Geotermico a bassa entalpia
Un'impianto geotermico a bassa entalpia è un impianto di climatizzazione degli edifici, riguardante sia il riscaldamento invernale che il raffrescamento estivo, che sfrutta lo scambio termico con il sottosuolo superficiale, per mezzo di una pompa di calore.
L’entalpia è una grandezza fisica che misura la quantità di energia che un sistema termodinamico può scambiare con l'ambiente.
Le risorse geotermiche a bassa entalpia sono caratterizzate da una temperatura del fluido reperito inferiore a 90 °C, ma nella quasi totalità dei casi viene attribuito tale nome quando la temperatura del sottosuolo non supera i 40 °C.
Diversamente dalla geotermia ad alta o media entalpia, che sfruttano anomalie geologiche in cui sono disponibili fluidi ad alta temperatura a profondità accessibili, la geotermia a bassa entalpia è praticabile ovunque, a qualsiasi latitudine e su quasi tutti i tipi di terreno.
A partire da 15 m di profondità, la temperatura del sottosuolo è costante e non dipende più dal giorno o dalla notte, né dalle stagioni. È il flusso di calore presente in profondità che regola la temperatura. Questa temperatura varia tra 12 e 14 °C. Sotto i 120 m di profondità, la temperatura aumenta di 1° C ogni 33 m circa.
Questo sistema permette di assicurare, durante tutta la stagione, il riscaldamento di un’abitazione tramite pavimenti riscaldanti o radiatori a bassa temperatura. Questa installazione può, ugualmente, fornire acqua calda sanitaria ad una temperatura di 55-60 °C.
Scambio termico con il suolo
VERTICALE: il sistema è rappresentato dalla sonda geotermica verticale, che è uno scambiatore di calore, installato verticalmente in perforazioni da 50 a 150 m. Un fluido è pompato in un circuito chiuso e permette d’estrarre energia dal sottosuolo con l’aiuto di una pompa di calore.
Questo sistema è il più costoso in termini economici ma è quello che necessita di minore superficie del suolo ed ha buone prestazioni.
ORIZZONTALE: il circuito di scambio viene posato orizzontalmente in una trincea, posta a profondità maggiori di quelle alla quale si può verificare il congelamento del terreno (almeno 1-3 m). La potenza scambiabile dipende dalla lunghezza della tubazione e dall’area occupata: indicativamente, la potenza scambiabile con il terreno varia tra 20-30 W/mq.
Maggiore è la profondità di installazione, maggiore sarà l’inerzia termica e migliore il rendimento della pompa di calore. Rispetto alle sonde geotermiche verticali, il rendimento della pompa di calore è più basso, tuttavia i minori costi di installazione rendono comunque competitiva questa soluzione.
ACQUA DI FALDA: il sistema sfrutta le falde freatiche per effettuare lo scambio termico o, più raramente, proveniente da corpi idrici superficiali (stagni, fiumi e laghi).
Questo sistema rende maggiormente rispetto alle altri due ed inoltre la risorsa idrica non viene in alcun modo alterata, perchè si tratta solo di uno scambio termico, inoltre è il sistema meno costoso dei tre descritti.
Tipologia di impianti
CIRCUITO CHIUSO: in questi sistemi il fluido termovettore è incamerato in un percorso che evita la fuoriuscita dello stesso e pertanto prelude ogni possibile forma di inquinamento del terreno: non esiste passaggio di materia ma solo di calore.
Nel terreno attorno alla sonda si forma un gradiente termico che abbassa leggermente la prestazione del sistema termico.
Generalmente sono sistemi più costosi rispetto a quelli a circuito aperto.
CIRCUITO APERTO: in questo caso lo scambio avviene esclusivamente con l’acqua prelevata, che viene reimmessa in un corpo idrico superficiale, oppure nello stesso acquifero da cui è stata estratta, tramite trincee drenanti o pozzi. I due pozzi (prelievo e reimmissione) devono essere installati a una distanza sufficiente, in modo da evitare la cortocircuitazione termica, che si verifica quando l’acqua termicamente alterata dal pozzo di reimmissione raggiunge il pozzo di prelievo.
L’entalpia è una grandezza fisica che misura la quantità di energia che un sistema termodinamico può scambiare con l'ambiente.
Le risorse geotermiche a bassa entalpia sono caratterizzate da una temperatura del fluido reperito inferiore a 90 °C, ma nella quasi totalità dei casi viene attribuito tale nome quando la temperatura del sottosuolo non supera i 40 °C.
Diversamente dalla geotermia ad alta o media entalpia, che sfruttano anomalie geologiche in cui sono disponibili fluidi ad alta temperatura a profondità accessibili, la geotermia a bassa entalpia è praticabile ovunque, a qualsiasi latitudine e su quasi tutti i tipi di terreno.
A partire da 15 m di profondità, la temperatura del sottosuolo è costante e non dipende più dal giorno o dalla notte, né dalle stagioni. È il flusso di calore presente in profondità che regola la temperatura. Questa temperatura varia tra 12 e 14 °C. Sotto i 120 m di profondità, la temperatura aumenta di 1° C ogni 33 m circa.
Questo sistema permette di assicurare, durante tutta la stagione, il riscaldamento di un’abitazione tramite pavimenti riscaldanti o radiatori a bassa temperatura. Questa installazione può, ugualmente, fornire acqua calda sanitaria ad una temperatura di 55-60 °C.
Scambio termico con il suolo
VERTICALE: il sistema è rappresentato dalla sonda geotermica verticale, che è uno scambiatore di calore, installato verticalmente in perforazioni da 50 a 150 m. Un fluido è pompato in un circuito chiuso e permette d’estrarre energia dal sottosuolo con l’aiuto di una pompa di calore.
Questo sistema è il più costoso in termini economici ma è quello che necessita di minore superficie del suolo ed ha buone prestazioni.
ORIZZONTALE: il circuito di scambio viene posato orizzontalmente in una trincea, posta a profondità maggiori di quelle alla quale si può verificare il congelamento del terreno (almeno 1-3 m). La potenza scambiabile dipende dalla lunghezza della tubazione e dall’area occupata: indicativamente, la potenza scambiabile con il terreno varia tra 20-30 W/mq.
Maggiore è la profondità di installazione, maggiore sarà l’inerzia termica e migliore il rendimento della pompa di calore. Rispetto alle sonde geotermiche verticali, il rendimento della pompa di calore è più basso, tuttavia i minori costi di installazione rendono comunque competitiva questa soluzione.
ACQUA DI FALDA: il sistema sfrutta le falde freatiche per effettuare lo scambio termico o, più raramente, proveniente da corpi idrici superficiali (stagni, fiumi e laghi).
Questo sistema rende maggiormente rispetto alle altri due ed inoltre la risorsa idrica non viene in alcun modo alterata, perchè si tratta solo di uno scambio termico, inoltre è il sistema meno costoso dei tre descritti.
Tipologia di impianti
CIRCUITO CHIUSO: in questi sistemi il fluido termovettore è incamerato in un percorso che evita la fuoriuscita dello stesso e pertanto prelude ogni possibile forma di inquinamento del terreno: non esiste passaggio di materia ma solo di calore.
Nel terreno attorno alla sonda si forma un gradiente termico che abbassa leggermente la prestazione del sistema termico.
Generalmente sono sistemi più costosi rispetto a quelli a circuito aperto.
CIRCUITO APERTO: in questo caso lo scambio avviene esclusivamente con l’acqua prelevata, che viene reimmessa in un corpo idrico superficiale, oppure nello stesso acquifero da cui è stata estratta, tramite trincee drenanti o pozzi. I due pozzi (prelievo e reimmissione) devono essere installati a una distanza sufficiente, in modo da evitare la cortocircuitazione termica, che si verifica quando l’acqua termicamente alterata dal pozzo di reimmissione raggiunge il pozzo di prelievo.
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