utilizzo nel sistema radiante riscaldamento e raffrescamentoambienti (nel residenziale)

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1 Geotermico utilizzo nel sistema radiante riscaldamento e raffrescamentoambienti (nel residenziale)

2 COEFFICIENTE DIPRESTAZIONE ENERGETICA RISCALDAMENTO COP acronimo di: coefficent of performance Il rapporto tra l'energia totale resa al sistema di riscaldamento radiante e quella assorbita dal compressore si definisce COP ( kw energiasomministrataatmax / kw energia spesa) Le pompe di calore elettriche ( nel sistema aria/acqua) hanno un COP con valori compresi grosso modo fra 3 e 5. Più è alto il COP maggiore è il risparmio elettrico ottenibile. Es.: Pompa di calore aria/acqua un COP pari a 3,2 significa che per ogni kwh elettrico consumato dalla macchina (escluso consumo della pompa) per riscaldare ottengo 3,2 kw per prestazioni in CALDO con temperatura aria esterna, 7 C temperatura uscita/entrata acqua, +35/+30 C. Il COP è particolarmente influenzato dalla temperatura esterna assumendo i seguenti valori COP= 5 per Te = 12 C - COP = 2 per Te = -10 C Nel geotermico (nel sistema acqua/acqua) la temperatura del terreno si mantiene pressoché costante tra C mantenendo al riguardo un COP costante a = 5

3 QUANDO E CONVENIENTE IL GEOTERMICO Consigliabile il geotermico o sistemi con pompa di calore con integrazioni: pannelli solari - fotovoltaico Consigliabile caldaie a condensazione con pannelli solari Se ne richiede la ristrutturazione per il riporto in classe B

4 PARAMETRI TECNICI A FAVORE DEL GEOTERMCO NEL RISCALDAMENTO AMBIENTI : IL COP PC Radiante riscaldamento COP coefficiente di prestazione energetica: indica l efficienza della PDC in rapporto all ambiente. Il funzionamento della pompa risente moltissimo della differenza di temperatura fra i due ambienti perché il lavoro da farsi sarà diverso se attorno alla macchina ci sono temperature -5 o 35 C COP = lavoro fornito / kw elettrici consumati DM DT 31 C riscal. DT 28 C raffr. UNI EN / 2004 geotermico Per ambiente interno deve intendersi la mandata dell acqua nei PR

5 INDICE DIEFFICIENZA ENERGETICA RAFFRESCAMENTO EER Acronimo di Energy Efficiency Ratio Il rapporto tra l'energia totale sottratta al sistema radiante alla temperatura più bassa ed il lavoro speso si definisce ERR ( kw energiasomministrataatmax / kw energia spesa) L'Indice di Efficienza Energetica (EER) è utilizzato per esprimere il rendimento delle pompe di calore nella fase di raffrescamento. Esso indica l'efficienza elettrica del gruppo energetico. La sua formulazione è analoga al COP. Es.: Una pompa di calore aria acqua da 6500W consuma1625 W ; EER = 6500/ 1625= 4,0 (esclusoil consumodellapompa) Il COP ed ERR sono particolarmente influenzati dalla temperatura esterna assumendo i seguenti valori COP= 4 per Te = 25 C - COP = 2,5 per Te = 5 C Nel geotermico (nel sistema acqua/acqua) la temperatura del terreno si mantiene pressoché costante tra C mantenendo al riguardo un COP costante a = 5

6 In sintesi: Differenza tra COP e ERR: COP : Coefficient Of Performance; indica l efficienza elettrica di una pompa di calore mentre funziona in riscaldamento. E il rapporto tra la resa termica in kw ed il consumo elettrico ovvero: 1 kw di resa termica equivale a 0,25 kw di consumo elettrico. Detto valore è espresso con un coefficiente 1/0,25 = 4 ERR : L Energy Efficiency Ratio; indica l efficienza elettrica di una pompa di calore mentre funziona in raffrescamento. E il rapporto tra la resa termica in kw ed il consumo elettrico ovvero: 1 kw di resa termica equivale a 0,25 kw di consumo elettrico. Anche in questo caso il valore è espresso con un coefficiente 1/0,25 = 4

7 PC Radiante raffrescamento VALORI STANDARD ERR PER POMPE DICALORE E GEOTERMICO EER: coefficiente di efficienza energetico (oppure di rendimento della PDC) L'efficienza della PDC può essere definita come l'energia utile totale all'uscita della macchina, diviso l'energia totale fornita. Il rapporto tra le due energie dà l efficienza del motore EER= lavoro fornito / kw elettrici consumati DM DT 21 C riscal. DT 9 C raffr. UNI EN / 2004 geotermico Per ambiente interno deve intendersi la mandata dell acqua nei PR ERR

8 Nella geotermia COP e ERR possono considerarsi uguali come fattori numerici anche se il concetto di base è diverso GEOTERMIA DI SUPERFICIE La geotermia di superficie si realizza alla profondità del terreno da 3 a 100m (detta anche a bassa temperatura o a bassa entalpia) viene impiegata per la climatizzazione ambientale in riscaldamento e raffrescamento, attraverso pompe di calore elettriche

9 Testo dello schema di decreto legislativo Emendamenti Regionali Capo I Disposizioni preliminari e programmatiche Art. 1 Ambito di applicazione della legge e competenze 2. Ai sensi e per gli effetti del presente decreto legislativo, valgono le segueguenti definizioni: a) sono risorse geotermiche ad alta entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito superiore a 150 C; b) sono risorse geotermiche a media entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito compresa tra 90 C e 150 C; c) sono risorse geotermiche a bassa entalpia quelle caratterizzate da una temperatura del fluido reperito inferiore a 90 C

10 Geotermico : LE AUTORIZZAZIONI 6. Le piccole utilizzazioni locali che comportano l'esecuzione dei pozzi in terraferma di profondità fino a 150 metri e non comportano operazioni di estrazione e reimmissione di fluidi sono sottoposte al rispetto della specifica normativa emanata dalla regione competente. Per tali utilizzazioni è richiesta la sola presentazione di dichiarazione di inizio attività all autorità competente 7. Gli impianti di potenza inferiore a 1 MW ottenibile dal fluido geotermico alla temperatura convenzionale dei reflui di 15 gradi centigradi geotermico e le utilizzazioni tramite sonde geotermiche sono escluse dalle procedure regionali di verifica di assoggettabilità ambientale

11 Geotermico MONOVALENTE Un impianto geotermico, se opportunamente dimensionato, è in grado di riscaldare e raffrescare un edificio senza l'ausilio di altri apparecchi. In questo caso si parla di impianto geotermico "monovalente". In ogni caso si tratta di impianti che si prestano bene all'integrazione con altri generatori di calore ad alta efficienza.

12 Geotermico BIVALENTE Molto interessante, ad esempio, risulta l abbinamento con impianti solari termici oppure con caldaie a condensazione, in regime "bivalente". E sempre opportuno il supporto dei pannelli fotovoltaici

13 Nel geotermico per lo scambiatore termico di norma si tratta di utilizzare tubature in polietilene che sfruttando l energia termica presente nel sottosuolo o nell acqua. Le tubature possono essere interrate orizzontalmente nel terreno alla profondità di 1-3 m (sonde orizzontali); oppure verticalmente nel terreno a grandi profondità (sonde geotermiche verticali) Anche l utilizzo dell acqua, come sorgente di calore in alternativa al Anche l utilizzo dell acqua, come sorgente di calore in alternativa al terreno, comporta l utilizzo di sonde verticali.

14 I COMPONENTI DELL IMPIANTO GEOTERMICO LA MODULISTICA PER LA CAPTAZIONE DELL ENERGIA TERMICA collettore di distribuzione geotermico Sistema di pompaggio Tubazioni / Sonde LA POMPA DI CALORE GEOTERMICA + + I SISTEMI PER L UTILIZZO DELL ENERGIA TERMICA Pannelli nei vari sistemi: pavimento / parete / soffitto radianti a pavimento sia per il riscaldamento che per il raffrescamento

15 In base alla conduttività termica, variabile in base al tipo di terreno o roccia, si osserva un diverso gradiente termico (variazione della temperatura in funzione della profondità). Questo gradiente può variare da 1 C ogni 30 m della parte superficiale della crosta terrestre Nei sistemi di superficie, negli scari di trincea la temperatura può considerarsi prossima ai valori relativi alla temperatura media della zona a cui si fa riferimento

16 Costi energetici a confronto: Generatore di calore tradizionale 1 Canna fumaria 0,5 Gruppo frigo per esterni 1 Regolazioni 0,5 Impianto interno 4 totale 7 Costo energetico annuo 1 Manutenzione 0,2 Sistema geotermico completo 8 Impianto interno 4 Totale 12 Costo energetico annuo 0,2 manutenzione 0,05 Costo primi 10 anni 7 + 1x10 + 0,2 x 10 = ,2x10 + 0,05 x 10 = 14,05 Ammortamento impianto geotermico 14,05x10/19= 7,5 anni

17 A partire da 20 m di profondità,la temperatura del sottosuolo è costante e non dipende più dal giorno o dalla notte, né dalle stagioni. È il flusso di calore presente in profondità che regola la temperatura

18 L APPORTO ENERGETICO DAL GEOTERMICO SUPPORTO FOTOVOLTAICO ENERGIA ELETTRICA 1,5kW. POMPA DI CALORE 8 kw. ENERGIA TERMICA DAL TERRENO O DALLA FALDA ACQUIFERA Rapporto energia gratuita ed energia elettrica 4:1 COP= 4 6 kw. gratuito

19 RESA TERMICA SONDA / TERRENO Richiedere sempre un analsi geologica del terreno

20 Lo scambio di calore con il sottosuolo può avvenire in due modi: 1. impianti a circuito chiuso, dove la pompa di calore effettua lo scambio termico col suolo indirettamente, a mezzo di un circuito idraulico nel quale scorre un fluido termovettore; 1-3 m P.C m P.C C W/m D 25x3 32x3, C W/m D 25x3-32x3,5 Nella distribuzione con sonde di superficie Nella distribuzione con sonde di profondità

21 2. impianti a circuito aperto, nei quali viene prelevata acqua di falda sulla quale viene effettuato lo scambio termico. Acqua di falda 6-8 C P.C. P.C.

22 AUTORIZZAZIONI Nel caso si scelga la soluzione con collettori orizzontali, la profondità massima di scavo non supera normalmente i due metri. Per questo genere di impianti, che non comportano opere di trivellazione nè interferenze con l'acqua di falda, non è necessario richiedere alcuna autorizzazione. L'installazione di sonde geotermiche verticali, che viene realizzata trivellando il terreno fino a profondità medie di metri, è teoricamente regolamentata dagli enti locali, in genere dalle Regioni e in alcuni casi direttamente dalle Province o dai Comuni. L'utilizzo geotermico dell'acqua di falda, con prelievo e scarico in falda, non contribuisce certamente a semplificare l'iter autorizzativo. Infatti occorre fare riferimento a numerosissime leggi statali (dal Testo unico n del 1933 fino al Testo Unico Ambientale 152/2006) e regionali, che moltiplicano e disperdono le competenze. Inoltre, per il pozzo (o i pozzi) di prelievo e scarico dell'acqua di falda occorre fare riferimento anche alle prescrizioni contenute nel Dpr 236/88.

23 GEOTERMICO DI SUPERFICIE Tubazione polietilene COBRAPEX cod D= 32x3 di 26mm Portata L/h 1500 Sviluppo tubazione m DP 10 mm/m Profondità scavo 1,5 m-2 m Potenzialità recuperabile per anello: W/m Temperatura nel terreno equivalente alla temperatura media annuale zona di competenza : Bolzano 3 C Torino 6 C Aquila 7 C Piacenza 7 C Milano 7 C Udine 8 C Verona 9 C Potenza 10 C Napoli 11 C Reggio Calabria 13 C Trapani 13 C

24 GEOTERMICO DI SUPERFICIE Tubazione polietilene COBRAPEX cod D= 32x3 di 26mm Portata L/h 1500 Sviluppo tubazione anello m DP 10 mm/m Profondità scavo 2 m-3 m Potenzialità recuperabile per anello: W/m15-20 Temperatura nel terreno equivalente alla temperatura media annuale zona di competenza Bolzano 3 C Torino 6 C Aquila 7 C Piacenza 7 C Milano 7 C Udine 8 C Verona 9 C Potenza 10 C Napoli 11 C Reggio Calabria 13 C Trapani 13 C

25 GEOTERMICO DI SUPERFICIE attività operative come: Laboratori- opifici- negozi in centri commerciali istituti- palestre altezza ambienti 4-4,5 m Si propone al riguardo pannelli radianti con distribuzione a soffitto Tubazione polietilene COBRAPEX cod D= 32x3 di 26mm Portata L/h 1500 Sviluppo tubazione m DP 10 mm/m Profondità scavo 1,5 m-2 m Potenzialità recuperabile per anello: W/m15-20 Temperatura nel terreno equivalente alla temperatura media annuale zona di competenza : Bolzano 3 C (6 C) Torino 6 C (9 C) Aquila 7 C (10 C) Piacenza 7 C (10 C) Milano 7 C (10 C) Udine 8 C (11 C) Verona 9 C (12 C) Potenza 10 C (13 C) Napoli 11 C (14 C) Reggio Calabria 13 C (16 C) Trapani 13 C (16 C)

26 Tubazione polietilene COBRAPEX cod D= 32x3 di 26mm Portata L/h 1500 Sviluppo tubazione m DP 10 mm/m Per disposizioni sotto le fondamenta degli opifici si utilizzeranno tubazioni di PE con eventuali connessioni a passaggio totale Art. 3471DR

27 COMPONENTI PER IL GEOTERMICO COLLETTORE DI OTTONE 1 1/2 USCITE 1 n vie 5-14 Regolalazione micrometrica della portata Portata massima 5500 L/h SOLUZIONE N 1 Raccordo a stringere 32x 1 F Cod Bussola di rinforzo 32 x 3 Cod Tubo Cobrapex A.D. 32x3 Cod L 50m Congiunzioni per un estensione da 50 a 200. per una portata L/ L/1 Art. 3471DR

28 COMPONENTI PER IL GEOTERMICO disposizione di superficie con canestri con collegamento in parallelo tubazione polietilene alta densità 32x3 art x1 Art.3471DR 32x1 Art ,5 m 4 m ,5 m d=1,2m L (4..12m)x2 Cestello sviluppo tubazione m 50 32x3 COBRAPEX -2,5-3m ,5 m Portata L Dp 10 mm/m x.l W canestro Pozzetti collegamento canestri tubazione orizzontale

29 COMPONENTI PER IL GEOTERMICO disposizione di superficie con canestri Con collegameno in serie 4 m L (4..12m)x2 2,5 m ,5 m d=1,2m Canestro sviluppo tubazione m L 26x3 multistrato -2,5-3m ,5 m Portata L Dp 15 mm/m x. L. W 3 canestri

30 GEOTERMICO DISUPERFICIE CON DISPOSIZIONE A PETTINE DELLE TUBAZIONI Tubazione polietilene COBRAPEX cod D= 32x3 di 26mm Portata L/h 1500 Sviluppo tubazione m DP 10 mm/m Profondità scavo 1,5 m-2 m Potenzialità recuperabile per anello: W/m15-20 Temperatura nel terreno equivalente alla temperatura media annuale zona di competenza. Si consideri un valore medio di 10 C

31 La temperatura del terreno di superficie è in linea con la temperatura media della zona di pertinenza. Stabilita la temperatura di trasferimento al geotermico nel periodo invernale ed esstivo, la scheda di calcolo ne fornisce l energia termica in sottrazione W/m tubazione, non dissimile fra il sistema a canestri o a pettine POTENZIALITA TERMICA SOTTRATTA AL GETERMICO DI SUPERFICIE modalità di calcolo

32 COLLETTORE DI OTTONE COMPLANARE 2 1/2 ATTACCHI 1 1/2 sezione utile vie di distribuzione 1 portata max 6,5 m 3 /h Art. 5540G4M4 G5M6 G6M8 GM10 GN12 GM14 2+2vie 3+3vie 4+4vie 5+5vie 6+6vie 7+7vie Riduzione 1 1/2-1 1/4 Art. 1581FD SOLUZIONE N 2 Nipplo 1 MM Art 1552 Valvola bilanciamento 1 FF Art. 6535G Tubazione polietilene COBRAPEX cod D= 32x3 di 26mm Portata L/h 1500 L

33 COMPONENTI PER IL GEOTERMICO con sonde verticali So onde La temperatura in profondità del terreno tende e stabilizzarsi per profonfità 25-50m valori compresi fra C D= 200 mm d 32 x3 L 50 m zavorra calcestruzzo d 160 h 500 Portata massima collettori 6000L/h

34 SOLUZIONE N 3 COMPONENTI PER IL GEOTERMICO COLLETTORE DIOTTONE 2 1/2 USCITE 1 n vie 5-14 Portata massima collettori L/h 9000 Regolazione micrometrica con flussimetri Regolazione micrometrica valvole di bilanciamento Al-COBRAPEX 32x3 Art Bussola di rinforzo Art x3 Raccordo + Art.3462 D 32x1 F Raccordo Art.3462 D 32x1 M

35 GEOTERMICO NELLA DISTRIBUZIONE DI SUPERFICIE Sistema a pettine Sistema a spirale Connessioni per incremento in lunghezza delle tubazioni COBRAPEX D 40x3,7 da 50m a 200 Art.3431CR 32X32

36 COLLETTORE IMPIANTI GEOTERMICI PER SONDE GEOTERMCHE Portata utile per via di distribuzione L/h d 1-1 1/4 + Valvola di bilanciamento; Manometro differenziale; Scheda di calcolo bilanciamento impianto in in calcoli utili Regolazione e visulizzazione della portata

37 Valvola a sfera Valvola sfogo aria Valvola di scarico; in alternativa art Attacco di testa o centrale Valvola di bilanciamento 1 Tubo PE D 32 serie 1400 Flissimetri 6-20 L/1 Attacco tubo PE D 40mm COBRARING

38 COMPONENTI DI CENTRALE NEL COLLEGAMENTO CON LA POMPA DI CALORE SOLUZIONE TIPO SOLUZIONE CONSIGLIATA CLIMAV 6000 CLIMAV 6000 SON NDE GEOTER RMICHE Primario Secondario SON NDE GEOTER RMICHE Primario Secondario Nella composizione di centrale è sempre consigliabile separare il primario dal secondario interponendo uno scambiatore di calore CON OPPORTUNE SONDE DI TEMPERATURA ELETTRONICHE IL SISTEMA DELLA TERMOREGOLAZIONE VIENE REALIZZATA CON CLIMAV 6000

39 GEOTERMICO: RAFFRESCAMENTO ESTIVO DIRETTO COMMUTAZIONE CON POMPA DI CALORE NELLA FASE DEL RISCALDAMENTO INVERNALE (A) CLIMAV 6000 SONDE GEOTERMICHE (B)

40 DISTRIBUZIONE ALLE UNITA ABITATIVE GRUPPI DI RILANCIO Art:5536GS Art. 5536G COLLETTORE DI DISTRIBUZIONE DI OTTONE MODULI: Art

41 GEOTERMICO Composizioni tipo dei collettori 2 1/2 DISTRIBUZIONE DIRETTA con regolazione della portata e bilanciamento progressivo DISTRIBUZIONE CON RITORNO INVERSO Con regolazione della portata e bilanciamento automatico Con collettori aventi vie di distribuzione superiori a 5-7 vie, con il ritorno inverso tutte le sonde sono soggette a perdite di carico simili, anche se a livello impiantistico occorre utilizzare una tubazione di ritorno più lunga.

42 Si ringrazia per l attenzione