ABSTRACT

REALIZZAZIONE DI NUOVE SERRE PER COLTIVAZIONE ED ADEGUAMENTO DEGLI

IMPIANTI DELLE SERRE ESISTENTI, PER UN TOTALE DI 60 SERRE DESTINATE A

COLTIVAZIONI ORTAGGI E PIANTE DA FIORE. INSERIMENTO DI IMPIANTO

GEOTERMICO DI GRANDE POTENZA PER UN TOTALE DI 90 SONDE DI PROFONDITÀ,

POMPE DI CALORE CONDENSATE IN GEOTERMIA E DI IMPIANTO FOTOVOLTAICO DELLA POTENZA DI 200 KWP

L’intervento è stato concepito sulla base di una necessità di ampliamento della produttività del complesso di

serre unitamente alla volontà di eliminare un combustibile fossile, il gasolio, come fonte di energia primaria

a servizio di vecchi generatori di aria calda installati come unico sistema di riscaldamento. L’idea di base è

stata quella di utilizzare una fonte di energia a basso costo ed alte rese minimizzando i consumi e

possibilmente auto consumando energia prodotta da fonte solare.

Il complesso di serre

Il progetto era teso ad individuare e risolvere le seguenti esigenze:

• Individuare macchine elettriche idonee per il riscaldamento di serre con tutte le

problematiche connesse con ambienti di tale tipologia.

• Utilizzare una tecnologia che comportasse il minimo consumo di kWh elettrici o comunque

un consumo idoneo ad essere coperto mediante sistemi fotovoltaici.

• Garantire, nei casi previsti, un riscaldamento efficiente anche alle bassissime temperature

notturne in fase invernale mantenendo bassi consumi elettrici.

Per quanto riguarda il primo punto, data la necessità di avere portate elevate di aria a temperature comprese

nell’intervallo di 30-40°C (evitando quindi temperature troppo elevate dell’aria, tipico dei generatori di calore, negative per il mantenimento di determinati tipi di colture), si è individuata la tipologia Pompa di

Calore(PdC) ; questa tipologia di macchine, installate normalmente all’aperto e quindi soggetta alle intemperie, non presentava alcuna controindicazione sia in collocazione esterna che in collocazione interna alle serre, ambienti tipicamente umidi e controindicati per macchine troppo sofisticate.

PdC condensate in geotermia con installazione completamente interna alle serre per le serre molto

energivore e necessitanti di temperature costanti anche in fase notturna invernale con valori di COP medi

compresi tra 4 e 5.

Simulando i consumi di tali macchine elettriche, alternate in base delle esigenze descritte, si è poi

individuato un sistema fotovoltaico che potesse produrre la quantità di kWh elettrici necessari per

l’alimentazione dell’intero sistema di riscaldamento in regime di secondo conto energia, sopperendo con

l’alimentazione di rete nei periodi di non sufficiente copertura; il sistema potrà essere integrato in futuro da

accumuli elettrici allorquando la tecnologia sarà matura per stoccaggi elettrici di questa taglia.

Per il campo di sonde si è individuata la tipologia di sonda verticale con profondità compresa tra 100 e 120

ml, unica a poter garantire COP elevati indipendentemente dalle temperature esterne; l’applicazione di

questa tipologia di sonde, inoltre, evita che i rooftop ad esse collegati non effettuino alcun ciclo di

sbrinamento, pericolosi sia da un punto di vista dei consumi che, soprattutto, da un punto di vista di

temperature. Data la disponibilità di terreno, spaziando le sonde di almeno 10 ml l’una dall’altra, si è evitato

qualsiasi tipo di interferenza o di deriva del terreno stesso. Le sonde sono state realizzate mediante tubazioni

in polietilene del diametro DN40 con architettura a singola U e sono state rese tutte ispezionabili in

superficie tramite pozzetti con sistema di sfiato per l’eliminazione dell’aria. La resa effettiva della sonda è

stata preliminarmente verificata tramite un GRP (Ground Response Test), data la tipologia di terreno

prevalentemente argilloso sono state ottenute rese medie nell’ordine dei 40-45 W/ml che possono essere

considerati valori soddisfacenti.

Particolari sonde verticali

Particolare pozzetto di ispezione con sfiati

Nel progetto completo sono installate in totale 55 sonde verticali da 100 ml e 35 sonde verticali da 120 ml,

per un totale di sviluppo verticale di 92,4 Km di tubazione in polietilene diametro d40, oltre a diversi Km di

linee di collegamento di diametri crescenti per il collegamento delle sonde, realizzato mediante reti con

ritorno inverso per un bilanciamento automatico delle portate; il campo di sonde ha una resa potenziale di

circa 400 kW che permette il funzionamento di PdC condensati in geotermia per una potenza termica di circa

600 kW termici, suddivisa su 6 PdC con potenza termica di 100 kW cadauno. Tutte le sonde geotermiche

sono connesse ad un punto di raccolta collettorato con pompe di rilancio affinché qualsiasi PdC possa

usufruire, anche se acceso singolarmente, di tutte le sonde dedicate alla zona del complesso, in maniera da

aumentare i valori del COP, che in caso di funzionamento non contemporaneo, raggiungono facilmente

valori di 6-8. Il sistema sostituisce integralmente il vecchio riscaldamento mediante generatori di aria calda

alimentati a gasolio permettendo una produzione di prodotti ad ‘energia pulita’ ed un risparmio sui costi

dell’energia primaria. Un impianto fotovoltaico da 200 kW in regime di scambio sul posto incentivato con il

secondo conto energia provvede a fornire energia elettrica al sistema garantendo consumi molto contenuti.

Un sistema di gestione e supervisione permette di monitorare le rese delle macchine, le temperature in gioco,

le portate dell’acqua geotermica, graficando ed archiviando i dati risultanti.

Particolare linea di sonde equidistanti

Particolare linee di connessione tra sonde e campi di sonde

Particolare stacchi sonde con ritorno inverso

Particolari pompe di calore condensate in geotermia

Collettori di gruppi di sonde geotermiche

Standard di qualità:

Pompe di Calore: Clivet, Climaveneta

Pompe di circolazione: Wilo

Stabilizzatori automatici di portata: Caleffi

Valvole di bilanciamento: Caleffi

Sistema di monitoraggio e supervisione: ABB

Progettista e Direttore lavori dell’intervento: Ing. Andrea Graziani dello Studio Associato

Graziani Sparapani di Macerata

Realizzazione delle sonde: Geotermia srl di Volta Mantovana