ABSTRACT. Il complesso di serre

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1 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

2 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 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 W/ml che possono essere considerati valori soddisfacenti.

3 Particolare pozzetto di ispezione con sfiati Particolari sonde verticali

4 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

5 Particolare linee di connessione tra sonde e campi di sonde Particolare stacchi sonde con ritorno inverso

6 Particolari pompe di calore condensate in geotermia

7 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