FOTOVOLTAICO SOLARE TERMICO EOLICO GEOTERMICO ENERGY MANAGEMENT

Il calore della terra - impianti geotermici a pompa di calore

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I principali vantaggi della geotermia:

La tecnologia geotermica è stata sviluppata negli USA dove ha raggiunto una forte diffusione mentre in Europa la Germania ne detiene il primato.

Da qualche anno anche in Italia questa tecnologia sta assumendo un ruolo importante nel campo del riscaldamento e del raffreddamento.

Il principio base della geotermia è lo sfruttamento del calore latente contenuto nel terreno, nell’acqua di falda, nell’acqua di laghi/fiumi, nell’aria.

In un impianto geotermico, la pompa di calore sfrutta le caratteristiche del suolo che da 20 a 100 metri di profondità mantiene una temperatura di circa 12 gradi centigradi, indipendentemente dalle escursioni termiche giornaliere e stagionali a livello piano di campagna. Nel suolo, utilizzato come serbatoio di calore, vengono praticate una o più perforazioni del diametro di 10-15 cm, a seconda delle dimensioni dell’edifico.  All'interno dei fori vengono fatte passare delle condutture, di solito sono tubi in polietilene,nei quali circola un fluido termo-vettore (generalmente acqua) sospinto dalla pompa di calore. Attraverso lo scambiatore,il cuore dell’impianto  è composto da un condensatore , un compressore ed un evaporatore, (lo schema termodinamico è riportato nello schema fig. 1 ),
la pompa di calore assorbe, prima di tutto il calore prodotto dall’evaporazione del fluido, ne alza la temperatura attraverso la fase di “compressione” e in seguito cede calore all'ambiente circostante attraverso il condensatore. Durante questo processo viene consumata energia elettrica e viene prodotta energia termica che  permette all’edificio di riscaldarsi ; invertendo il ciclo si ottiene il raffrescamento dell’edificio.

Schema di funzionamento della Pompa di calore in “Riscaldamento”

 

Figura 1: Elementi costitutivi pompa di calore

 

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 Figura 2:  Schema funzionamento pompa di calore

 

Sostanzialmente analogo è il funzionamento di una pompa di calore aria/aria. Un impianto di riscaldamento a pompa di calore aria/acqua differisce da un impianto geotermico a pompa di calore solo nella sorgente di calore ( acqua di falda, di laghi, terreno in profondità ) e quindi  nella resa energetica . Una pompa di calore e quindi un impianto geotermico che sfrutta il terreno in profondità e/o l’acqua di falda gode del privilegio di avere un mezzo a temperatura in inverno ( la temperatura del terreno in profondità e /o dell’acqua di falda  e’ costante   sui 12°c) di circa 12°c mentre l’aria esterna in media alle nostre latitudini è sui 5/6 °c; da queste considerazioni deriva la maggiore efficienza degli impianti geotermici che sfruttano il terreno e/o l’acqua di falda rispetto agli impianti aria/aria. Lo sviluppo tecnologico delle pompe di calore comunque garantisce un C.O.P ( coefficiente di prestazione) di circa 4 per temperature di mandata fino a 50°c e temperatura esterna di 6°c; (cop = 4 significa che per ogni kwh di energia elettrica primaria consumata si producono 4 kwh di energia termica per riscaldamento con temperatura dell’acqua dell’impianto di 50°c).

Quest’ultima considerazione porta a privilegiare impianti di riscaldamento a bassa temperatura tipo impianti a pavimento e/o a pannelli radianti.

Questo stime permettono di creare impianti che abbinano le pompe di calore e  gli  impianti fotovoltaici con o senza una caldaia a gas a condensazione. Questa soluzione “integrata” consente un eccezionale risparmio energetico di energia primaria fino ad arrivare all’azzeramento della spesa per riscaldamento.

Per garantire un’edilizia eco sostenibile e un maggior confort abitativo, esistono particolari soluzioni che combinano queste tecnologie: fotovoltaico, solare termico e geotermico. In questo modo si garantisce un totale azzeramento dei costi energetici.

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