SONDE VERTICALI, SCAMBIATORI ORIZZONTALI E ACQUA DI FALDA
L’ENERGIA GEOTERMICA
L’energia geotermica è quella parte di calore terrestre che può essere estratto dal sottosuolo ad una profondità fino a 150 metri. Il processo di estrazione avviene attraverso un fluido vettore veicolato dalla pompa di calore. Il termine tecnico utilizzato per indicare questo processo è geotermia a bassa entalpia.
SONDA GEOTERMICA VERTICALE
La sonda geotermica verticale è realizzata con una perforazione nel terreno profonda 80/150 metri.
Per rilasciare il calore nel sottosuolo (raffrescamento) o assorbire il calore dal sottosuolo (riscaldamento) si utilizza una tubazione al cui interno circola il liquido vettore. Il liquido è una miscela di acqua e glicole, un antigelo ecologico. Questa tipologia di scambiatore geotermico si chiama a circuito chiuso perché nella tubazione circola sempre lo stesso fluido.
A partire da 10 metri di profondità, la temperatura del terreno risulta pressoché costante durante tutto l’anno. Oltre tale profondità la temperatura varia molto poco, aumenta di circa 3 °C ogni 100 metri. Mediamente a 100 ÷ 150 m di profondità si registrano temperature del terreno comprese tra 13 e 17°C.
La temperatura del sottosuolo pertanto risulta superiore ai valori medi invernali ed inferiore a quelli estivi della temperatura esterna.
Oltre al riscaldamento invernale ed al raffrescamento estivo degli edifici, lo stesso impianto geotermico produce anche acqua calda sanitaria.
ALCUNI ESEMPI DI NOSTRE INSTALLAZIONI
Installazione sonde geotermiche verticali di 100 m.
Installazione della Centrale termica
SCAMBIATORE GEOTERMICO ORIZZONTALE
Il terreno assorbe il calore dell’irraggiamento solare che si accumula nei primi 10-15 metri di profondità. Questo calore può essere estratto per gli scopi di riscaldamento. L’estrazione avviene con uno scambiatore geotermico orizzontale costituito da una tubazione posata a circa 80-150 cm di profondità nel terreno. Anche in questo caso, come nel caso della sonda geotermica verticale, lo scambiatore geotermico è a circuito chiuso.
L’energia estraibile dal terreno dipende da una serie di fattori principali. La superficie dello scambiatore, la composizione del terreno (arenaria, roccia, ghiaia, ecc.), la presenza o l’assenza di acqua nel terreno e l’esposizione.
Non va dimenticato però che anche l’edificio fa la sua parte. Un edificio energivoro richiede infatti una superficie di scambio maggiore. Ad esempio nella zona climatica del Centro Italia un edificio mediamente coibentato richiede una superficie di terreno doppia della superfice calpestabile dell’edificio.
Per determinare la porzione di terreno necessaria per lo scambiatore occorre effettuare una attenta progettazione. E’ importante tenere conto delle dimensioni dell’edificio, della sua coibentazione, della composizione del terreno e dell’esposizione.
IMPIANTO GEOTERMICO IN ACQUA DI FALDA
In questo caso la sorgente di calore è l’acqua prelevata da un pozzo. L’acqua ha una temperatura superiorie rispetto alla sorgenti termiche a circuito chiuso. Pertanto la resa dell’impianto durante la stagione invernale è maggiore rispetto ai sistemi con scambiatori verticali e orizzontali.
Gli impianti geotermici in acqua di falda sono a circuito aperto, nei quali l’acqua prelevata viene reimmessa nella falda.
Abbiamo un circuito aperto bilanciato quando non vi è consumo d’acqua in quanto tutta l’acqua prelevata viene reimmezza attraverso un altro pozzo nella medesima falda.
Abbiamo invece un circuito sbilanciato quando la quantità di acqua prelevata è maggiore di quella reimmessa nella falda. Ad esempio, questo avviene quando l’acqua prelevata viene scaricata in corpi idrici superficiali.
Questi impianti sono soggetti a iter autorizzativo variabile a seconda delle Provincie nelle quali opera l’impianto.
Collaudo impianto in acqua di falda.
LA NORMATIVA
A differenza dei sistemi geotermici a circuito chiuso in questo caso la normativa è molto più stringente. Per le risorse idriche sotterranee ogni Provincia ha la sua specifica legislazione perché si tratta dello sfruttamento di un bene comune da tutelare. Bisogna infatti considerare che lo scambio termico avviene grazie al quantitativo d’acqua di cui la pompa di calore ha bisogno per funzionare. Maggiore sarà la potenza termica richiesta e maggiore sarà di conseguenza la portata richiesta alla falda acquifera.
Questo aspetto non è secondario per due motivi.
Il primo riguarda l’emungimento, quanta acqua andiamo a sottrarre con una certa portata oraria e giornaliera. Diviene importante fare il cosiddetto test di portata, che serve a verificare eventuali abbassamenti della falda dovuti al prelievo.
Il secondo punto da prendere in considerazione nel caso di impianti bilanciati è la pressione richiesta per la reimmissione dell’acqua nel secondo pozzo. Non sempre la reimmisione è possibile se la pressione della falda acquifera è maggiore della pressione con cui l’acqua viene pompata.