Geotermia: componenti per impianti a pompa di calore
IMPIANTI A POMPA DI CALORE GEOTERMICA CON SONDE ORIZZONTALI
Gli impianti a pompa di calore con sonde orizzontali utilizzano il calore che si trova accumulato negli strati più superficiali della terra; tale calore, fino a 15 m di profondità, è fornito essenzialmente dal sole e dalle piogge. Per questo motivo le sonde orizzontali risentono maggiormente delle fluttuazioni della temperatura superficiale e necessitano, per la loro installazione, di ampie superfici libere da costruzioni, pavimentazioni o vegetazione che possano impedire l’apporto di calore al terreno. Le tubazioni in polietilene (o polietilene reticolato, in base alla tipologia di terreno) vengono inserite orizzontalmente nel terreno in uno scavo da 1 a 3 m di profondità con interasse 50÷80 cm. Dopo la posa viene risistemato e ricompattato il terreno scavato. Il dimensionamento di questi collettori si effettua in base alla resa termica del terreno, la quale è influenzata dalla sua composizione, dalla compattezza e dalla quantità d’acqua che in esso si trova. Bisogna prestare attenzione al dimensionamento per evitare non solo malfunzionamenti e basse rese della pompa di calore ma anche per impedire conseguenze dannose per la vegetazione come il congelamento delle radici.
IMPIANTI A POMPA DI CALORE GEOTERMICA CON SONDE VERTICALI
I sistemi con sonde geotermiche verticali si basano sul fatto che, già oltre i 20 metri di profondità, la temperatura del sottosuolo è costante e non dipende più dalle escursioni termiche nè giornaliere nè stagionali: al di sotto dei 20 m, la temperatura del terreno aumenta di circa 3°C ogni 100 m di profondità. Le sonde verticali, con lunghezza variabile da 20 a 150 m, sono realizzate con perforazioni in cui si annegano uno o due circuiti ad U, realizzati con tubi in PE ad alta resistenza (in genere con diametri DN 25, DN 32 e DN 40) specifici per applicazioni geotermiche. Per facilitare il loro inserimento nei fori, questi circuiti sono zavorrati con appositi pesi a perdere di 15 – 20 kg. Dopo la posa dei circuiti, il vuoto che sussiste tra la parete del foro e la tubazione viene riempito con una miscela a base di cemento e bentonite (un materiale argilloso).
IMPIANTI A POMPA DI CALORE AEROTERMICA
L’aria esterna è una fonte di energia che non necessita di essere estratta ed è estremamente facile da reperire. Gli impianti che derivano energia termica dall’aria possono essere realizzati con pompe di calore aria-aria e aria-acqua. Il principio di funzionamento è lo stesso delle pompe di calore che ricavano energia dal terreno; in questo caso non sono necessarie né perforazioni né scavi. Tali sistemi, a differenza dei precedenti, risultano la soluzione migliore dal punto di vista dei costi impiantistici e di installazione ma presentano rendimenti minori. Infatti, essendo l’aria una fonte che risente maggiormente dell’influenza della temperatura, se questa si abbassa, i fattori di resa delle pompe di calore diminuiscono sensibilmente. Una minor resa può essere accettata se si considerano i notevoli risparmi economici nella costruzione dell’impianto. In un’installazione tradizionale la pompa di calore è solitamente posizionata all’esterno dell’abitazione, per avere un migliore scambio termico e per evitare problemi legati alla rumorosità durante il funzionamento causata dalle notevoli quantità di aria da trattare. Nella progettazione è necessario tenere in considerazione la possibilità di gelo della parte esterna dell’impianto, tra la pompa di calore e l’impianto interno all’abitazione.
IMPIEGHI SPECIFICI
I prodotti della serie Caleffi GEO sono stati specificamente concepiti per l’utilizzo negli impianti a pompa di calore. Nei circuiti con pompa di calore geotermica il fluido termovettore è generalmente una miscela di acqua e liquido anticongelante, poiché le temperature possono essere molto basse.
I componenti sono stati realizzati con materiali ad alte prestazioni per questo tipo di applicazioni.
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