La geotermia a bassa entalpia. Il progetto di un impianto di climatizzazione in ambito civile

L’elevato numero di pompe di calore attualmente installate nel mondo dimostra come l’impiego di queste macchine termiche sia ampiamente consolidato e come il loro utilizzo non sia da ritenersi una soluzione innovativa o rischiosa dal punto di vista dell’affidabilità.

Il principale vantaggio di queste macchine è costituito dal fatto che, in caso di corretto dimensionamento e di utilizzo di terminali a bassa temperatura, riescono a garantire efficienze energetiche molto elevate, consentendo così di ottenere risparmi di energia primaria significativi anche rispetto alle migliori tecnologie a combustione (quali ad esempio le caldaie a condensazione).

Le pompe di calore operano facendo eseguire ad un fluido speciale (detto “refrigerante”) contenuto in un circuito chiuso al loro interno un particolare ciclo termodinamico denominato “inverso” (o anche “frigorifero”, in quanto analogo a quello compiuto dalle macchine frigorifere).

Tale ciclo, costituito da una precisa successione di trasformazioni termodinamiche, permette difatti alla macchina che lo realizza in modo ciclico di poter, attraverso l’apporto di energia dall’esterno (energia che può essere di origine elettrica, termochimica, meccanica o termica), trasferire calore da un livello termico inferiore ad uno superiore.

La maggior parte delle macchine termiche oggi in commercio sono “reversibili”, ovvero sono dotate di un particolare dispositivo (chiamato “valvola di inversione a 4 vie”) che permette loro di passare dalla modalità di riscaldamento a quella di raffrescamento e viceversa.

Le pompe di calore possono essere classificate considerando diversi aspetti, ed in particolare le classificazioni più comuni sono quelle effettuate tenendo conto delle differenti tipologie di: • alimentazione: elettrica, a gas o a calore di recupero;
• refrigerante: R22, R134a, R407C, R410A, ammoniaca, anidride carbonica (R744), propano (R290);
• ciclo termodinamico: a vapore, transcritico, a gas;
• compressione: da motore elettrico, da motore endotermico o da gruppo ad assorbimento;
• sorgente termica: aria, acqua superficiale, acqua sotterranea, terreno o calore di recupero.