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Cos’è l’energia geotermica?


Cos’è l’energia geotermica? Il calore della terra

• La terra costituisce una fonte di calore rinnovabile. L’energia contenuta proviene dal sole e dal calore naturale della crosta terrestre. Si tratta di energia gratuita disponibile in grande quantità che deve solamente essere trasferita dal terreno alle abitazioni. L’energia geotermica è energia pulita che rappresenta una risorsa non solo per l’utente finale ma per l’intero ecosistema.

Come scambiare il calore tra il terreno e la casa

• L’energia geotermica è disponibile ad una temperatura costante (circa 14°C da 20 a 100 mt di profondità) durante tutto l’anno ma insufficiente per alimentare l’impianto di riscaldamento.
• La pompa di calore GEO trasferisce il calore dal terreno  innalzando la temperatura del fluido termovettore
mediante il lavoro del compressore alimentato esclusivamente da energia elettrica.
• Questo processo è particolarmente efficiente; infatti con 1 kW di energia elettrica si producono fino a 5 kW di energia termica. L’efficienza è inoltre garantita durante tutto l’arco dell’anno a differenza delle macchine con scambio sull’aria.
• Tramite l’inversione di ciclo, durante il periodo estivo, la pompa di calore GEO è in grado di raffrescare la casa cedendo al terreno il calore prelevato dagli ambienti della casa, pareggiando in questo modo il bilancio energetico.

Come funziona un impianto geotermico

• Il terreno su cui è costruita la casa può costituire una fonte sufficiente di energia per riscaldare e raffrescare l’ambiente interno.
• Sono possibili diverse soluzioni d’impianto in grado di effettuare lo scambio termico tra sorgente sotterranea e fluido termovettore:
- sonde orizzontali interrate a circa 2 metri di profondità;
- sonde verticali (80 - 120 m di profondità);
- acqua di falda, di fiume o di lago.
• All’interno delle sonde viene fatto scorrere un fluido termovettore, in genere acqua o una miscela di acqua e glicole che permette di trasferire il calore alla pompa di calore GEO rendendolo disponibile per il riscaldamento, la climatizzazione e la produzione sanitaria.

Sonde orizzontali

• Questo tipo di sonde necessita di un interramento a 1 - 1,5 m di
profondità (sempre 20 cm sotto il limite di gelo), senza piantumare il terreno che deve essere lasciato a verde.
• Utilizzando sonde in PE (DN 25 o DN 32): è necessaria in media una superficie di prato pari a 2,5 – 3 volte l’area netta da riscaldare.
Indicazioni:
- Ideali terreni umidi e argillosi.
- Non deviare l’acqua piovana tramite drenaggi, per favorire la
rigenerazione del terreno.
- Non asfaltare sopra la superficie del collettore
- Evitare alberi e cespugli con radici profonde.
- Le tubazioni del circuito devono prevedere una guarnizione resistente alla diffusione del vapore per prevenire la formazione di condensa ed un deposito di ghiaccio .

Sonde verticali a circuito chiuso (acqua-glicole)

• Le sonde verticali prevedono una perforazione del diametro di
circa 150 mm nella quale viene posizionato un circuito in tubi in
polietilene (sonda geotermica) fissato con una miscela
bentonitica.
• Sonde in PE (DN 32 per doppia U a 4 tubi o DN 40 per singola U
a 2 tubi)
• Si considera mediamente che sia necessario a seconda della
qualità del terreno dai 15 ai 20 m. di sonda per ogni kW termico
reso dalla pompa di calore.
Indicazioni:
- La profondità della perforazione varia da 80 a 120 m. In caso
maggior fabbisogno è necessario utilizzare più sonde in parallelo.
- Nel caso di trivellazioni multiple, tra mantenere una distanza tra
le varie sonde di almeno 8 - 10 mt(reticolo) per evitare interferenze termiche.
- Nella trivellazione di sonde verticali, prevedere sempre
un’adeguata distanza dalle fondamenta degli edifici allo scopo di
evitare cedimenti o “stiramenti” termici del terreno. Si raccomanda di consultare un geologo.

Pozzi con acqua di falda

• La presenza in prossimità di un bacino idrico o una falda sotterranea permette di operare lo scambio di calore in maniera diretta. L’acqua prelevata viene reimmessa attraverso un secondo pozzo, dopo aver effettuato lo scambio termico con la pompa di calore .
• Si considera una portata di spillamento disponibile di 4 l/min/kW di potenza dell’impianto geotermico (in riscaldamento).
Indicazioni:
- L’utilizzo di una falda freatica è sottoposto all’autorizzazione obbligatoria della Provincia competente.
- La temperatura minima dell’acqua non deve mai scendere sotto i 7°C e la massima non deve superare i 20°C.
- La qualità dell’acqua deve rispettare le proprietà chimico-fisiche definite nel quaderno tecnico. Altrimenti è necessario interporre uno scambiatore esterno a piastre ispezionabile tra la pompa di calore ed il circuito dell’acqua di pozzo.
- E’ necessario misurare il livello della falda intercettata, effettuando uno spillamento in continuo per 24-48h e
verificando che dopo questo periodo il livello della falda non si sia abbassato (altrimenti si dovrà cercare una falda più profonda o più grande).
- Deve inoltre essere assicurata una distanza minima di 10-15 m tra il pozzo pescante e quello di drenaggio, per non rischiare un “corto circuito idraulico” sotterraneo (a meno che non si reimmetta l’acqua in una falda a livello diverso dalla falda di pescaggio).

Impianti di riscaldamento

• Le pompe di calore geotermiche sono sistemi evoluti, il loro funzionamento è ottimizzato se in abbinamento ad impianti/edifici energicamente efficienti, come per impianti di distribuzione a bassa-media temperatura ed involucri edilizi di alta classe di isolamento. Occorre tener conto inoltre delle temperature di funzionamento: il limite economico di convenienza nell’utilizzo di una pompa di calore geotermica si colloca intorno ai 50°C in
produzione di acqua calda sanitaria e 35-40°C per l’impianto di riscaldamento.
• Per questi motivi, l’impiantistica-tipo da prevedersi a valle di un sistema geotermico (salvo che per l’utilizzo di termoarredo o radiatori nei bagni) può essere:
- un impianto di riscaldamento a pavimento radiante a bassa temperatura
- un impianto di riscaldamento a parete radiante a bassa temperatura
- un impianto di riscaldamento a soffitto radiante a bassa temperatura
- un impianto di riscaldamento a piastre radianti a bassa temperatura (es. in sostituzione di vecchi termosifoni)
- un impianto di riscaldamento con sistemi convettivi a media temperatura (es. in sostituzione di vecchi termosifoni)
- un impianto di riscaldamento a fan coil a media temperatura (es. in sostituzione di vecchi termosifoni)
- termoarredi sovradimensionati nei bagni con resistenza elettrica ausiliaria, oppure con spillamento in serie dal circuito primario dei bollitori.
Nel caso in cui si progettino zone sull’impianto radiante (a  pavimento o a parete), ovvero nel caso in cui l’impianto
di riscaldamento non abbia un contenuto d’acqua/un’inerzia termica sufficiente, dovrà essere previsto un disgiuntore idraulico o un accumulo termico al fine di garantire un’adeguata circolazione di acqua nella pompa geotermica, per un regolare funzionamento.
Dati tecnici

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