Si sente parlare di geotermia sempre di più. Nei preventivi per le ristrutturazioni, nelle conversazioni con geometri e progettisti, nelle discussioni sui consumi energetici. Ma quando si cerca di capire davvero come funziona un impianto geotermico domestico, spesso ci si scontra con spiegazioni troppo tecniche o troppo superficiali.
Questo articolo prova a fare chiarezza: cosa succede sotto il pavimento e nel terreno, quali sono i componenti di un impianto geotermico per uso residenziale, come produce calore in inverno e fresco in estate. Senza semplificazioni eccessive, ma senza inutili tecnicismi.
Che cos’è un impianto geotermico domestico
Geotermia ad alta e bassa entalpia: una distinzione importante
Quando si parla di energia geotermica in senso generale, si tende a pensare ai geyser islandesi o alle centrali elettriche che sfruttano il vapore dei vulcani. Quella è la geotermia ad alta entalpia: temperature elevate, profondità di migliaia di metri, impianti industriali. Non è quello di cui parliamo qui.
La geotermia per uso domestico rientra nella categoria a bassa entalpia. Non sfrutta calore vulcanico né richiede perforazioni profonde. Sfrutta una caratteristica molto più comune e discreta del sottosuolo: a partire da pochi metri di profondità, la temperatura del terreno rimane costante durante tutto l’anno, indipendentemente dalla stagione. In gran parte del nord Italia questo valore si aggira tra i 12 e i 15 gradi centigradi. Un impianto geotermico domestico usa questa stabilità termica come punto di partenza per riscaldare la casa in inverno e raffrescarla in estate.
Per quali abitazioni è adatto
Un impianto geotermico per uso domestico è adatto principalmente alle abitazioni monofamiliari o bifamiliari con accesso a uno spazio esterno dove effettuare le perforazioni per le sonde. Non è una soluzione praticabile in un appartamento al quarto piano senza giardino o cortile condominiale, né in edifici storici con vincoli strutturali che impediscono le perforazioni.
Funziona meglio in abbinamento a sistemi di distribuzione del calore a bassa temperatura, in particolare il pavimento radiante. Può comunque integrarsi con fan coil e, con alcune accortezze progettuali, anche con radiatori esistenti a patto che l’impianto sia dimensionato correttamente. Prima di escluderlo come opzione, vale sempre la pena fare una valutazione tecnica: le variabili in gioco sono molte e non sempre le condizioni sono sfavorevoli come sembrano a prima vista.
I componenti principali dell’impianto
Le sonde geotermiche verticali
Le sonde geotermiche sono il cuore del sistema. Sono tubi in polietilene ad alta densità, materiale che garantisce resistenza chimica, flessibilità e una vita utile stimata superiore ai cinquant’anni, che vengono calati in perforazioni verticali nel terreno, a profondità variabili generalmente tra i 50 e i 150 metri a seconda delle caratteristiche geologiche del sito e del fabbisogno termico dell’edificio.
All’interno di queste sonde circola un fluido termovettore, solitamente una miscela di acqua e antigelo. Questo fluido assorbe il calore presente nel terreno durante il ciclo invernale e lo cede al terreno durante il ciclo estivo. Non c’è combustione, non ci sono emissioni: è un trasferimento di energia tra il sottosuolo e l’edificio.
Il numero e la profondità delle sonde dipendono dal fabbisogno termico della casa e dalla conduttività termica del terreno locale. Nelle aree con falde acquifere superficiali e abbondanti, come nella pianura veneta tra Treviso e Padova, lo scambio termico è particolarmente efficiente e le perforazioni possono essere contenute in profondità.
La pompa di calore geotermica
Le sonde da sole non bastano. Il fluido termovettore che circola al loro interno arriva alla pompa di calore a una temperatura di circa 10-14°C in modalità riscaldamento. Per riscaldare una casa servono temperature molto più alte, almeno 35-45°C per un pavimento radiante, fino a 55-60°C per i radiatori tradizionali. È la pompa di calore a fare questo salto termico.
Il funzionamento si basa sul ciclo di compressione-espansione di un fluido refrigerante: il calore estratto dalle sonde viene assorbito dal refrigerante che, compresso, porta la sua temperatura a livelli utili per il riscaldamento. L’unica energia elettrica consumata è quella del compressore. Per ogni kilowattora elettrico consumato, una buona pompa di calore geotermica ne produce tra tre e cinque di energia termica. Questo rapporto si chiama COP e lo approfondiremo a breve.
Il sistema di distribuzione interno
Il calore prodotto dalla pompa di calore viene distribuito nell’abitazione attraverso l’impianto idronico: tubi che portano acqua calda ai terminali di emissione. I terminali possono essere un pavimento radiante, fan coil a parete o soffitto, o radiatori tradizionali.
La scelta del sistema di distribuzione incide sull’efficienza complessiva dell’impianto. Il pavimento radiante è il più indicato perché lavora a temperature basse (28-35°C), che è esattamente il range in cui la pompa di calore geotermica esprime il suo miglior rendimento. I radiatori tradizionali richiedono temperature più alte e abbassano l’efficienza del sistema. I fan coil rappresentano una soluzione intermedia e hanno il vantaggio di funzionare bene anche in modalità raffrescamento estivo.
Come funziona il ciclo termico in inverno
Dal sottosuolo alla stanza: il percorso del calore
In inverno, il terreno è più caldo dell’aria esterna. Mentre fuori potrebbero esserci 0°C o meno, il sottosuolo mantiene i suoi 12-14°C stabili. Le sonde geotermiche estraggono questa differenza di temperatura: il fluido termovettore entra nelle sonde a circa 4°C e ne esce a circa 10-12°C dopo aver assorbito calore dal terreno.
Questo fluido viene pompato verso l’evaporatore della pompa di calore, dove cede il calore al circuito frigorifero.
l refrigerante, riscaldato, viene compresso e la sua temperatura sale fino a 45-55°C. Il condensatore trasferisce questo calore all’acqua del circuito di riscaldamento interno, che viene distribuita al pavimento radiante o ai terminali. L’acqua si raffredda cedendo calore agli ambienti e torna alla pompa di calore per un nuovo ciclo.
Cos’è il COP e perché cambia tutto
Il COP (Coefficient of Performance) è il rapporto tra l’energia termica prodotta e l’energia elettrica consumata dalla pompa di calore. Un COP di 4 significa che per ogni kilowattora elettrico consumato si ottengono 4 kilowattora di calore. Gli altri 3 kilowattora non vengono dal nulla: vengono estratti gratuitamente dal terreno.
Questo è il vantaggio competitivo fondamentale della geotermia rispetto a qualsiasi sistema che produce calore bruciando combustibile. Una caldaia a gas, per quanto efficiente, converte al massimo 1 kilowattora di gas in 0,98 kilowattora di calore. Una pompa di calore geotermica ne produce 3 o 4 con la stessa quantità di energia in ingresso. Il COP medio annuo di un impianto geotermico ben progettato nel nord Italia si aggira tra 3,5 e 4,5, a seconda delle condizioni del terreno e della temperatura richiesta dal sistema di distribuzione.
Come funziona il raffrescamento estivo
Raffrescamento attivo e free cooling passivo
In estate il ciclo si inverte. La casa accumula calore durante le ore diurne e l’impianto ha il compito di smaltirlo. Il terreno, che d’estate rimane a 12-14°C mentre fuori si superano i 30°C, diventa un dissipatore naturale di calore.
Esistono due modalità operative. Il free cooling passivo bypassa la pompa di calore: il fluido freddo delle sonde viene fatto circolare direttamente nel sistema di distribuzione interno (pavimento o fan coil), raffreddando gli ambienti senza attivare il compressore. Il consumo elettrico si riduce a quello delle sole pompe di circolazione. È la soluzione più efficiente e silenziosa, adatta soprattutto agli impianti con pavimento radiante.
Il raffrescamento attivo invece utilizza la pompa di calore in ciclo inverso per produrre acqua a temperatura più bassa, indicata quando si richiedono temperature di mandata molto fredde o in edifici con carichi termici estivi elevati. Entrambe le modalità permettono di raffrescare la casa con consumi nettamente inferiori rispetto a un condizionatore tradizionale.
Cosa serve per installarlo in una casa
Lo spazio per le perforazioni
Le perforazioni verticali per le sonde richiedono l’accesso di un mezzo di perforazione nell’area esterna dell’abitazione. In genere basta uno spazio di pochi metri quadri, ma deve essere raggiungibile dal mezzo. Cortili, giardini laterali o aree sul retro dell’edificio sono solitamente sufficienti. Le sonde, una volta installate, occupano in superficie uno spazio minimo: il foro ha un diametro di pochi centimetri.
La compatibilità con il sistema di distribuzione esistente
In caso di ristrutturazione, il sistema di distribuzione del calore esistente va valutato con attenzione. Il pavimento radiante è la soluzione ideale e spesso viene installato contestualmente all’impianto geotermico. Se sono presenti radiatori tradizionali, la pompa di calore geotermica può comunque funzionare, ma dovrà lavorare a temperature più alte, abbassando il COP medio e riducendo il risparmio in bolletta. In alcuni casi, la sostituzione dei radiatori con versioni di grande superficie o fan coil può rendere il sistema economicamente più conveniente.
Il tipo di terreno conta
Non tutti i terreni offrono le stesse prestazioni per lo scambio termico. Terreni saturi d’acqua, come le ghiaie della pianura veneta, conducono il calore molto meglio delle argille compatte o delle rocce. Prima di dimensionare l’impianto, è necessaria una valutazione geologica preliminare del sito per stimare la conduttività termica del terreno e determinare la lunghezza ottimale delle sonde. Noi di Euroservice effettuiamo questa analisi preliminare in collaborazione con geologi e perforatori specializzati con cui lavoriamo da anni sul territorio trevigiano.
Quanto dura e come si mantiene
Vita utile dei componenti
Uno dei vantaggi spesso sottovalutati di un impianto geotermico domestico è la sua longevità. Le sonde interrate, realizzate in polietilene ad alta densità, hanno una vita utile stimata superiore ai cinquant’anni. Una volta installate correttamente, non richiedono alcun intervento. La pompa di calore ha invece una vita utile indicativa di 20-25 anni, paragonabile a quella di una caldaia moderna, ma con meno componenti soggetti a usura perché non brucia nulla.
La manutenzione ordinaria
La manutenzione di un impianto geotermico domestico è significativamente più semplice rispetto a una caldaia a gas. Non c’è una camera di combustione da pulire, non ci sono bruciatori, non ci sono fumi di scarico da verificare. La manutenzione periodica riguarda principalmente la pompa di calore, controllo del circuito frigorifero, verifica delle pressioni, controllo delle pompe di circolazione, e va eseguita da tecnici certificati FGAS, come quelli del nostro team. Euroservice offre contratti di manutenzione programmata che permettono di tenere l’impianto sotto controllo senza preoccupazioni.
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Se invece vuoi prima capire se la geotermia conviene economicamente rispetto alla tua attuale caldaia, abbiamo scritto un confronto dettagliato su geotermia vs caldaia a gas con stime sui costi di esercizio e i tempi di ritorno dell’investimento.