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A2C - Consulenza tecnica specialistica Progettazione Impianti Geotermici a sonde verticali
Impianti geotermici a bassa entalpia a sonde verticali Stampa E-mail
Progettazione

temperatura

Esistono due tipi di impianti geotermici: quello classico, relativa allo sfruttamento di anomalie geologiche, che riguarda la produzione di energia elettrica o lo sfruttamento delle acque termali, come ad esempio ad Aqui Terme (Al) o Abano Terme (Pd), utilizzate a fini di riscaldamento; e la tipologia impiantistica a "bassa entalpia", che valorizza il sottosuolo come serbatoio termico, dal quale estrarre calore durante la stagione invernale ed al quale cederne durante la stagione estiva. Ovvero la tipologia di impianto geotermico a "bassa entalpia" sfrutta la temperatura costante che il terreno ha lungo tutto il corso dell'anno; ad esempio, normalmente, già a qualche metro di profondità, si riescono ad avere circa 10-15°C costanti lungo tutto l'anno. 

Un impianto geotermico a bassa entalpia utilizza delle sonde geotermiche profonde, poste nel sottosuolo delle abitazioni attraverso delle carotatrici, al fine di scambiare energia con il terreno in modo continuo e naturale. In particolare, dal punto di vista teorico, il calore della terra aumenta con la profondità ed è sempre costante in ogni periodo dell'anno, ad esempio a circa 500 metri di sottosuolo, la temperatura raggiunge circa i 25°C sia d'estate e sia di inverno. Generalmente per le sonde verticali viene scelta un posizionamento ad una profondità di circa 100 metri nel sottosuolo e ad esse vengono collegate una pompa di calore e poi un sistema idraulico per scambiare il calore con l'utenza finale (caldo o fresco a seconda della stagione).

L'impianto geotermico a bassa entalpia si compone dei seguenti elementi base:

  • geotermicile tubazioni di scambio del calore con il terreno: consistono in un insieme di tubazioni in polietilene ad alta densità (HDPE), collegate in parallelo, nelle quali circola in fluido termovettore e che rappresentano le batterie di scambio del calore; tale geoscambiatore valorizza l’energia termica presente nel sottosuolo ed anche nelle eventuali falde acquifere intersecanti. In particolare, tali tubazioni possono essere disposte verticalmente nel terreno a grandi profondità, a circa 100 metri (in tale evenienza si parlerà di "sonde geotermiche verticali"), oppure orizzontalmente a circa 2-4 metri di profondità (in tal caso si denomineranno "sonde a collettori orizzontali"). Dal punto di vista costruttivo, al fine di avere un controllo puntuale su ogni singola sonda, in termini di portata e pressione, tutte le tubazioni sono solitamente collegate in parallelo tramite due collettori geotermici (uno per in flusso in mandata ed uno per il flusso di ritorno) muniti di valvola di intercettazione e valvola di bilanciamento della portata, per ogni singola sonda. Inoltre, al fine di proteggere le tubazioni in polietilene da lacerazioni ed eventuali schiacciamenti, durante il processo di posa viene solitamente predisposto un letto di sabbia con spessore minimo di 10 cm ed uno strato di ricopertura di sabbia litta (priva di ciottoli) di almeno 10 cm, con al di sopra un nastro segnaletico con dicitura "condotte per acqua".

 

  • tubazionei terminali di erogazione del calore all'utenza: oltre all'utilizzo dell'acqua calda sanitaria (in cucina e bagno) è possibile utilizzare il fluido termovettore per erogare energia sia per raffrescamento, sia per il riscaldamento dell'edificio. Dato che l'entalpia dell'impianto è bassa, nella scelta degli erogatori di calore è consigliabile utilizzare dei terminali con una bassa inerzia termica ovvero che presentano un range di funzionamento massimo di 45°C; ideale, ad esempio, è l'abbinamento ad un impianto di distribuzione a pannelli radianti, posti nel pavimento o nel soffitto, oppure è possibile sciegliere dei particolari modelli di ventilconvettori, adatti a lavorare a regimi di bassa entalpia. Per quanto riguarda gli impianti radianti a pavimento, secondo la norma UNI EN 1264, il sistema viene realizzato annegando dei tubi in uno strato di supporto ed inserendo un isolante sopra la soletta portante del pavimento; il materiale più diffuso per questa tipologia di impianto è il polistirene espanso (EPS) in lastre, ma sono presenti sul mercato anche soluzioni in fibra di legno, sughero e poliuretano (PU). Al di sopra dell'isolante vengono solitamente annegate le tubazioni, costituendo il "massetto", generalmente realizzato in calcestruzzo. Infine, tale strato è ricoperto dal rivestimento finale (piastrelle, parquet), secondo le volontà estetiche del committente. Le tubazioni, previste dalla norma UNI EN 1264 per impianti radianti a pavimento ad acqua, sono di polietilene reticolato (PE-X), polibutilene (PB), polipropilene (PP), rame (CU). Il passo di posa è variabile (standard è di 10 cm), ed è l'elemento di flessibilità nella progettazione dell'impianto; esso può variare all'interno dello stesso locale,i infittendo i passi laddove è necessaria una maggiore emissione termica (ad esempio vicino le pareti esterne). Le tubazioni in PE-X, sono le più comuni essendo flessibili e leggere; esse devono essere dotate di uno strato barriera all'ossigeno, per proteggere l'impianto dalla corrosione. La soluzione del rame, caratterizzata da un'alta conduttività termica, permette una grande efficienza altrimenti e dei passi più ampi (in genere 20–25 cm, rispetto ai 10 cm del PE-X), presenta una dilatazione termica più simile a quella del massetto in cui è immerso, ma è solitamente scartata per motivi economici. 

  

  • centralela centrale termica, munita di pompa di calore: la pompa di calore è una macchina termica in grado di trasferire energia termica da una sorgente a temperatura più bassa ad una sorgente a temperatura più alta e viceversa; in particolare, una pompa di calore geotermica (acqua-acqua) reversibile riesce a produrre acqua calda ed acqua refrigerata per la climatizzazione invernale ed estiva della struttura, oltre all'acqua calda sanitaria lungo tutto l'anno (a circa 50°C). Le pompe geotermiche, solitamente, sono costituite da un compressore, un condensatore, una valvola di laminazione ed un evaporatore ed utilizzano il ciclo di Lorenz (in sostanza si tratta dell'inverso del ciclo di Carnot) ed è lo stesso meccanismo delle macchine frigorifere. Essendo il loro ciclo invertibile, possono funzionare sia in estate per il raffrescamento e sia in inverno per il riscaldamento. Il compressore, che comprime il fluido aumentandone la temperatura è solitamente azionato dall'energia elettrica. Il COP, che rappresenta il rendimento del sistema, è dato quindi dal rapporto tra effetto utile e l'energia elettrica consumata. Inoltre, per aumentare il rendimento viene installato uno scambiatore, che funge da desurriscaldatore per la produzione di acqua calda ad alta temperatura (fino a 70 °C), recuperando parte del calore generato dal compressore della macchina contemporaneamente alla produzione di acqua calda o fredda per la climatizzazione; inoltre tale scambiatore funge anche da recuperatore di calore, quando la pompa di calore sta producendo acqua refrigerata, e ciò consentirà di produrre acqua calda per uso sanitario ad una temperatura di circa 50 °C gratuitamente, in quanto generata da calore di recupero. Dato che il COP aumenta al diminuire del salto di temperatura che deve fornire la pompa, esso può arrivare a valori davvero convenienti. Indicativamente si può affermare che una pompa di calore geotermica (acqua-acqua) reversibile, può presentare un COP tra 3 e 5, ed un EER tra 3 e 4,5, ovvero che indicativamente con 1 kWh elettrico vengono forniti 4,5-5 kWh termici. 

schema

pozzetto

L'installazione di un impianto geotermico a bassa entalpia, a sonde verticali, è sempre consigliato per gli edifici di nuova costruzione, poichè risulta più agevole posare in opera il parco sonde in prossimità della struttura. In caso di edifici esistenti, occorre valutare attentamente quelle che possono essere le interazioni con le strutture di fondazione e l'accessibilità delle trivelle al luogo di carotaggio. Dal punto di vista della manutenzione, gli impianti geotermici a bassa entalpia, a sonde verticali, presentano una estrema longevità ed una scarsa necessità di intervento; dal punto di vista dei materiali costituenti, il geoscambiatore ha una durata funzionale superiore ai 100 anni. Mentre invece, in condizioni di utilizzo standard, i tempi di sostituzione della centrale termica sono di sicuro superiori ai 25 anni, eccetto piccoli interventi di sostituzione preventiva di porzioni di valvolame o raccorderia. 

A fronte di discreto costo di realizzazione, la convenienza di tale tipologia di impianto deriva da un ritorno dell'investimento più breve, rispetto a sistemi con rendimento minore, anche grazie ad una modesta manutenzione richiesta e quindi a minori costi di gestione.

Centrale GeotermicaDurante l'analisi di fattibilità è consigliabile effettuare una misurazione delle prestazioni del terreno mediante la prova di GRT (Ground Response Test); tale prova consiste nel trasferimento al terreno di una quantità nota di calore e nel monitoraggio dei sensori di temperatura per un tempo medio di circa 56 ore. Attraverso il test vengono acquisiti i seguenti tre parametri: 

  • temperatura media del terreno indisturbato
  • conducibilità termica media del suolo
  • resistenza termica media della sonda (resistenza equivalente di pozzo).

Dall'analisi dei dati viene, quindi, calcolato il numero di sonde geotermiche necessarie all'impianto,  sulla base delle caratteristiche del terreno. Tale prova GRT, a fronte di poche migliaia di euro di costo, permette di ottenere una progettazione più dettagliata e personalizzata dell'impianto.

  

I principali benefici, rispetto a soluzioni tradizionali di riscaldamento, sono:

  • ottenimento di energia termica a minor costo (COP/EER= 5 circa) durante tutto l'anno; e quindi, di fatto, dimezzamento dei costi di utilizzo del'impianto, a parità di prestazioni;
  • stesso impianto di distribuzione del calore, sia in riscaldamento e sia in raffrescamento;
  • assenza di interventi di manutenzione sostanziale, per oltre 20 anni.

  

Costi:

  • per un impianto dimensionato su 1 nucleo familiare medio, il costo medio di una pompa di calore della potenza di 14 kW, con annessa centrale termica, è di circa 7.000€; a ciò occorre aggiungere i costi delle sonde, della progettazione e della perforazione, stimabili in circa 20.000€.
  • per impianti più grandi, destinati a più unità abitative contemporaneamente, i costi sono solitamente inferiori a 25.000€/nucleo familiare.
  • in alcuni casi è, inoltre, possibile aderire all'incentivo "Conto Termico" del GSE: 

Conto Termico GSELa sostituzione di un impianto di riscaldamento con una pompa di calore geotermica è incentivabile dal GSE con la formula del "Conto Termico", secondo l'art. 4, comma 2, punto a del DM 28/12/2012. E' da precisare che la forma di incentivazione "Conto Termico" non è una detrazione fiscale, ma bensì una vera forma di incentivazione, che consiste nell'emissione di bonifici annuali al beneficiario, indipendentemente dalla sua condizione fiscale personale. Tale incentivo è direttamente proporzionale alla potenza della pompa di calore geotermica ed al suo COP; ad esempio per un impianto costituito da una pompa geotermica (salamoia/acqua) da 25 kW con COP pari a 4,5, posizionato in zona climatica "C" (Salerno), l'incentivo sarà pari ad un bonifico annuo di 1.540€ per 2 anni, per un totale di 3.080€.

 

I principali vincoli autorizzativi, che possono ostacolare l'installazione, e quindi far lievitare i costi, sono:

  • divieto per aree di salvaguardia risorse idropotabili;
  • imposizione di monitoraggio ambientale continuo;
  • limitazioni nella profondità di posa.

E' importante ricordare che secondo il D.M. 37/08, ogni progetto di impianto deve essere elaborato secondo la regola dell'arte, che contempla oltre alla vigente Normativa, anche le indicazioni delle guide e delle norme dell'UNI, del CEI o di altri Enti di normalizzazione appartenenti agli Stati membri dell'UE. 

  

Cosa offrono i tecnici dell’A2C

A2C

I tecnici dell'A2C eseguono la progettazione di impianti geotermici a bassa entalpia, sia per Enti Pubblici, sia per aziende ed abitazioni private.

L'intervento solitamente si articola nelle seguenti fasi:

  • Sopralluogo preliminare presso il sito;
  • Verifica della fattibilità tecnica;
  • Individuazione dei vincoli autorizzativi (legislazione vigente sul territorio);
  • Elaborazione dello Studio di Fattibilità e presentazione al committente del preventivo di spesa;
  • Caratterizzazione dell'utenza (temperature fluidi, spazi in centrale termica, continuità d'uso, sviluppo nel tempo, bilancio d'utilizzo estate-inverno, accessibilità, utilities di cantiere, pendenze del terreno);
  • Caratterizzazione geologica e termogeologica del sito attraverso Test GRT (movimenti franosi e carsismo, variabilità geologica vert. elevato indice vuoti, fratture e rocce abrasive, presenza di falda/e, acquiferi in pressione, presenza pozzi idropotabili in vicinanza, interessamento di acquiferi potabili o sistemi multifalda, presenza di carico microbiologico o sostanze pericolose disciolte);
  • Definizione delle condizioni di scambio sonda-terreno;
  • Scelta dello schema di centrale termica e della pompa di calore;
  • Dimensionamento delle sonde geotermiche (profondità, numero, posizione)
  • Dimensionamento della distribuzione orizzontale alle sonde;
  • Definizione delle componenti di centrale termica;
  • Dimensionamento di staffaggi e finiture.
  • Elaborazione del Progetto Esecutivo;
  • Disbrigo delle pratiche amministrative;
  • Perforazioni ed installazione dell'impianto;
  • Collaudo ed eventuale richiesta degli incentivi al GSE ("Conto Termico").

Area di intervento: Provincie di SalernoAvellino, Benevento, Napoli e Potenza.

 
Contattaci per avere ulteriori informazioni:   Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo.

Il presente servizio è riferito ad impianti situati nei seguenti comuni: Salerno, Cava de' Tirreni, Battipaglia, Scafati, Nocera Inferiore, Eboli, Pagani, Angri, Sarno, Pontecagnano Faiano, Nocera Superiore, Capaccio, Mercato San Severino, Agropoli, Baronissi, Campagna, Castel San Giorgio, Fisciano, Bellizzi, Sala Consilina, Montecorvino Rovella, Giffoni Valle Piana, Pellezzano, Siano, San Valentino Torio, San Marzano sul Sarno, Montecorvino Pugliano, Roccapiemonte, Sant'Egidio del Monte Albino, Vallo della Lucania, Vietri sul Mare, Teggiano, Castellabate, Roccadaspide, Camerota, Sapri, Altavilla Silentina, Olevano sul Tusciano, San Cipriano Picentino, Montesano sulla Marcellana, Albanella, Ascea, Maiori, Bracigliano, Padula, Buccino, Giffoni Sei Casali, Amalfi, Polla, Sassano, Centola, Casal Velino, San Gregorio Magno, Palomonte, Tramonti, Serre, Positano, Oliveto Citra, San Giovanni a Piro, Colliano, Contursi Terme, Sicignano degli Alburni, Vibonati, Santa Marina, Pisciotta, Acerno, Caggiano, Minori, Sant'Arsenio, Sanza, Castel San Lorenzo, San Mango Piemonte, Buonabitacolo, Castelnuovo Cilento, Corbara, Montecorice, Ceraso, Ravello, Pollica, Auletta, Atena Lucana, Cetara, Postiglione, Ogliastro Cilento, Novi Velia, Torre Orsaia, Praiano, Salento, Montano Antilia, Caselle in Pittari, Celle di Bulgheria, Moio della Civitella, Castelcivita, Torchiara, Perdifumo, Valva, San Rufo, Laurino, San Pietro al Tanagro, Trentinara, Rofrano, Monte San Giacomo, Roccagloriosa, Aquara, Calvanico, Omignano, Scala, Laviano, Piaggine, Casaletto Spartano, Sessa Cilento, Gioi, Castiglione del Genovesi, Felitto, Torraca, Futani, Cicerale, Giungano, Ricigliano, Casalbuono, Petina, Orria, Laureana Cilento, Lustra, Alfano, Cannalonga, Perito, Ispani, San Mauro Cilento, Prignano Cilento, Stio, Atrani, Controne, Rutino, Laurito, Bellosguardo, Roscigno, Furore, Stella Cilento, Magliano Vetere, Ottati, Conca dei Marini, Morigerati, Sant'Angelo a Fasanella, Pertosa, San Mauro La Bruca, Corleto Monforte, Castelnuovo di Conza, Salvitelle, Cuccaro Vetere, Sacco, Monteforte Cilento, Tortorella, Santomenna, Campora, Romagnano al Monte, Serramezzana, Valle dell'Angelo, Avellino, Ariano Irpino, Monteforte Irpino, Mercogliano, Solofra, Atripalda, Montoro Inferiore, Cervinara, Montoro Superiore, Grottaminarda, Mirabella Eclano, Montella, Avella, Serino, Lioni, Montemiletto, Forino, Mugnano del Cardinale, Calitri, Baiano, San Martino Valle Caudina, Sant'Angelo dei Lombardi, Nusco, Altavilla Irpina, Volturara Irpina, Bisaccia, Frigento, Aiello del Sabato, Montecalvo Irpino, Sperone, Pratola Serra, Gesualdo, Rotondi, Lauro, Caposele, Montefalcione, Fontanarosa, Bagnoli Irpino, Manocalzati, Sturno, Flumeri, Montemarano, Sirignano, Contrada, Prata di Principato Ultra, Vallata, Lacedonia, Paternopoli, San Michele di Serino, Venticano, Cesinali, Calabritto, Bonito, Taurasi, Pietradefusi, Quindici, Capriglia Irpina, Chiusano di San Domenico, Roccabascerana, Montefredane, Torella dei Lombardi, Santo Stefano del Sole, Castelfranci, Andretta, Grottolella, Melito Irpino, Quadrelle, Ospedaletto d'Alpinolo, Casalbore, Domicella, Pago del Vallo di Lauro, Aquilonia, Guardia Lombardi, Villanova del Battista, San Sossio Baronia, Marzano di Nola, Castelvetere sul Calore, Moschiano, Sant'Andrea di Conza, Summonte, Lapio, Taurano, San Potito Ultra, Teora, Pietrastornina, Carife, Santa Lucia di Serino, Conza della Campania, Santa Paolina, Montefusco, Torre Le Nocelle, Vallesaccarda, Morra De Sanctis, Scampitella, Luogosano, Zungoli, San Mango sul Calore, Savignano Irpino, Castel Baronia, Candida, Trevico, Cassano Irpino, Villamaina, Tufo, Rocca San Felice, Sant'Angelo all'Esca, Senerchia, Monteverde, San Nicola Baronia, Salza Irpina, Greci, Sant'Angelo a Scala, Parolise, Sorbo Serpico, Torrioni, Chianche, Montaguto, Cairano, Petruro Irpino.

 

Ultimo aggiornamento Venerdì 19 Giugno 2015 10:23
 

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