Scambiatori verticali: chiamati anche sonde geotermiche, sono realizzati con tubazioni installate in verticale tino a profondità di 100-120 m. Vengono posti in opera in fori di diametro variabile da 100 a 150 mm.

Nelle perforazioni sono inseriti 2 o 4 tubi (a singola o doppia U), realizzati generalmente con tubi in PE-X. Per favorire il loro inserimento si usano zavorre, di circa 15-20 kg, costituite da pesi a pendere. Sono inoltre utilizzati degli appositi distanziatori, inseriti ogni 7-8 m di sviluppo, per mantenere le giuste distanze tra le sonde. Il vuoto tra le pareti della perforazione e le sonde geotermiche è riempito generalmente con una miscela a base di cemento (bentonite) con l'aggiunta di quarzite o polvere di ferro per migliorare la resa termica.

La miscela viene iniettata, tramite un tubo supplementare, dal basso verso l'alto in modo da escludere la formazione di bolle d'aria.

Scambiatori orizzontali: sono realizzati con tubazioni in materiale plastico in diametri variabili da 16 a 22 mm e la loro profondità di posa può essere compresa da 0,8 fino a 2 m dal piano di campagna, in opportuni scavi in trincea, meno costosi rispetto a quelli realizzati con sbancamento. Esistono soluzioni con trincee a più tubazioni poste su piani tra loro paralleli. Queste soluzioni, seppur minimizzando la superficie di terreno occupata rispetto a quelle ad un solo anello, comportano rese termiche minori. Le rese più basse sono causate dal fatto che le sovrapposizioni delle tubazioni all'interno della trincea causano interferenze termiche peggiorative.

Generalmente, per non causare un raffreddamento eccessivo del terreno, è preferibile distanziare le trincee di almeno 1,5 m. In termini di costo la maggior lunghezza delle tubazioni installate è ampiamente compensata dalla riduzione del volume di scavo.

In entrambi i casi, il fluido termovettore è costituito da una miscela di acqua e antigelo, con concentrazioni variabili in base al tipo d'impiego, il cui compito è quello di garantire un punto di congelamento della miscela al di sotto della temperatura minima del fluido interno agli scambiatori (in fase di progetto si considerano 6-8°C). Le miscele più comunemente utilizzate sono a base di glicole-propilenico e glicole-etilenico.

[Estratto di un articolo di Fabio Bianchi tratto dalla rivista “Progetto 2000” - Edilclima srl - www.edilclima.it]