento). Tutto ciò determina un elevato dispendio energetico per ottenere il risultato desiderato.

La pompa di calore geotermica, invece, presenta il grande vantaggio di sfruttare un bacino termico (terreno o acqua) che si trova a una temperatura costante (12° C circa) durante tutto l’anno (temperature maggiori di quelle dell’aria in inverno e più fresche in estate). In questo caso, risulta evidente come le prestazioni di un sistema geotermico, non possano che essere maggiori di quelle di un sistema ad aria.

Pompa di calore. Quali i criteri di scelta?
Geothermal International Italia, società specializzata in sistemi geotermici all’avanguardia per il raffrescamento, riscaldamento e la fornitura di acqua calda sanitaria per qualsiasi tipologia di edificio, presenta una soluzione la pompa di calore geotermica acqua/acqua, adatta per la stagione invernale come per l’estate.
La scelta della pompa di calore geotermica deve tenere in considerazione il COP (coefficient of performance) che indica il rapporto tra l’energia termica resa e quella elettrica realmente consumata. Più elevato sarà quindi il COP e maggiore sarà l’efficienza della pompa di calore geotermica.

La pompa di calore geotermica di Geothermal International Italia può essere utilizzata con qualsiasi sistema a circuito chiuso (sonde verticali, orizzontali, Energy Piles, Slim Jim) o sistema aperto (acque di falda). L’impiego delle pompe di calore è ottimale in presenza d’impianti di distribuzione a bassa temperatura nell’edificio (pannelli radianti, fan coils.)

Le pompe di calore geotermiche proposte da Geothermal International Italia spaziano dalla taglia small, alla medium, fino alla large. Le potenze oscillano dai 5,5 kW ai 560 kW con COP compresi tra 4,1 e 5,1. Possono essere installate all’interno dell’edificio come all’esterno, non richiedono alcun tipo di ventilazione del locale tecnico e presentano un minimo ingombro.

Funzionamento della pompa di calore geotermica
La pompa di calore geotermica impiega un particolare fluido refrigerante chiamato R410A che viene sottoposto a un ciclo di evaporazione, compressione, condensazione ed espansione.
Questo liquido, scorrendo all’interno dello scambiatore di calore (evaporatore), evapora ed è in grado di assorbire il calore dalla sorgente geotermica a bassa temperatura (dal liquido del circuito interrato in inverno o dal circuito di condizionamento in estate). Il gas refrigerante così ottenuto passa attraverso un compressore che ne aumenterà notevolmente la temperatura portandolo a condensare.

Il gas molto caldo arriva, quindi, all’interno di un secondo scambiatore di calore (condensatore) dove, condensando, cede il calore alla sorgente ad alta temperatura (liquido del circuito di riscaldamento in inverno, liquido del circuito interrato in estate). Perdendo calore, il refrigerante ritorna liquido. Grazie alla valvola di espansione ritorna nelle condizioni iniziali di pressione e temperatura, per ricominciare nuovamente il ciclo.

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