Impianti geotermici domestici I tipi di sonde geotermiche

Impianti geotermici domestici
Come funzionano
http://www.crefotovoltaico.com/it/geotermia.html
Il terreno intorno alla vostra abitazione può essere visto come un incredibile serbatoio di energia sempre disponibile. Perché
non sfruttarla?
La Terra in sé è ricca di calore e per quanto riguarda la sola crosta terrestre sappiamo che ad ogni 10m di profondità troviamo
una temperatura di 3º superiore.
La geotermia domestica consiste nello sfruttare questa fonte di energia naturale catturandolo per mezzo di sonde o tubi
interrati.
L’energia viene incanalata ad una pompa d calore e può essere utilizzata per l riscaldamento, per l’acqua calda sanitaria ed in
estate anche per climatizzare la propria abitazione grazie ad una semplice inversione dei cicli.
Con le pompe di calore gli impianti geotermici sfruttano l’energia data dal terreno per soddisfare sia il fabbisogno termico che
quello frigorifero; si suddividono principalmente in due tipologie:
Impianto a tubi orizzontali: adatto per piccoli/medi immobili che abbiano un giardino dove interrare, orizzontalmente, il
collettore di scambio diretto.
Impianto a sonde verticali: le sonde vengono interrate verticalmente nel terreno ad una profondità di circa 100m. La
differenza di profondità della perforazione è data dal fabbisogno termico dell’immobile e dal tipo di terreno.
Schema realistico di un impianto di geotermia domestica
I vantaggi dell'installazione di una pompa di calore domestica rispetto ad un impianto
tradizionale ad olio combustibile o a metano sono di carattere sociale ed economico :
l'energia geotermica è una fonte di energia pulita e rinnovabile
le sonde geotermiche non inquinano
un impianto geotermico dura più di 100 anni
l'energia geotermica non viene importata
è possibile generare riscaldamento e raffreddamento con lo stesso impianto
Un impianto geotermico permette di risparmiare fino all'80% dei costi di esercizio
rispetto ad un sistema tradizionale L'Energia Geotermica offre inoltre questi vantaggi
caratteristici ed unici:
Rende indipendenti dal prezzo del petrolio e del gas.
è ecologica dal punto di vista dell'inquinamento, poiché non emette CO2
è ecologica dal punto di vista dell'impatto ambientale poiché non ci sono installazioni
visibili all'esterno.
Non necessita di manutenzione
L'impainto è molto silenzioso
Non ci sono pericoli di incendio o di emissioni gassose poiché non si ha a che fare con alcun tipo di combustibile (gas, petrolio o
derivati)
Fornisce riscaldamento, acqua calda e raffreddamento 24 ore al giorno, 365 giorni all'anno
Grazie alle pompe di calore Exotherm è sfruttabile anche per ristrutturazioni e impianti di riscaldamento con termosifoni
tradizionali
I campi di applicazione sono molteplici : abitazioni, impianti industriali, magazzini, serre, scuole, hotel, uffici, palestre, piscine,
marciapiedi (per renderli d’inverno) senza ghiaccio, terreni sportivi in erba etc.
I tipi di sonde geotermiche
http://www.tetaproject.it/index.php/Geotermia/I-tipi-di-sonde-geotermiche.html
Le sonde geotermiche rappresentano un circuito chiuso come precedentemente evidenziato in cui avviene lo scambio di calore con il
terreno mediante un fluido glicolato (acqua miscelata ad antigelo atossico) che circola al loro interno. Si differenziano dai sistemi ad
acqua di falda in quanto sono circuiti chiusi in cui non vi è scambio di liquido con le falde acquifere. Le sonde geotermiche si possono
differenziare in diverse tipologie:
 ORIZZONTALE
 VERTICALE
 SPIRALE
 PALI ENERGETICI DI FONDAZIONE
 CIRCUITI ANNEGATI
 SONDE IN TRINCEA
LE SONDE GEOTERMICHE ORIZZONTALI (CIRCUITO CHIUSO)
E' la soluzione più economica, facile da installare e la più diffusa. Prevede la posa di sensori geotermici composti da tubi in
polietilene ad alta densità o tubi di rame con guaina in polietilene anti corrosione nei quali circola rispettivamente acqua glicolata o
fluido frigorifero. A titolo di esempio per una costruzione con una superficie di circa 100 mq. sono necessari circa 120 – 150m2 di
superficie di captazione. La posa dei sensori geotermici non altera in alcun modo la natura del terreno, dopo l’interramento dell e
tubazioni è possibile sfruttare la superficie sovrastante senza creare problemi al buon funzionamento dell’impianto. Le sonde sono
generalmente posizionate ad una profondità di 1,5 m o comunque sotto il limite di congelamento del terreno, impegnando un'are a
proporzionale alla potenza richiesta, da maggiorarsi nel caso di utilizzo estivo del sistema come
raffrescamento e nel caso di isolamento medio o scarso dell'abitazione. La posa in opera può
avvenire o tramite sbancamento di una parte del terreno o scavando trincee strette e profonde. Il
dimensionamento del sistema è influenzato da:
 sito di installazione (temperatura media esterna)
 proprietà del suolo (capacità termica specifica, conducibilità termica, densità, umidità)
 esposizione dell'area alla radiazione solare ed alla pioggia, per cui la superficie deve
essere lasciata “a prato” o al più piantumata con cespugli bassi. Infatti il suolo, nella
fascia superficiale fino a 10 metri, risente molto delle variazioni stagionali di
temperatura e ne deve essere favorita al massimo la rigenerazione termica.
volume e livello di isolamento dell'edificio, poichè influiscono in modo determinante sul fabbisogno energetico dell'edificio
stesso
 temperatura richiesta dal sistema di riscaldamento
A seconda del tipo di suolo e di esposizione dello stesso, le prestazioni del sistema sono comprese tra i 10 e i 40 W/m². Se si dispone
di una sufficiente area di prato, questa soluzione è generalmente più conveniente in termini di rapporto costi-benefici rispetto a quella a
sonda verticale. Non è però particolarmente indicata per il raffrescamento estivo, in quanto nei mesi caldi il terreno raggiunge ben
presto alte temperature che non agevolano lo scambio in raffrescamento.

LE SONDE GEOTERMICHE VERTICALI: SISTEMI SUOLO-ACQUA
Per coloro che non hanno a disposizione una superficie sufficiente per la posa dei sensori
esiste la soluzione verticale. Una sonda geotermica verticale è costituita da una coppia di tubi
a U in polietilene nei quali circola acqua con antigelo non tossico e che vengono calati in pozzi
che vanno dai 70 ai 120 m di profondità. Nei primi 100-150 mt, la temperatura del sottosuolo,
è con buona approssimazione costante e, in pari a circa 13°C. Per estrarre calore dal
sottosuolo mediante una sonda geotermica verticale è sufficiente immettere acqua nella
sonda ad una temperatura di 4-6°C inferiore a quella del sottosuolo. Trovando un terreno con
temperatura media di circa 13°C dopo aver percorso 200 mt, 100 a scendere e 100 a salire,
l’acqua tornerà su ad una temperatura superiore rispetto a quella a cui è stata immessa.La
condizione fondamentale che è alla base per procedere alla realizzazione dell’impianto è
l’accertamento dei requisiti che il sottosuolo deve possedere, attraverso una fase di analisi, e
la successiva redazione di una relazione geologica. Si tratta di un sistema a circuito chiuso, in
grado di captare calore dal suolo. Nel suolo, utilizzato come serbatoio di calore, vengono praticate una o più perforazioni del diametro
di circa 10-15 cm, fino a una profondità generalmente variabile tra 50 e 150 metri e che dipende da:
 sito di installazione (temperatura media esterna)
 proprietà del suolo (capacità termica specifica, conducibilità termica, densità, umidità)
 volume e coibentazione dell'edificio da servire
 temperatura richiesta dal sistema di riscaldamento e/o raffrescamento
Questo sistema sfrutta infatti la temperatura costante del sottosuolo che varia mediamente intorno dai 10°C ai 14°C a partire da una
certa profondità (generalmente 10-20 metri). Ogni sonda è costituita da due moduli doppi generalmente in polietilene uniti ad "U" in
modo da formare un circuito chiuso (andata-ritorno) all'interno dei quali circola il fluido. Le sonde vengono collegate in superficie ad un
collettore a sua volta collegato ad una pompa di calore. In funzione del tipo di suolo le prestazioni del sistema si possono mediamente
attestare dai 50 a 60 W/m.
PALI ENERGETICI
Sono costituiti da pali di diamentro superiore a 600, dove nelle armature viene attaccata la spirale delle sonde geotermiche , che son in
tubo PE100 PN 16 diamentro interno 37 esterno 40, e poi annegate nel cemento del palo di fondazione.S e la struttura in fase di
costruzione richiede delle fondazioni speciali, quindi palificazioni o micropali, si utilizzano , per quel poco che possono produrre, le
stesse per inserire le sonde geotermiche.
CIRCUITI ANNEGATI
Le sonde spesso costituite da sonde a spirale vengono gettate nei laghi con dei pesi per farle andare a fondo.
SONDE IN TRINCEA
Vengono realizzate mediante degli scavi di larghezza 100cm profondità 250cm , alle pareti delllo scavo vengono poste in modo
orrizontale le sonde geotermiche ad una distanza tra di loro di 40cm.
Sonda a spirale per la geotermia domestica
http://www.casaeclima.com/index.php?option=com_content&view=article&id=2115:sonda-a-spirale-per-la-geotermiadomestica&catid=41:impianti-termomeccanici&Itemid=75
Dalle Marche una sonda a spirale che consente di abbattere del 50% i costi del geotermico
Come rendere la geotermia per il residenziale più accessibile e conveniente ? Per Energy Resources, società attiva nel settore
delle energie rinnovabili, la soluzione consiste in un nuovo tipo di sonda geotermica dalla conformazione a spirale, che
l'azienda di Ancona ha ideato e brevettato.
Nel corso di un convegno che si è tenuto venerdì scorso ad Ancona, dal titolo “La geotermia per tutti”, Energy Resources ha
presentato i risultati del progetto di ricerca “Sistemi avanzati di produzione di geotermia”, cofinanziato dalla Regione Marche e
condotto dall'Università Politecnica delle Marche, Università di Urbino, Università di Camerino e laboratorio di ricerca Eta.
Il problema dei costi di perforazione
Lo studio, oltre ad aver presentato i vantaggi della geotermia e previsto una crescita in Italia del geotermico dalle 6 alle 9 volte
nei prossimi 10 anni, ha evidenziato come nel nostro Paese uno dei principali ostacoli ad un forte sviluppo della geotermia per il
residenziale è rappresentato dai costi per la perforazione del terreno e l'installazione delle sonde. Un problema che potrebbe
essere superato utilizzando una sonda geotermica a spirale che, mantenendo la stessa superficie di scambio del calore,
consentirebbe di ridurre a 8-25 metri la profondità di perforazione contro i circa 100-150 metri necessari per i modelli
tradizionali a forma di “U”.
Geotermico più conveniente
Una sonda a spirale, di cui peraltro esistono già le prime applicazioni – ad esempio nella nuova sede della Rainbow a Loreto e
nell'eco-resort Ca' Virginia a San Giorgio di Montecalvo in Foglia, nel pesarese – consente di abbattere fino al 50% i costi di
installazione, assicura Energy Resources. Inoltre i tempi di recupero dell'investimento, per impianti domestici di medie
dimensioni, si riducono a 1/3 anni contro i 6/8 anni dei sistemi geotermici tradizionali. “Il nostro sistema – spiega Enrico
Cappanera, amministratore delegato di Energy Resources – abbatte i costi di installazione e si rivela efficace anche
nell'integrazione con altri sistemi di produzione di energia da fonti rinnovabili, come il fotovoltaico”.
Approfondimenti: http://www.dvcamuna.it/1/la_geotermia_159144.html