Le pompe di calore geotermiche (GHP), a volte denominate GeoExchange, pompe di calore accoppiate alla terra, al suolo o all'acqua, sono in uso dalla fine degli anni '40. Usano come mezzo di scambio la temperatura relativamente costante della terra invece della temperatura dell'aria esterna.
Anche se molte parti del paese sperimentano temperature estreme stagionali – dal caldo torrido in estate al freddo sotto lo zero in inverno – a pochi metri sotto la superficie terrestre il terreno rimane a una temperatura relativamente costante. A seconda della latitudine, la temperatura del suolo varia da 45°F (7°C) a 75°F (21°C). Come in una grotta, la temperatura del suolo è più calda dell'aria sovrastante durante l'inverno e più fresca dell'aria in estate. Il GHP sfrutta queste temperature più favorevoli per diventare altamente efficiente scambiando calore con la terra attraverso uno scambiatore di calore geotermico.
Come qualsiasi pompa di calore, le pompe di calore geotermiche e ad acqua sono in grado di riscaldare, raffreddare e, se predisposte, fornire acqua calda alla casa. Alcuni modelli di sistemi geotermici sono disponibili con compressori a due velocità e ventilatori variabili per un maggiore comfort e risparmio energetico. Rispetto alle pompe di calore ad aria, sono più silenziose, durano più a lungo, necessitano di poca manutenzione e non dipendono dalla temperatura dell'aria esterna.
Una pompa di calore a doppia sorgente combina una pompa di calore ad aria con una pompa di calore geotermica. Questi apparecchi combinano il meglio di entrambi i sistemi. Le pompe di calore a doppia sorgente hanno livelli di efficienza più elevati rispetto alle unità ad aria, ma non sono efficienti quanto le unità geotermiche. Il vantaggio principale dei sistemi a doppia fonte è che costano molto meno da installare rispetto a una singola unità geotermica e funzionano quasi altrettanto bene.
Anche se il prezzo di installazione di un sistema geotermico può essere molte volte superiore a quello di un sistema ad aria con la stessa capacità di riscaldamento e raffreddamento, i costi aggiuntivi possono essere restituiti in risparmi energetici in 5-10 anni, a seconda del costo dell’energia e incentivi disponibili nella tua zona. La durata prevista del sistema è stimata fino a 24 anni per i componenti interni e oltre 50 anni per il circuito di terra. Ogni anno negli Stati Uniti vengono installate circa 50.000 pompe di calore geotermiche.
Tipi di sistemi a pompa di calore geotermica
Esistono quattro tipi base di sistemi di loop di terra. Tre di questi – orizzontale, verticale e stagno/lago – sono sistemi a circuito chiuso. Il quarto tipo di sistema è l'opzione a circuito aperto. Diversi fattori come il clima, le condizioni del suolo, il terreno disponibile e i costi di installazione locali determinano quale sia la soluzione migliore per il sito. Tutti questi approcci possono essere utilizzati per applicazioni edilizie residenziali e commerciali.
Sistemi a circuito chiuso
La maggior parte delle pompe di calore geotermiche a circuito chiuso fanno circolare una soluzione antigelo attraverso un circuito chiuso, solitamente costituito da un tubo di plastica ad alta densità, sepolto nel terreno o immerso nell'acqua. Uno scambiatore di calore trasferisce il calore tra il refrigerante nella pompa di calore e la soluzione antigelo nel circuito chiuso.
Un tipo di sistema a circuito chiuso, chiamato scambio diretto, non utilizza uno scambiatore di calore e pompa invece il refrigerante attraverso un tubo di rame interrato nel terreno in una configurazione orizzontale o verticale. I sistemi a scambio diretto richiedono un compressore più grande e funzionano meglio su terreni umidi (a volte richiedono un'irrigazione aggiuntiva per mantenere il terreno umido), ma dovresti evitare l'installazione in terreni corrosivi per i tubi di rame. Poiché questi sistemi fanno circolare il refrigerante attraverso il terreno, le normative ambientali locali potrebbero proibirne l'uso in alcune località.
Orizzontale
Questo tipo di installazione è generalmente più conveniente per gli impianti residenziali, in particolare per le nuove costruzioni dove è disponibile terreno sufficiente. Richiede trincee profonde almeno quattro piedi. I layout più comuni utilizzano due tubi, uno sepolto a sei piedi e l'altro a quattro piedi, oppure due tubi posizionati fianco a fianco a cinque piedi nel terreno in una trincea larga due piedi. Il metodo Slinky™ per avvolgere il tubo consente di posizionare più tubi in una trincea più corta, riducendo i costi di installazione e rendendo possibile l'installazione orizzontale in aree in cui non sarebbe possibile con le applicazioni orizzontali convenzionali.
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Orario di pubblicazione: 03-apr-2023