Per incrementare l’ efficienza della pompa di calore (PdC) e quindi ridurre i consumi elettrici della stessa è possibile abbinare uno scambiatore geotermico, di fatto un “tubo” che viene collocato nel terreno.
Lo scambiatore è costituito da un insieme di sonde geotermiche (tubi interrati) che consentono lo scambio termico tra un fluido termovettore (solitamente acqua o acqua con aggiunta di un anticongelante non tossico) e il terreno. Gli stessi possono essere disposti orizzontalmente o verticalmente (SGV). La lunghezza dei tubi, la profondità a cui arrivare ed il numero di loop da utilizzare vengono calcolati in base alla latitudine del luogo, al tipo di sottosuolo ed ai carichi termici dell’edificio.
In taluni casi, a causa delle eccellenti proprietà termiche dell’acqua, se accanto all’edificio è presente un piccolo lago, i tubi possono essere posizionati sul suo fondale e scambiare calore in maniera ugualmente efficace, oppure è possibile utilizzare direttamente l’acqua presente nel sottosuolo attraverso i cosiddetti sistemi a circuito aperto.
Un’ulteriore configurazione impiantistica prevede che il geoscambio avvenga attraverso la struttura di fondazione dell’edificio da climatizzare. Si parla in tal caso di geostrutture o di pali energetici. La conduttività termica e la capacità di stoccaggio fanno del calcestruzzo un materiale da costruzione ideale per accumulatori d’energia termica.
I pali e le pareti in calcestruzzo a contatto con il terreno contengono condotti in materiale sintetico, per scambiare calore o freddo con il terreno.
I pali in calcestruzzo armato hanno, generalmente, un diametro di 0.4-1.5 m ed una lunghezza che può variare da qualche metro fino a più di 30 m. All’interno di questi pali è installato un tubo o un fascio di tubi in polietilene, spesso si tratta di U doppi o quadrupli, in base al diametro dei pali (in analogia alle SGV). Questi tubi sono poi immersi nel calcestruzzo per assicurare un buon contatto termico. Tutti i pali necessari alle fondamenta di un edificio, o solamente una parte di essi, possono essere equipaggiati con un sistema energetico.
Questa semplice e razionale tecnologia non comporta sovracosti eccessivi, ma necessita, da una parte, la propria integrazione nel progetto fin dall’inizio e, dall’altra, una considerazione globale per quelli che sono gli aspetti costruttivi e di consumo energetico.
Attualmente esistono più di 350 geostrutture energetiche in Austria ed in Germania, la cui potenza installata varia da qualche decina di kW per piccoli immobili, fino a 800 kW per grandi edifici industriali.
