Weishaupt - POMPE DI CALORE

7. Pompe di calore geotermiche

7.1 Sorgente di calore “terreno”

L’energia geotermica

La geotermia è una tecnologia che utilizza il sottosuolo quale

fonte termica per riscaldare e raffrescare gli edifici e al contempo

per produrre acqua calda sanitaria.

A partire da 15 m di profondità, la temperatura del sottosuolo è

costante e non dipende più dal giorno o dalla notte, né dalle sta-

gioni. È il flusso di calore proveniente dalla profondità che regola

la temperatura. In Italia a ca. 100 metri di profondità questa tem-

peratura varia da 11-14 °C, temperatura che tende a mantenersi

costante tutto l’anno, permettendo alla pompa di calore di estrarre

calore d’inverno per riscaldare un ambiente e di cedere calore

durante l’estate per rinfrescare lo stesso ambiente. Con l’aumento

della profondità la temperatura del sottosuolo aumenta di ca. 3 K

ogni 100 m. Si può quindi definire la geotermia, nel caso specifico,

a “bassa entalpia”, una fonte di energia inesauribile e al tempo

stesso rinnovabile, poiché sempre disponibile. Numerose tecni-

che possono essere previste per sfruttare l’energia geotermica; il

sistema più diffuso è rappresentato dalla sonda geotermica verti-

cale. Con l’aumento della profondità la temperatura del sottosuolo

aumenta di ca. 3 K ogni 100 m.

Intervallo di temperatura della superficie terrestre

a circa 1m di profondità

+3 fino +17 °C

Intervallo di temperatura negli strati profondi

(ca. 15 m)

+8 fino +12 °C

Campo di impiego della pompa di calore Geotermica

-5 fino +25 °C

Possibilità di utilizzo

• Monovalente

• Monoenergetico

• Bivalente (alternativo, parallelo)

• Bivalente rigenerativo

Il campo geotermico, che funge da fonte di calore per la pompa

di calore Geotermica, deve essere dimensionato in base alla

potenzialità frigorifera della pompa di calore. Questa si calcola

dalla potenza termica meno la potenza elettrica assorbita dalla

pompa di calore nel punto di dimensionamento.

Q ̇

= Q

PdC

– P

Q ̇

= Potenza termica della pompa di calore

= Potenza elettrica assorbita dalla pompa di calore nel

punto di dimensionamento

Q ̇

= Potenzialità frigorifera o potenza di estrazione dal ter-

lità termica, anche la capacità termica del terreno viene determi-

nata principalmente dal suo contenuto di acqua. Il congelamento

dell’acqua ivi contenuta porta a un chiaro aumento della quantità di

energia ricavabile, dato che il calore latente dell’acqua, pari a circa

0,09 kWh/kg è molto elevato. Ai fini di uno sfruttamento ideale del

terreno, quindi, il congelamento dell’area che circonda le serpen-

tine interrate non costituisce uno svantaggio.

Dimensionamento della pompa di circolazione del glicole

La portata del glicole, che dipende dalla potenza della pompa di

calore, viene trasportato dalla pompa di circolazione del glicole

(eccetto PdC con pompa di circolazione geotermica integrata

come la WGB Geoblock

). La portata di glicole indicata nelle

informazioni sull’apparecchio risulta da una differenza di tempera-

tura sul circuito di ca. 3K. Un valore indicativo è di ca. 230 - 250

l/h per kW.

Oltre alla portata, occorre tenere in considerazione le perdite di ca-

rico del circuito del glicole e i dati tecnici del costruttore della

pompa. A questi occorre aggiungere le perdite di carico delle tuba-

zioni collegate in serie, installazioni interrate e scambiatori di ca-

lore.

ATTENZIONE

Avvertenza

Le indicazioni per l’utilizzo del calore dell’acqua di

raffreddamento come fonte di calore si trovano nel

capitolo 8.

7.1.1 Indicazioni per il dimensionamento - fonte di calore “terreno”

ATTENZIONE

reno della pompa di calore nel punto di dimensiona-

mento

Avvertenza

A parità di potenza termica, una pompa di calore con

un elevato COP è caratterizzata da un minore assorbi-

mento di potenza e quindi da una potenzialità frigori-

fera più alta, si avrà quindi un campo sonde di mag-

giore sviluppo.

Volendo sostituire una vecchia pompa di calore con un nuovo mo-

dello, è quindi necessario verificare la potenza del campo sonde e,

se necessario, adattarla alla nuova potenzialità frigorifera.

Nel terreno il trasporto del calore avviene quasi esclusivamente

per conduzione, con la conducibilità termica che aumenta con l’au-

mentare del contenuto di acqua. Esattamente come la conducibi-

ATTENZIONE

Avvertenza

Rispetto all’acqua pura, la perdita di carico di una mi-

scela antigelo/acqua (25 %) è superiore di un fattore

che varia da 1,5 a 1,7, mentre la portata di molte

pompe di circolazione diminuisce di circa il 10 %.

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