Utilizzazione delle risorse geotermiche: le pompe di calore
Le risorse geotermiche sono presenti in quasi tutti i paesi del mondo e si prestano ad una molteplicità di impieghi, che vanno dalla generazione di elettricità all’utilizzazione diretta del calore per condizionamento di ambienti, per usi agricoli, per acquacoltura, ecc. (vedi in Scienza on line, n. 18/19 del luglio 2005, l’articolo “ Le Risorse Geotermiche”).
Gli usi diretti del calore geotermico hanno avuto un grande incremento negli anni recenti in seguito alla diffusione, soprattutto negli Stati Uniti ed in Europa, delle pompe di calore, che rappresentano oggi uno dei settori di sviluppo di maggiore interesse.
Le pompe di calore sono macchine che trasferiscono calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta, per effetto dell’apporto di lavoro meccanico alla macchina, sfruttando la proprietà fisica dei fluidi di assorbire o cedere calore rispettivamente quando vaporizzano o condensano. In questo modo il calore può essere fatto fluire in senso opposto alla sua tendenza naturale, così come l’acqua può essere fatta fluire verso l’alto usando una pompa idraulica (Figura 1).
Figura 1. Rappresentazione semplificata del funzionamento di una pompa di calore. A sinistra, in blu, è la fase di evaporazione, nella quale viene assorbita energia dall’ambiente esterno; a destra, in rosso, è la fase di condensazione, nella quale è ceduto calore. Il compressore al centro, azionato da energia elettrica, “muove” il sistema. L’energia termica (calore) viene spostata da sinistra (parte fredda) a destra (parte calda).