L energia geotermica

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1 Sistemi geotermici: l'energia naturale MILANO - Via B. De Rolandi, 7 Tel Fax soildata@soildata.it - C.F. e P.IVA

2 L energia geotermica Per il riscaldamento invernale ed il raffrescamento estivo degli spazi residenziali e commerciali si sta velocemente affermando, come valida alternativa agli impianti tradizionali a centrale termica alimentata a metano, gpl o gasolio, l utilizzo dell energia geotermica a bassa entalpia abbinata a superfici radianti a bassa temperatura. A pochi metri di profondità dalla superficie terrestre il terreno non risente più delle variazioni climatiche stagionali e la sua temperatura, pari alla temperatura media annua del sito, aumenta in profondità di circa 3 C ogni 100 m grazie al flusso di calore geotermico che dal nucleo terrestre si diffonde verso la superficie. Nei mesi invernali il calore presente nel sottosuolo può essere convenientemente estratto e scambiato con un ambiente da riscaldare e allo stesso modo, nei mesi estivi si potrà ottenere il raffrescamento cedendo al terreno il calore estratto dall ambiente. Il sistema che permette di effettuare questo scambio di calore si realizza con Pompe di Calore abbinate a Sonde Geotermiche, completate con un impianto di distribuzione del calore agli ambienti a bassa temperatura.

3 Le pompe di calore Le Pompe di Calore permettono di estrarre e di utilizzare economicamente il calore contenuto in corpi a bassa temperatura, come terreno, acquiferi poco profondi e masse d acqua superficiali. Il principio di funzionamento della Pompa di Calore è mostrato nello schema seguente. Il parametro che caratterizza il funzionamento delle Pompe di calore è definito Coefficiente di Prestazione (COP) e rappresenta il rapporto tra l energia trasmessa al corpo da riscaldare e l energia necessaria a far funzionare il sistema. Il COP è variabile a seconda del tipo di Pompa di Calore e delle condizioni di funzionamento ed ha mediamente valori prossimi a 4; ciò significa che la Pompa di Calore fornirà 4 kwh di energia termica al mezzo da riscaldare per 1 kwh di energia consumata: i restanti 3 kwh, ovvero il 75% del fabbisogno termico, vengono prelevati dal sottosuolo a costo zero.

4 Le tecnologie attualmente a disposizione per estrarre il calore dal terreno sono rappresentate da: Gli scambiatori di calore geotermici Sonde Geotermiche Verticali, ovvero scambiatori di calore in HDPE sagomati a U inseriti nel terreno; Scambiatori orizzontali, ovvero scambiatori di calore in HDPE disposti orizzontalmente in scavi a modesta profondità ( m). La Sonda Geotermica Verticale è formata da una doppia coppia di tubi in HDPE uniti a formare un circuito chiuso all'interno dei quali circola un fluido glicolato inseriti in una perforazione di piccolo diametro e cementati al terreno circostante con una miscela di cemento acqua e bentonite che, oltre a garantire l accoppiamento termico, consente il ripristino della continuità degli strati attraversati. I tubi delle sonde sono collegati in superficie ad un apposito collettore connesso alla Pompa di Calore. Lo schema di un impianto con Pompa di Calore e Sonda Geotermica Verticale è mostrato nella figura seguente. Le Sonde Geotermiche Verticali raggiungono normalmente profondità di m e, quando la richiesta termica lo richiede, vengono allestiti campi di perforazioni ordinate per file o altra geometria.

5 VANTAGGI DEL SISTEMA AD ENERGIA GEOTERMICA Perchè la geotermia riduzione generale delle emissioni di CO 2 e altre emissioni inquinanti in atmosfera; assenza di canna fumaria e dei relativi interventi di pulizia periodica; assenza di rischi di incendio e perdite di gas; alimentazione elettrica con la normale fornitura di rete; possibile integrazione con pannelli solari fotovoltaici per l alimentazione dell impianto; possibile integrazione con pannelli solari termici; ridotti costi di manutenzione CONFRONTI CON ALTRE FONTI ENERGETICHE A fronte di un maggior onere di impianto iniziale l impiego di un sistema ad energia geotermica comporta una notevole riduzione della CO 2 emessa e consistenti risparmi rispetto alle tradizionali fonti di approvvigionamento energetico: INCENTIVI Gli impianti ad energia geotermica, facendo ricorso a fonti energetiche rinnovabili, godono di un'iva agevolata e di una detrazione IRPEF pari al 55%, fino ad un ammontare massimo di In diverse regioni sono inoltre previsti incentivi addizionali specifici. VITA MEDIA DEGLI IMPIANTI Le pompe di calore hanno una vita media paragonabile o superiore a quella delle caldaie alimentate a gas metano, mentre le sonde geotermiche verticali hanno vita media superiore a 40 anni.

6 Il progetto Il corretto dimensionamento di una Sonda Geotermica Verticale o di un campo di Sonde Geotermiche Verticali, oltre alla richiesta termica da soddisfare, deve tenere conto del contesto idrogeologico del sito, della natura geologica dei terreni e della loro conduttività termica λ. È inoltre opportuno tenere conto di un fattore di sovradimensionamento finalizzato a garantire che la Sonda Geotermica Verticale risulti sempre leggermente sovradimensionata rispetto alla potenza nominale della Pompa di Calore (condizione di progetto per assicurare un buon funzionamento del sistema) e ad attenuare e compensare gli effetti delle variazioni di lungo periodo della temperatura del suolo innescati nel tempo dai cicli stagionali di prelievo del calore e/o dalla mutua interferenza tra sonde vicine (< 10 m). La seguente tabella, tratta dalla norma VDI 4640, mostra le capacità termiche indicative per sonde a doppia U con 2400 ore di funzionamento annue per terreni di diversa granulometria e substrati lapidei: Si precisa che i valori sopra riportati sono indicativi e possono variare anche significativamente in funzione della struttura, dello stato di fratturazione, dell alterazione e del contesto idrogeologico locale.

7 La nostra offerta Al fine di garantire un corretto dimensionamento dell impianto geotermico, nelle fasi iniziali di progettazione verrà condotta una caratterizzazione geologica, geomorfologica, idrogeologica e geotermica dell area interessata dal progetto di installazione di sonde geotermiche verticali. Sulla base delle risultanze di tale attività propedeutica e della richiesta termica da soddisfare, definita su indicazione della committenza, si procederà al dimensionamento dell impianto e alla stesura del progetto esecutivo. Le assunzioni progettuali verranno verificate al completamento della prima perforazione a mezzo misure in foro, con possibilità di eventuali adeguamenti in corso d opera. Al termine dell installazione degli impianti interrati verranno eseguite prove di tenuta a garanzia della perfetta esecuzione dei lavori. Le attività verranno articolate secondo le seguenti fasi: Fase1: Verifica della fattibilità dell intervento e stesura di un preventivo di massima; Fase2: Dimensionamento finale e progettazione esecutiva dell intervento con predisposizione dei documenti per il rilascio delle autorizzazioni da parte degli enti territorialmente competenti; Fase3: Fornitura ed installazione delle sonde geotermiche verticali, verifica degli assunti di progetto a mezzo misure in foro, ottimizzazione dell intervento, fornitura della pompa di calore e delle tubazioni di collegamento alle sonde geotermiche e relativa posa in opera; Fase4: Comunicazione finale agli enti. La Fase1 sarà seguita dalle Fasi seguenti solo in caso di accertata fattibilità tecnica dell intervento.