Impianto geotermico: l'importanza di un dimensionamento accurato

Geotermia a bassa temperatura, pompe di calore acqua-acqua e corretto dimensionamento delle sonde geotermiche. Un impianto geotermico è una interessante applicazione nel campo della climatizzazione perché con un unico sistema domestico si riesce a fornire sia acqua calda per riscaldare, fredda per raffrescare ed acqua calda per l’uso sanitario.

[Foto]

Le componenti principali di questa tecnologia sono una pompa di calore elettrica e lo scambiatore nel terreno detto anche sonda geotermica. Mentre il primo permette il trasferimento di calore da una sorgente relativamente fredda ad un ambiente più caldo (invertendo ciò che avverrebbe naturalmente) il secondo permette lo scambio energetico tra terreno e generatore di calore.
Il principio fondamentale che rende energeticamente appetibile questa tecnologia rispetto ad una pompa di calore ad aria (come i sistemi di condizionamento tradizionali tipo split) è la sorgente fredda: mentre la temperatura nell’aria varia con una periodicità giornaliera ed annuale, la temperatura nel terreno risente della variazioni esterne solo nei primi metri superficiali e questo significa: maggior rendimento della pompa di calore ma soprattutto costanza di tale valore.
La geotermia a bassa entalpia, così viene definita tecnicamente tale tipologia di impianto, è tanto interessante quanto delicata dal punto di vista della progettazione perché funzione di diversi parametri, i più importanti:
- parametri del sottosuolo
- parametri impianto
Gli impianti fino a 30 kW termici (equivalenti al fabbisogno di due grandi abitazioni mono-famigliari indipendenti) possono essere dimensionati grazie a metodi semplificati con dati di letteratura in cui, in funzione della proprietà del sottosuolo, forniscono una potenza specifica per metro (W/m). Mentre, per impianti di potenza superiore ai 30 kW, sono necessari test di resa specifica su una sonda campione detto GRT (acronimo di Ground response test, test di risposta del terreno) e di una simulazione tramite software adeguati che ne ricavino il funzionamento dell’impianto nel medio lungo termine.
A riguardo di questo ultimo aspetto un esempio interessante è stata la verifica e l’adeguamento del progetto preliminare dell’impianto geotermico di Trento presso la sede dell’università di Trento loc. San Bartolomeo (vedi la foto).
Il progetto preliminare prevedeva l’esecuzione di 80 sonde da 100 metri per uno sviluppo totale di 8000 mt e per verificarlo si è proceduto alla realizzazione di un preventivo campo di sonde pilota dove Geoit e lo studio associato Geologia Applicata ha realizzato prove geofisiche, test di risposta termica e simulazioni di sostenibilità energetica dell’impianto geotermico.
Il risultato finale è stato una nuova configurazione e una nuova disposizione: sonde non più profonde 100 mt ma 150 mt che hanno comportato sia una miglior conducibilità sia una maggior interdistanza tra le stesse sonde.
Il progetto esecutivo è stato quindi la realizzazione di 46 sonde da 150 metri per uno sviluppo totale di 6900 mt con un risparmio per la committenza di 1100 mt.
La verifica dell’impianto in questo caso ha comportato un notevole risparmio ma non è sempre così. In alcuni casi dove le caratteristiche del sottosuolo non sono così ottimali potrebbe comportare un aumento dei metri necessari.