venerdì 04 novembre 2011 GEOTERMIA - Area-c54.it · Tecnologie di sfruttamento geotermia bassa...

progetto SO.PRA.N.E. PARAMETRI E STRUMENTI

DI UNA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE

Palazzo delle Professioni sabato 22 ottobre 2011

venerdì 04 novembre 2011

GEOTERMIAdott. ing. Silvia D’Agostino

consulente dell’A.O.U. Meyer in materia di ambiente ed energiamembro del Direttivo dell’Istituto Nazionale Bioarchitettura / sez. Prato

Argomenti

• Definizione• Tecnologie di sfruttamento geotermia alta entalpia• Tecnologie di sfruttamento geotermia bassa entalpia• Tipologie impiantistiche

- vantaggi e svantaggi• Sonde geotermiche • Impianto geotermico a sonde verticali• Pompe di calore• Metodi di approccio alla progettazione

- sostenibilità• Casi studio• Analisi costi - benefici• Conclusioni• Normativa di riferimento

GEOTERMIA

ing. Silvia D’Agostino

Geotermia

Il termine geotermia indica una serie di tecnologie che hanno in comune lo sfruttamento del sottosuolo e delle

risorse per fini energetici.In senso stretto ci si riferisce a sottosuoli “caldi” in cui

la temperatura del suolo è superiore ai 40°. L’origine di questo calore è in relazione con la natura

interna del nostro pianeta ed è connessa ai processi fisici che in esso hanno luogo.

Presente in quantità enorme, fonte pressochéinesauribile.

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Tecnologie di sfruttamento geotermia alta entalpia

Produzione di energia elettrica1- Sfrutta la pressione esercitata dal vapore contenuto negli acquiferi che va dai 20 ai 70 metri di altezza. Questo vapore viene incanalato per alimentare direttamente le turbine (es. Toscana, Larderello). 2- In alcuni casi un acquifero sottoposto a pressione ed elevate temperature non produce vapore ma acqua calda da 200°C a 350°C che arriva in superficie tramite dei pozzi e passando da una pressione elevatissima del sottosuolo a quella atmosferica produce una quota di vapore, che alimenta le turbine, e una di liquido che viene reiniettatoin profondità (es. Toscana, Amiata); E’ possibile usare serbatoi a temperatura più bassa utilizzando la tecnologia a “ciclo binario”.

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Secondo un recente studio si calcola che solo con gli acquiferi a vapore dominante di Lazio e Toscana si potrebbero produrre oltre 5 mila miliardi di kWh che basterebbero al fabbisogno nazionale di elettricità per 70 anni e, con il sistema binario, per sempre.

Tele riscaldamentoSfrutta direttamente fluidi geotermici a temperature tra 80°C –100°C, che sgorga dal sottosuolo per scaldare, tramite opportuni scambiatori di calore, l’acqua circolante nei terminali (radiatori, pannelli radianti ecc.) dell’impianto di riscaldamento delle abitazioni.Es: Impianto di Ferrara: oltre 15000 appartamenti che sfrutta acqua calda a 105°C rinvenuta in un pozzo di 1200 m terebrato per ricerche petrolifere.

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HDR (Hard Dry Rock)Per produrre energia elettrica si esegue una prima perforazione a 3/5.000 metri, si crea un serbatoio geotermico sotterraneo allargando idraulicamente i sistemi di fratture naturali, attraverso un circuito idraulico costituito da altre perforazioni, scambiatori di calore, pompe ecc. si alimenta un turbogeneratore per produrre energia elettrica.

Potenziale ENORME: produzione 100% energia elettrica per tutta Europa + parte energia termica per acqua calda sanitaria e riscaldamento.Impianti pilota: Alsazia (Francia) e Svizzera.

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Tecnologie di sfruttamento geotermia bassa entalpia

Geotermia a bassa entalpiaL'impianto geotermico è un impianto composto da una pompa di calore accoppiata ad una "sorgente termica". La funzione di un impianto geotermico è quella di produrre acqua (o aria) calda o fredda a seconda dei casi. La sorgente termica può essere il suolo, 1'acqua o addirittura l'aria.

ARIAnon si parla più di geotermia ma di aerotermia

Vantaggi:- disponibilità illimitata ed ubiquitaria della sorgente termica- facilità di progettazione e di installazione degli impianti- costi di investimento più contenuti

Svantaggi:-Temperatura ambiente esterno variabile, più bassa in inverno e più alta in estate

minor rendimento e capacità della pompa geotermicamaggiori consumi energetici

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ACQUALo scambio termico avviene direttamente attraverso acqua di falda o superficiale ( sistema “open loop” o “closed loop”)

Vantaggi:- convenienza in aree ricche d’acqua- contenuta oscillazione delle temperature (max 10°C)

Svantaggi:- ostacoli amministrativi e burocratici di realizzazione: vincoli, limitazione, divieti- impatto ambientale da valutare- richiesta di grosse portate- aumento del costo di realizzazione per adeguare lo scarico dell’acqua utilizzata- manutenzione frequente (trattamento acque ogni 3-6 mesi)- monitoraggio costante delle caratteristiche chimiche delle acque (no ferro)- rilevante variazione della portata del corso d’acqua- necessità del filtraggio

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SUOLO:La maggior parte dei sottosuoli ha una temperatura costante dai 10 ai 100 metri di profondità che in Italia oscilla tra i 12°C e i 14°C , al di sotto dei 100 m la temperatura aumenta di 3°C ogni 100 m. Questi cosiddetti sottosuoli “normali” possono essere sfruttai per riscaldare / raffrescare edifici, produrre acqua calda per scopi sanitari o industriali, e vengono interessati nella parte che va da qualche metro a 200 metri di profondità. Questo tipo di tecnologia viene per consuetudine viene chiamata “Geotermia a bassa entalpia”

Per sfruttare questa energia bisogna avvalersi di pompe di calore accoppiate a scambiatori termici detti “sonde geotermiche”.

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sonde geotermicheVarie tipologie di sonde geotermiche:- orizzontali;- verticali;- pali energetici;- a spirale.

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sonde geotermiche - verticali

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sonde geotermiche - verticaliParte essenziali di un impianto, geotermico sono senza dubbio, le sonde geotermiche. Sonde geotermiche a scambio verticale in polietilene a singolo o doppio U, alloggiate in fori di diametro, 14 - 15 cm e profondi dai 70 ai 200 mt.

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La profondità mediamente raggiunta varia da regione a regione, e dipende ovviamente dal tipo suolo.

TipologieLe tipologie di scambiatori esistenti sono due, scambiatori ad U che a loro volta si suddividono in:- singolo U;-doppio U; e scambiatori coassiali, che si suddividono in:

- tubi coassiali semplici;- tubi coassiali complessi.

La soluzione ad U è ormai la scelta adottata nella maggior parte dei casi. Si tratta di sistemi con elevata affidabilità, e, se si presuppone un dimensionamento corretto, rappresentano la tipologie di impianto di climatizzazione che ha meno guasti in assoluto.

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MaterialiAd oggi la quasi totalità delle installazioni utilizza scambiatori in polietilene ad alta densità PEAD o HDPE, PE 100 PN 10/16, quello normalmente usato per gli acquedotti, o per le reti antincendio.Negli ultimi anni in Europa sono stati installati impianti con tubazioni in polietilene reticolato ad alta pressione, materiale che, rispetto al HDPE presenta migliori caratteristiche quanto a scambio termico con il sottosuolo, maggiore resistenza alle crepe ed al propagarsi di fenditure a causa di sollecitazioni. Le tubazioni più diffusamente utilizzate per le sonde verticali in polietilene sono del tipo:

PE 100 SDR 11 PN 16 diametro esterno 40,0 mm spessore 3,7 mmdiametro estemo 32,0 mm spessore 2,9 mm

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Piede di sondaIn un tubo ad U il punto più delicato e critico è senza dubbio il piede o base dello scambiatore stesso, punto in cui avviene I'inversione del moto rispetto alla verticale del fluido geotermico. Vecchie realizzazioni adottavano, ad esempio in Svezia, un setto per separare i due flussi, ma la soluzione che si èpoi sviluppata prevede la giunzione dei tubi alla base per formare la "U".I vari metodi sviluppati nel corso degli anni e sono stati immessi sul mercato piedi di sonda brevettati dello stesso materiale degli scambiatori, per diametri di 25, 32 e 40 mm con vita utile dichiarata di 100 anni.

La cementazione del perforoUna volta che le sonde sono calate nel foro, questo viene riempito con boiacca cemento-bentonitica, a partire dal fondo. Questa operazione assicura una completa adesione del sottosuolo alla parete della sonda ottimizzando lo scambio energetico, e deve essere effettuata a “regola d’arte” per non penalizzare il rendimento della pompa. A causa della bassa conduttività termica della bentonite è opportuno ridurre la sezione del perforo e aggiungere materiale inerte conduttivo.

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Fluido termo vettorePrima di essere collegate le sonde vanno riempite di una soluzione acquosa di acqua e glicole, che consentirà alle stesse di scambiare con il sottosuolo, ed in ultima analisi consentirà di trasferire calore dal sottosuolo in inverno e cedere calore durante la stagione estiva.L’International Ground Source Heat Plump Association (IGSHPA) raccomanda I'uso di tre fluidi per le applicazioni geotermiche:- Acqua potabile;- Acqua con acetato di potassio;-Acqua con glicole propilenico.

DimensionamentoÈ la fase più delicata della progettazione di una sonda, da questa dipende labuona riuscita dell’impianto. Si basa su una complessa valutazione dei parametri relativi al sottosuolo in esame e alla struttura che sarà servita dall’impianto. Le linee guida di maggior riferimento sono le VDI 4640 tedesche.

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1800 h 2400 h

sonde geotermiche - orizzontali

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Caratteristiche tecniche:

- Costituita da una serie di serpentine disposte orizzontalmente rispetto al piano di campagna ad una profondità variabile tra 1 e 2,5 m;

- Passo tra i tubi tra 30 e 80 cm in base al diametro dei tubi, alla configurazione geometrica ed al terreno;

- Posa in opera su strato di sabbia.

Energia di scambio termico:radiazione SOLARE + acqua di pioggia

non energia geotermica!


Vantaggi:- Costi di posa in opera e tempi di realizzazione minori rispetto alle sonde

verticali.

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Svantaggi:- Risentono delle variazioni della temperatura esterna;- Basse Potenze di estrazione (mediamente 25 W/mq );- Richiesta disponibilità di ampie superfici;- Impossibilità di impermeabilizzazione della superficie sovrastante la sonda( no sotto parcheggi o fondazioni!);- Impossibilità di piantumazione di alberi o piante con apparato radicale

profondo.


Potenza specifica (fonte VDI 4640) – Valori caratteristici dei climi freddi.

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sonde geotermiche – a spirale

Brevetto internazionale italiano ed europeo di Energy Resources.

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sonde geotermiche – a spiraleQuesta sonda permette di risparmiare fino al 40% dei costi di realizzazione del campo sonde a paritàdi potenza installata.

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+12,5% - 38% - 30% - 33% - 34%

pompe di calore

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pompe di calore

Le sonde sono collegate attraverso raccordi orizzontali alla pompa geotermica. Questa è una macchina che trasferisce calore da un corpo all’altro, forzando il flusso naturale del calore che tende a passare da un corpo più caldo ad uno più freddo. La sorgente è ovviamente il suolo. La classificazione delle pompe di calore può avvenire sulla base di diversi aspetti:• sulla base del tipo di ciclo termodinamico: a compressione di vapore, compressione termica, ad assorbimento/adsorbimento;• sulla base del tipo di alimentazione: elettrica, a gas, a calore di recupero; • sulla base della sorgente termica: aria, acqua superficiale o sotterranea, terreno, solare termico, calore di recupero;Le pompe di calore vengono spesso indicate considerando la coppia di fluidi con cui scambiano: vi sono pompe di calore del tipo aria-aria, aria-acqua, acqua-acqua, terreno-acqua, al variare della sorgente termica e del tipo di impianto utilizzato. Il parametro più importante che caratterizza una pompa di calore è il suo COP: Coefficiente di Prestazione Energetica che rappresenta il rapporto tra la potenza termica utile e potenza elettrica in ingresso.Una buona macchina ha un COP ≥ 4

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La sostenibilità ambientale dei sistemi a scambio geotermico

E’ necessario assicurare che l'impianto collegato al terreno, comporti il raggiungimento di un equilibrio termodinamico sul lungo periodo, assestando il livello della temperatura del terreno su un valore accettabile e ambientalmente compatibile. Nelle condizioni normali, in natura, cioé senza I'influenza di un sistema geotermico, questo ha come risultato una temperatura costante intorno ai 10-20 m di profondità ("zona neutrale'), ed è frutto di un equilibrio tra flussi di calore che hanno caratteristiche diverse. Una progettazione errata, o troppo spinta (es. troppi W/m di lunghezza di scambiatore, in un terreno di materiale a bassa conduttività come ghiaia secca) può comportare la ghiacciata (saturazione termica) del terreno intorno allo scambiatore e il conseguente collasso del sistema. Le condizioni che assicurano il raggiungimento di un accettabile equilibrio di lungo periodo devono essere stabilite con accuratezza in fase progettuale.

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caso studio 1GEOTERMIA


caso studio 1

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caso studio 1

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caso studio 1

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caso studio 1

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1 CHF=0,816 €

8160 €

1224 €

11424 €

3264 €

24480 €

caso studio 1

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1 CHF=0,816 €

24480 € 15 - 17200 € 10 - 12240 €

1265 € 938 - 1077 € 653 - 767 €

2200- 2366 €

9,8 cent di €/ kWh9,8 cent di €/ kWh7,3- 8,2 ct di €/ kWh

122- 244 € 490- 522 € 465- 490 €

816 € 1444 € 1697 €

2856- 3020 € 2856- 2938 €

(GPL)

TR investimento 8 anni 11 anni

Risparmio in 20 anni 9700 € 9100 €

soloRISCALDAMENTO !

caso studio 2

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caso studio 2

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caso studio 2

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caso studio 2

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caso studio 2

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MONITORAGGIO IMPIANTO CASA IN LEGNO

http://casa-geotermica-brt.dyndns.org/

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caso studio 2

Inverno 2009

http://casa-geotermica-brt.dyndns.org/

M

R

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caso studio 2 http://casa-geotermica-brt.dyndns.org/

R

M

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Storico Impianto dal 27/01/2009 al 30/05/2009

Compressore ON 371 hCompressore OFF 2568 h

Duty Cycle. 12 %Consumo 633.73 kWh

Costo 126.75 €

caso studio 2

Inverno 2009

88% dell’energia fornita senza lavoro del compressore della pompa

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Storico Impiantodal 28/06/2009al 04/09/2009


Duty Cycle. 8 %Consumo 247.50 kWh

Costo 49.50 €

caso studio 2

Estate 2009


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Storico Impiantodal 19/0/2010al 22/10/2011


Duty Cycle. 11 %Consumo 1965 kWh

Costo 392.95 €

caso studio 2

Inverno 2010 – Estate 2011


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analisi costi - benefici

Analizziamo 3 diverse ipotesi d’impianto di climatizzazione per un edificio ad uso uffici (scarsa richiesta di ACS).

Caratteristiche principali dell’edificio:- Superficie netta locali da climatizzare: 300 mq;- Impianto a pannelli radianti;- Fabbisogno di energia termica per il riscaldamento invernale: 22.050 kWh;- Fabbisogno di energia frigorifera per il raffrescamento estivo: 4.900 kWh;

Costi considerati per l’energia elettrica e il metano:- en. Elettrica: 0,18 €/kWh;- metano: 0,6 €/mc.

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Ipotesi progettuali:

Ipotesi 1: impianto tradizionale (caldaia a metano + refrigeratore aria-acqua);Ipotesi 2: impianto geotermico a sonde orizzontali;Ipotesi 3: impianto geotermico a sonde verticali.

Costi di investimento iniziali:

Ipotesi 1: - Caldaia a gas metano: 3000 €;- refrigeratore aria-acqua (pot. 8 kW): 6900 €;TOT.: 9900 €

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Costi di investimento iniziali:

Ipotesi 2: - Pompa di calore acqua-acqua (12,5 kW in caldo e freddo) completa di

accumulo e centralina di regolazione: 7500 €;- Campo sonde ( 500 mq a 2 m di profondità, tubi di 100 m con passo 33

cm): 5290 €;TOT.: 12790 €

Ipotesi 3:- Pompa di calore acqua-acqua (12,5 kW in caldo e freddo) completa di

accumulo e centralina di regolazione: 7500 €;- Campo sonde ( 2 sonde da 100 m ciascuna): 11000 €;TOT.: 18500 €

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analisi costi - beneficiStima dei costi di gestione:

Si assumono come rendimento della caldaia il 91%;il COP medio della pompa di calore 4,5;l’EER del refrigeratore pari a 3.

Ipotesi 1: - Riscaldamento: 1514,4 €/anno;- Raffrescamento: 294 €/anno;TOT.: 1808,4 €/anno.

Ipotesi 2 e 3:- Riscaldamento: 882 €/anno;- Raffrescamento: 196 €/anno;TOT.: 1078 €/anno.

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analisi costi - beneficiConsiderazioni economiche:

Ipotesi 2 rispetto alla 1: - TR investimento: 4 anni;- Risparmio in 20 anni di esercizio: 11686 €.

Ipotesi 3 rispetto alla 1:- TR investimento: 12 anni;- Risparmio in 20 anni di esercizio: 5843 €.

Conclusioni:Dall’analisi risulta, per il caso in esame, la convenienza dell’ impianto

geotermico a sonde orizzontali, tuttavia è importante essere consapevoli della semplificazione effettuata considerando costante il COP della pompa, parametro che dipende dalla diff. di temp. tra lato sonde e lato impianto: nelle sonde orizzontali è MOLTO variabile.

Fare sempre simulazioni DINAMICHE!

conclusioniVantaggi e limiti dei sistemi geotermici

Un’ istallazione di impianti geotermici risulta particolarmente vantaggiosa per i seguenti motivi:

• ImpiantoA livello impiantistico, un’unica macchina silenziosa e dalle dimensioni contenute, consente sia di riscaldare che di raffrescare. La pompa di calore geotermica sostituisce quindi in tutto e per tutto caldaia per il riscaldamento ed i gruppi frigo per il raffrescamento; può essere alloggiata in qualsiasi locale, perché non necessita di ambienti dedicati e non necessita di canna fumaria. Tutto ciò consente un notevole recupero di spazi all’interno dell'edificio ed una riduzione degli oneri relativi alle opere murarie accessorie.

• SicurezzaDal punto di vista della sicurezza, I'impianto geotermico rappresenta quanto di meglio possa offrire la tecnologia, in quanto non è più necessario I'utilizzo di alcun combustibile, e questo azzera i pericoli derivanti da:

• perdite di gas con conseguente pericolo di saturazione;• perdita di monossido di carbonio da scarichi della caldaia;• pericolosi stoccaggi ad elevato rischio di incendio, che in caso di rottura possono

riversare il proprio contenuto al suolo, con conseguenti contaminazioni ed inquinamento dei suoli e delle falde.

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conclusioni• AmbienteGli impianti di climatizzazione geotermici rappresentano una delle tecnologie meno inquinanti, e più rispettose dell'ambiente. In questo tipo di impianti si ha la totale assenza di emissioni di CO2 o di altre sostanze nocive (ossidi di azoto, ossidi di zolfo, polveri sottili, particolato, PM10, PM2, 5, residui che si depositano nell'ambiente dove si vive o si lavora o anche policiclici aromatici cancerogeni, e diossine in caso di perdita di efficacia del bruciatore).Secondo il rapporto EPA, gli impianti geotermici, sono il sistema che "ha il più basso valore delle emissioni di CO2 fra tutte le tecnologie disponibili per la climatizzazione e il più basso impatto ambientale complessivo".Durante l’estate poi, questi impianti non contribuiscono in alcun modo all'inquinamento termico dell'atmosfera, in quanto smaltiscono il calore nel sottosuolo, generando accumulo termico per la stagione invernale successiva.

• ManutenzioniLe manutenzioni ad un impianto di climatizzazione geotermica sono pressoché nulle rispetto alle costose manutenzioni necessarie alla caldaia (pulizia del camino, controllo del bruciatore, etc.) o ai gruppi frigoriferi.

• Equipaggiamento e gestione di facile utilizzoSi tratta di una semplice pompa di calore, e le modalità di controllo, in particolare se si adotta un'installazione decentralizzata zona termica per zona, termica, sono a portata dell'utente privato, che deve gestire un semplice selettore.

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conclusioni

• Costi di gestioneI consumi di corrente elettrica sono bassissimi, i risparmi sui costi di gestione sono consistenti e le manutenzioni sugli impianti molto limitate. Inoltre utilizzando la tecnica del "raffrescamento passivo" è possibile raffrescare gli ambienti a costo zero.

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conclusioni

• ArchitetturaNon è più necessario installare anti-estetici gruppi frigoriferi al di fuori degli edifici, lasciando spazio disponibile per altro impiego, eliminando i problemi di corrosione e rendendo più semplice la manutenzione vista la maggiore accessibilitàdell’impianto. Non richiedendo gas, non è più necessario ricavare nicchie per l'alloggiamento di ingombranti e costosi contatori. L'integrità di ogni stile architettonico può essere completamente mantenuta a causa della totale assenza di dispositivi visibili esterni. Questo vantaggio risulta particolarmente evidente in ristrutturazioni di pregio di edifici storici sottoposti a vincoli urbanistici.

• Isole termicheNelle grandi città, l’utilizzo di condizionatori ad aria, crea all'interno dell'area urbana, il cosiddetto fenomeno delle isole termiche. I condizionatori immettono aria calda in atmosfera. A causa della ventilazione non sufficiente in quanto ostacolata dai palazzi, in particolari condizioni si creano situazioni in cui la temperatura dei centri urbani arriva ad essere di parecchi gradi superiore a quella del territorio circostante. Questo fenomeno dovuto anche al traffico veicolare, potrebbe essere notevolmente contenuto se lo scambio avvenisse con il sottosuolo.

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conclusioni

• Durata degli impiantiLa durata degli impianti supera di gran lunga quella dell'edificio che li ospita. Le prime sonde geotermiche in polietilene HD sono state installate in Germania 50 anni fa. E' presumibile ipotizzare che le sonde installate oggi durino almeno 50 anni. La vita media delle migliori pompe di calore geotermiche, ammonta a circa 40.000 ore di funzionamento. Considerato che una pompa di calore lavora dalle 2.000 alle 2.500 ore/anno, la durata di un macchinario di questo tipo è pari a circa 20 anni.

• Minore utilizzo di refrigerantiLe pompe di calore acqua-aria e acqua-acqua contengono al loro interno un sistema di refrigerazione, il che riduce il rischio di perdite di HCFC e mal funzionamenti dovuti a errata carica o connessione. Richiedono inoltre una quantità inferiore dal 20% al 70% di refrigerante rispetto a un'apparecchiatura tradizionale.

• Efficienza elevataIn caso di grosse installazioni, se il sistema è correttamente dimensionato (cosa sempre importante, ma fondamentale per questo tipo di impianti), la temperatura del fluido termovettore negli scambiatori a terreno assicura un rendimento superiore a quello dei sistemi convenzionali ad aria o a combustibili fossili, sia per la costanza nel tempo, che per il livello termico più prossimo a quello medio di riscaldamento (teorema di Carnot); la stabilità di temperatura garantisce inoltre una elevata efficienza del sistema.

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conclusioni

• Acqua calda sanitaria pressoché gratuitaI centri commerciali, che utilizzano frigoriferi per la conservazione delle derrate alimentari dispongono di un'abbondanza di calore da cedere che viene assorbito dall’impianto nel funzionamento in condizionamento; con un sistema a pompa di calore questo calore può essere facilmente utilizzato per il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria, attraverso heat recovery coils su alcune unità o con pompe di calore acqua-acqua dedicate, riuscendo anche a ridurre il numero delle sonde geotermiche (infatti in questo caso la maggior parte del calore è rimossa prima di essere re-immessa nel terreno attraverso gli scambiatori);

• Notevoli potenzialità di sviluppoUn vantaggio importante (che ora è anche un limite) è senz'altro connesso alla (relativa) giovane età di questa tecnologia, in particolare per quanto riguarda le installazioni di una certa taglia. Inoltre è da sfruttare la riduzione di costo che proviene dalla curva di esperienza, visto che installatori e progettisti sono ancora agli inizi. Tutto ciò comporterà un abbassamento notevole del costo iniziale, con costi operativi sempre bassi, che abbinato alla flessibilità del sistema, integrabile in innumerevoli soluzioni progettuali, renderà gli impianti geotermici un'alternativa sempre più concreta agli impianti convenzionali.

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conclusioni

I limiti che ostacolano la diffusione di questi sistemi sono:

• Costo iniziale più elevatoII costo iniziale è un po' più elevato rispetto ad un impianto tradizionale.- RESIDENZIALE: 50% - 80% in più di un sistema convenzionale;- COMMERCIALE: 20% - 40% in piùE' quindi fondamentale adottare tutti gli accorgimenti per ridurre i costi iniziali, e soprattutto ricordare che questo tipo, di sistemi (per via degli scambiatori e della loro installazione a terreno) non sono soggetti a economie di scala: diventa dunque determinante il corretto dimensionamento dello scambiatore geotermico, poichésovradimensionamenti dell'ordine di quelli adottati per altri tipi di impianti tradizionali possono rendere un investimento potenzialmente possibile non vantaggioso economicamente; è assai vantaggioso considerare l'opportunità di realizzare un impianto di questo tipo al momento della costruzione dell'edificio.

• Rendimenti dipendenti dalle sonde e dalle apparecchiatureLa scelta di una pompa di calore non adatta e non ad elevata efficienza, l'errato dimensionamento o l'imperizia nella posa delle sonde geotermiche possono compromettere in maniera definitiva la convenienza del sistema: non si deve pensare che il sistema semplicemente perché è "geotermico", debba essere migliore.

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conclusioni

• Numero limitato di progettisti qualificatiQuesta tecnologia si scontra inevitabilmente con lo scarso numero di progettisti in grado di eseguire buoni impianti di questo tipo, o meglio, disposti a cimentarsi in una nuova tecnologia, di fronte alla comodità di proporre e "imporre" una soluzione convenzionale molto più semplice.

• Numero limitato di installatoriL’installazione di impianti geotermici in Italia, non è una attività molto diffusa, e soprattutto manca I'integrazione fra due settori, quello delle perforazioni e quello degli installatori di impianti di riscaldamento e raffrescamento, che solitamente non lavorano insieme.

• Riduzione dei guadagni per gli installatori di impianti tradizionaliLa semplicità dei sistemi impiegati negli impianti geotermici rende i progettisti piùindipendenti dai rivenditori di apparecchiature, tradizionali che quindi possono approfittare meno di quella dipendenza venutasi a creare con l'aumentare della complessità dei sistemi moderni. Di conseguenza il guadagno che ne possono ricavare è inferiore, e dunque questi, (la cui influenza è notevole nel settore), a volte, tendono, ad ostacolare l'ascesa di sistemi geotermici.

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normativa

Chiunque esegua perforazioni al di sotto dei 30 metri dal piano campagna, deve dame comunicazione al Servizio geologico della Direzione Generale delle Miniere del Ministero dell’Industria (oggi Ministero dello Svil-uppo Economico), entro trenta giorni dall'inizio delle perforazioni. Deve quindi fomire al Servizio Geologico Nazionale, entro 30 giorni dalla fine delle perforazioni una relazione corredata dei risultati geologici e geofisici acquisiti.Tali informazioni vengono, elaborate dal Servizio Geologico che provvede, a redigere le carte geotecniche che servono tra I'altro, come base allo studio preliminare dei sottosuoli in fase di valutazione di fattibilità degli impianti geotermici.La norma a cui si fa riferimento risale al 1984, ed era diretta, tra gli altri, a coloro che terebravano pozzi per uso idrico. t una norma che resta comunque valida per le installazioni geotermiche verticali.Negli ultimi anni le sonde geotermiche verticali sono stata normate con provvedimenti specifici dai seguenti enti:Regione Toscana; Regione Lombardia; Provincia di Bergamo; Provincia di Vicenza; Provincia Autonoma di BoIzano; Provincia di Bologna;

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normativa

Regione ToscanaLa regione Toscana ha previsto che I'installazione degli impianti geotermici di qualunque tipologia e natura sia soggetto ad autorizzazione. La normativa generale fa riferimento alla Legge Regionale 39/2005. Il decreto attuativo definisce in modo esplicito come deve essere presentata la domanda che deve essere corredata, tra I'altro, dell’intero progetto dell’impianto con una planimetria del piazzamento delle sonde oltre alla perizia geologica, dove si dichiara in modo esplicito che l’inserimento delle sonde non va a modificare la struttura degli acquiferi esistenti.E' interessante notare alcuni aspetti dell'approccio toscano:1. con lo strumento autorizzativo, la regione si riserva la facoltà di concedere o meno il permesso per I'installazione di questo tipo di impianti. Non è noto in quali casi I'autorizzazione possa essere negata, e probabilmente ad oggi il controlloeffettuato sulle domande presentate, è solo di tipo formale. Le tempistiche di concessione del permesso, in generale, non superano il mese.2. la norma comprende "... L’utilizzo diretto del calore geotermico mediante pompe di calore, anche senza prelievo di fluido... " questa definizione abbraccia qualsiasi tipologia di scambio termico con il sottosuolo, non solo sonde geotermiche verticali, ma anche orizzontali e sistemi a circuito aperto.

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Grazie per l’attenzione

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dott. ing. Silvia D’Agostinoe-mail: [email protected]

tel. /fax. 0574 553787

venerdì 04 novembre 2011 GEOTERMIA - Area-c54.it · Tecnologie di sfruttamento geotermia bassa...

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