Geotermia
r
atu
a
nu
ova
energia
n
dalla
Calore del terreno: sole e terra
Crosta terrestre
S.A. 50 km
Nucleo
-2000C
Geotermia: tutto ciò che ha a che fare con l’energia termica del sottosuolo.
■ Temperatura nel nucleo della terra: ca. 6.000 °C
■ Temperatura della crosta terrestre: ca. 1200 °C
■ Spessore della crosta: tra 5 e 50 km
■ Origine del calore terrestre: sostanzialmente dal decadimento di isotopi radioattivi
naturali. Non esiste quindi il rischio di “raffreddare” il globo terrestre.
■ Sfruttamento del flusso di calore geotermico: ca. 40 miliardi di kW
■ Sfruttamento dell’energia solare che giunge alla superficie terrestre e viene da essa
Mantello
-1200C
immagazzinata.
9
10
11
12
13
14
15
Temperatura (C)
0
20
40
60
80
110
100
140
160
Temperatura media del sottosuolo
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Profondità (m)
120
Geotermia
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energia
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Pompe di calore e sfruttamento del calore del terreno
0
5
10
15
20C
Pompe di calore
Macchine che, con l’ausilio di una energia motrice, “pompano” calore da un serbatoio
termico a bassa temperatura ad un livello di temperatura maggiore
e portano così l’energia termica ad un livello di temperatura tale da essere adatta
per il riscaldamento ambientale. Come serbatoio termico a bassa temperatura
si può utilizzare l’acqua (da falda, da lago o corso d’acqua), l’aria esterna o il terreno.
5m
10 m
Vantaggi nell’utilizzare il terreno come serbatoio termico
Temperatura del sottosuolo praticamente costante durante l’anno si adatta meglio
rispetto all’aria ad essere serbatoio di calore e freddo
15 m
Febbraio
Novembre
Vantaggi del calore del terreno
Maggio
Agosto
il sottosuolo mantiene una temperatura costante in inverno ed estate
le pompe di calore che sfruttano l’aria esterna hanno un coefficiente di effetto utile
relativamente basso le pompe di calore che sfruttano il calore del terreno hanno
un coefficiente di effetto utile decisamente migliore
Collettori solari
Pompa di calore
con accumulo
Riscaldamento e
raffrescamento a pavimento
Sonda geotermica
di profondità
Serpentine geotermiche
interrate sotto l’abitazione
Principi del riscaldamento con pompe di calore che sfruttano il calore del terreno
Verticale
■ substrato roccioso
■ più costoso
■ poco impiego di spazio
■ elevata efficienza
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Orizzontale
■ massimo impiego di superficie
■ minore costo
■ piccoli edifici
■ temperatura variabile
Acqua di falda
■ acquifero+reiniezione
■ minimo costo
■ autorizzazioni
■ sporcamento
Geotermia
r
atu
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nu
ova
energia
n
dalla
Sfruttamento del calore del terreno
Acqua di falda
Molto spesso problemi di autorizzazione, costi degli impianti relativamente limitati,
spesso problemi di insabbiamento degli scambiatori
Calore del terreno tramite sonde verticali ed orizzontali
Sistema chiuso, pochi problemi a livello amministrativo realizzazione delle sonde un
lavoro aggiuntivo costoso
Calore del terreno tramite strutture in cemento a contatto col terreno
Sistema chiuso, pochi problemi amministrativi, utilizzo di componenti della struttura con
funzioni statiche, pochi costi aggiuntivi
Utilizzo dell’acqua di falda – “sistemiaperti”
■ Prelievo dell’acqua di falda con un pozzo
■ Smaltimento dell’acqua in superficie o con un pozzo perdente
■ Abbassamento o innalzamento della temperatura dell’acqua
Utilizzo dell’acqua di falda – “sistemi aperti”
112
■
■
■
■
■
Costi di investimento minori
Potenze molto elevate anche con un pozzo unico
Problemi di concessione di utilizzo dell’acqua di falda
Problemi di insabbiamento dello scambiatore
Ciclo frigorifero deve stare abbondantemente sopra 0°c
Sonde verticali
Perforazioni verticali nelle quali si annegano tubazioni (in materiale plastico
o in metallo). Profondità tra ca 30 m e ca 200 metri. Vantaggi: necessitano
di poco spazio in superficie; le oscillazioni stagionali di temperatura in prossimità
della superficie del terreno hanno un’influenza minima
Pompe di calore e sfruttamento del calore del terreno
Per riassumere, di seguito sono indicati i punti significativi:
■ Sfruttamento della geotermia e dell’energia solare
■ Molto indicato per sistemi di riscaldamento e raffrescamento a superficie
■ Coefficienti di effetto utile (cop) decisamente migliori nelle pompe di calore
accoppiate al terreno
■ Possibilità di realizzare il “free cooling”
■ Se istallati correttamente, costi accettabili degli impianti e buon ammortamento.
■ Tempi di ammortamento da 4 a 10 anni
■ Buon bilancio ambientale
■ Le pompe di calore sono generalmente alimentate elettricamente, ciò significa
che viene utilizzata una forma di energia molto preziosa
■ Impianti di questo tipo sono adatti ad edifici a basso consumo energetico
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