Geotermia e Pompe di Calore Con excursus su applicazione di Gemmi

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Silvia Filippi
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1 I seguenti appunti necessitano di commento orale. Seppelfricke SD srl Geotermia e Pompe di Calore Con excursus su applicazione di Gemmi

2 Geotermia Termine che indica una serie di tecnologie che hanno in comune lo sfruttamento del sottosuolo e delle sue risorse per fini energetici. ing. Osvaldo Bravi vdi 2

3 Geotermia Generalmente ci si riferisce a sottosuoli caldi in cui la temperatura supera i 40 C. Tale calore è presente in quantità enorme e praticamente inesauribile. Particolari condizioni localizzate ne permetto lo sfruttamento naturale (Terme, soffioni, geyser). ing. Osvaldo Bravi vdi 3

4 Geotermia Lo sfruttamento forzato del calore geotermico si ottiene con perforazioni di 3 5 km, allargando poi idraulicamente le fratture naturali nelle quali viene immessa acqua fredda. Già a 2000 m la temperatura supera i 70 C, raggiungendo agevolmente i 140 C. ing. Osvaldo Bravi vdi 4

5 Lo sfruttamento forzato del calore geotermico. HDR Hard (Hot) Dry Rock ing. Osvaldo Bravi vdi 5

6 Geotermia Sistemi a bassa Entalpia: Sfruttamento del calore del sottosuolo a minima profondità; in Italia la temperatura si mantiene costante fra i 12 ed i 17 C. ing. Osvaldo Bravi vdi 6

7 Geotermia Un sistema Geotermico a bassa entalpia si basa su: Pompa di calore; Sonde geotermiche. ing. Osvaldo Bravi vdi 7

8 Pompa di Calore La Pompa di calore è una macchina elettrica che trasferisce calore dal sottosuolo, 15 C, all ambiente da riscaldare, p.es. 25 C, forzando il flusso naturale del calore che tende a passare da un corpo più caldo ad uno più freddo. ing. Osvaldo Bravi vdi 8

9 Pompa di Calore La Pompa di calore si basa sul ciclo frigorifero: Compressore; Evaporatore; Condensatore. ing. Osvaldo Bravi vdi 9

10 Pompa di Calore Funzionamento Le Pompe di calore possono trasferire calore anche da acqua di pozzo, bacini idrici superficiali, scarichi industriali, ecc ing. Osvaldo Bravi vdi 10

11 Pompa di Calore Funzionamento Dispositivo che sfruttando un ciclo termodinamico: cattura un flusso di calore a BASSA temperatura (sorgente ): Q1 lo rende disponibile ad un livello termico più ALTO (utilizzatore): Q2 PER FARE CIO E NECESSARIO FORNIRE UN DETERMINATO LAVORO Risulta: Q2=Q1+L ing. Osvaldo Bravi vdi 11

12 Pompa di Calore La sorgente Fredda Elemento essenziale di ogni pompa di calore è la sorgente fredda; Questa, molto spesso, è l aria esterna per l agevole disponibilità; La disponibilità è l unico vantaggio, dal momento che sono numerosi gli svantaggi: i livelli di temperatura sono in discordanza di fase con le necessità; l impatto acustico ed ambientale non sono trascurabili; sussiste il problema del brinamento della batteria esterna; una adeguata movimentazione dell aria può avere costi non trascurabili. ing. Osvaldo Bravi vdi 12

13 Pompa di Calore La sorgente Fredda Le sorgenti fredde più importanti per la pompa di calore sono: L ACQUA; LA TERRA; L ENERGIA ATMOSFERICA; IL RECUPERO TERMICO. ing. Osvaldo Bravi vdi 13

14 Pompa di Calore COP - performance COP (Coefficient of Performance) Energia resa disponibile (Q2) COP = Lavoro speso (L) Il COP sarà tanto più elevato quanto minore sarà la differenza di temperatura tra la SORGENTE FREDDA e L UTILIZZATORE ing. Osvaldo Bravi vdi 14

15 Pompa di Calore COP - kwh resi Comparazione costi kwh termici variamente prodotti: Sorgente kwh resi Costo unit. Costo kwh 1 l gasolio 9,8 kwh 1,00 /l 0,098 /kwh 1 m 3 metano 9,0 kwh 0,79 /m 3 0,085 /kwh PDC 1 kwh 4,0 kwh 0,23 /kwh 0,057 /kwh Fonte: Autorità per l energia elettrica ed il gas e Camera di Commercio di Treviso; Dati aggiornati a Marzo 2009 ing. Osvaldo Bravi vdi 15

16 Pompa di Calore La Pompa di calore può essere collegata a: Impianti radianti; Aerotermi; Aria canalizzata; Terminali a bassa temperatura. ing. Osvaldo Bravi vdi 16

17 Pompa di Calore collegamenti Aerotermi Impianti radianti Aria canalizzata ing. Osvaldo Bravi vdi 17

18 Sonde Geotermiche SONDE VERTICALI costituite da perforazioni di circa 100 m di profondità con due tubi di captazione e riempimento di bentonite; SONDE ORIZZONTALI costituite da trincee superficiali a sezione m 0.60x1.80(h) con quattro tubi di captazione e riempimento con terra dello scavo. ing. Osvaldo Bravi vdi 18

19 Sonde Geotermiche Verticali SONDE VERTICALI costituite da perforazioni di circa 100 m di profondità con due tubi di captazione e riempimento di bentonite; ing. Osvaldo Bravi vdi 19

20 Sonde Geotermiche Verticali ing. Osvaldo Bravi vdi 20

21 Sonde Geotermiche Orizzontali (Geosolari) SONDE ORIZZONTALI costituite da trincee superficiali a sezione m 0.60x1.80(h) con quattro tubi di captazione e riempimento con terra dello scavo. ing. Osvaldo Bravi vdi 21

22 Sonde Geotermiche Orizzontali (Geosolari) ing. Osvaldo Bravi vdi 22

23 Sonde Geotermiche Orizzontali (Geosolari) ing. Osvaldo Bravi vdi 23

24 Sonde Geosolari Capacità in W/m Collettori geotermici orizzontali 4 tubi capacità di estrazione per m di trincea: Ghiaia sabbia secca < 50 W/m; Ghiaia sabbia acqua < 90 W/m; Argilla limo umido < 70 W/m. ing. Osvaldo Bravi vdi 24

25 Gemmi ing. Osvaldo Bravi vdi 25

26 Gemmi ing. Osvaldo Bravi vdi 26

27 Gemmi ing. Osvaldo Bravi vdi 27

28 Gemmi ing. Osvaldo Bravi vdi 28

29 Gemmi ing. Osvaldo Bravi vdi 29

30 Gemmi ing. Osvaldo Bravi vdi 30

31 Impianto Geotermico Applicato a Gemmi ing. Osvaldo Bravi vdi 31

32 Impianto Geotermico Applicato a Gemmi Impianto in serra m 2 : PDC 400 kw; Trincee 4 tubi m; Pannelli radianti m 2 ; Complementi; Totale spesa Impianto Covenzionale ing. Osvaldo Bravi vdi 32

33 Impianti a confronto Fabbisogni e Costi Impianto convenzionale: Fabbisogno MJ/anno; Costo /anno; Impianto geotermico: Fabbisogno MJ/anno; Costo /anno; Risparmio /anno. ing. Osvaldo Bravi vdi 33

34 Impianti a confronto Ammortamenti Ammortamento del maggior costo: C = = T = / = 2,24 anni ing. Osvaldo Bravi vdi 34

35 Geotermia Vantaggi e Limiti VANTAGGIO IMPIANTO: Unica macchina silenziosa e dalle dimensioni contenute; Sostituisce completamente caldaia e gruppo frigo per raffrescamento; Non necessita né di ambienti dedicati né di canna fumaria. ing. Osvaldo Bravi vdi 35

36 Geotermia Vantaggi e Limiti VANTAGGIO SICUREZZA: Non è più necessario l utilizzo di alcun combustibile; Non ci possono essere esplosioni per saturazione di gas; Non ci possono essere avvelenamenti da monossido. ing. Osvaldo Bravi vdi 36

37 Geotermia Vantaggi e Limiti VANTAGGIO MANUTENZIONI: In un impianto a PDC geotermica le manutenzioni sono pressoché nulle. ing. Osvaldo Bravi vdi 37

38 Geotermia Vantaggi e Limiti VANTAGGIO DURATA IMPIANTO: Le prime sonde geotermiche in PEHD sono in esercizio da 50 anni; La vita media di una PDC è di ca ore che corrisponde a 20 anni. ing. Osvaldo Bravi vdi 38

39 Geotermia Vantaggi e Limiti LIMITE COSTO INIZIALE PIU ELEVATO: Residenziale % Industriale % ing. Osvaldo Bravi vdi 39

40 Geotermia Vantaggi e Limiti LIMITE - Numero limitato di Progettisti qualificati con esperienza; LIMITE - Numero limitato di Installatori qualificati con esperienza; ing. Osvaldo Bravi vdi 40

41 Grazie per l attenzione FINE

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