Studio geotecnico e termico di un impianto geotermico a sonda ...

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14 Introduzione Figura 1.6: Diagramma con l’utilizzazione dei fluidi geotermici (derivato da Lindal, 1973). terreno, acquiferi poco profondi, masse d’acqua superficiali, ecc. (Sanner, 2001) (per un esempio, vedere la figura 1.8). Come è noto ad ogni ingegnere, le pompe di calore sono macchine che spostano il calore in direzione opposta a quella in cui tenderebbe a dirigersi naturalmente, cioè da uno spazio o corpo più freddo verso uno più caldo. In realtà, una pompa di calore non è niente di più di un condizionatore (Rafferty, 1997). Tutti gli apparecchi refrigeranti (condizionatori d’aria, frigoriferi, freezers, ecc.) estraggono calore da uno spazio (per mantenerlo freddo) e lo scaricano in un altro spazio più caldo. L’unica differenza tra una pompa di calore e un’unità refrigerante sta nell’effetto desiderato, il raffreddamento per l’unità refrigerante, ed il riscaldamento per la pompa di calore. Molte pompe di calore sono reversibili ed il loro funzionamento può essere invertito, potendo operare alternativamente come unità riscaldanti o raffreddanti. Le pompe di calore richiedono energia elettrica per funzionare, ma, in condizioni climatiche adatte e con un buon progetto, il bilancio energetico è positivo. Sistemi con pompe di calore connesse al suolo o a masse d’acqua sono attualmente presenti in almeno trenta paesi e, nel 2003, la potenza termica totale installata era stimata a più di 9500 MWt. Il maggior numero di impianti si trova negli Stati Unti (500.000 impianti installati per un totale di 3730 MWt), in Svezia (200.000 per 2000 MWt), in Germania (40.000 per 560 MWt), in Canada (36.000 per 435 MWt), in Svizzera (25.000 per 440 MWt) e in Austria (23.000 per 275 MWt) (Lund et al., 2003). Per realizzare questi sistemi sono stati utilizzati terreni e masse idriche con temperature tra 5°C e 30°C [19] . 1.3 Fabbisogno termico degli edifici La progettazione degli scambiatori di calore, indipendentemente dalla tipologia, deve iniziare con la stima energetica di un edificio con la valutazione delle dispersioni termiche e
1.3 Fabbisogno termico degli edifici 15 Figura 1.7: Esempio di sistema di riscaldamento domestico con pompa di calore connessa al terreno (da Sanner et al., 2003) Figura 1.8: Schema di pompa di calore in posizione di riscaldamento (per cortesia del Geo-Heat Center, Klamath Falls, Oregon, USA).
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