Configurazione ibrida con fotovoltaico, pompa di calore e ventilconvettori
Una delle configurazioni più flessibili e tecnicamente coerenti per l’impiego dell’energia geotermica a bassa entalpia in ambito residenziale è rappresentata dall’integrazione di sonde geotermiche o collettori di scambio, pompa di calore, impianto fotovoltaico e sistemi di distribuzione a ventilconvettori, in assenza di riscaldamento a pavimento.
In questa architettura, il sottosuolo fornisce una sorgente termica stabile, la pompa di calore svolge la funzione di generatore principale, mentre l’energia elettrica necessaria al suo funzionamento può essere parzialmente coperta dalla produzione fotovoltaica.
Ruolo dei singoli sistemi
- Sistema geotermico. Il circuito geotermico (sonde verticali o collettori orizzontali) fornisce alla pompa di calore una sorgente a temperatura relativamente costante durante l’anno, riducendo le variazioni di rendimento tipiche dei sistemi aria-acqua e garantendo maggiore continuità operativa.
- Pompa di calore. La pompa di calore utilizza l’energia termica del sottosuolo per produrre acqua calda o fredda destinata all’impianto di distribuzione. In assenza di pavimento radiante, la PDC opera tipicamente con temperature di mandata intermedie, compatibili con sistemi a ventilconvettori.
- Ventilconvettori. I ventilconvettori consentono di lavorare con temperature inferiori rispetto ai radiatori tradizionali e permettono sia il riscaldamento che il raffrescamento degli ambienti. Questa caratteristica li rende particolarmente adatti all’abbinamento con pompe di calore, anche in edifici esistenti.
- Impianto fotovoltaico. Il fotovoltaico contribuisce alla copertura dei consumi elettrici della pompa di calore e dei sistemi ausiliari, riducendo l’energia prelevata dalla rete e migliorando l’equilibrio energetico complessivo dell’impianto, soprattutto nelle mezze stagioni.
Schema di impianto geotermico verticale ibrido integrato per riscaldamento e raffreddamento
Schema di impianto geotermico orizzontale ibrido integrato per riscaldamento e raffreddamento
Vantaggi della configurazione ibrida
- maggiore stabilità di funzionamento rispetto ai sistemi aria-acqua
- possibilità di riscaldamento e raffrescamento con lo stesso impianto
- integrazione efficace con la produzione fotovoltaica
- adattabilità a edifici esistenti senza interventi invasivi sul sistema di distribuzione
- miglior controllo dei flussi energetici attraverso sistemi di regolazione e gestione.
Limiti e condizioni di utilizzo
Nonostante i vantaggi, questa configurazione richiede alcune condizioni affinché risulti sostenibile:
- impianto elettrico adeguato alla potenza della pompa di calore
- corretto dimensionamento dei ventilconvettori, per evitare temperature di mandata eccessive
- isolamento edilizio almeno discreto, per limitare il fabbisogno energetico
- superficie di captazione geotermica sufficiente, per garantire continuità di rendimento nel tempo.
In edifici molto energivori o con elevate dispersioni termiche, l’efficienza complessiva del sistema può risultare limitata, rendendo necessario un attento bilanciamento tra costi, benefici e interventi complementari sull’involucro edilizio.
Approccio SIL
Silver Innovation Lab considera la configurazione geotermica ibrida con pompa di calore, fotovoltaico e ventilconvettori come una soluzione tecnicamente valida, ma da valutare con criteri di realismo e gradualità. L’interesse è rivolto allo studio delle interazioni tra i sistemi, alla gestione intelligente dei flussi energetici e alla misurazione delle prestazioni, più che alla promozione di configurazioni standardizzate.