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Tecnologia

 
impianti di riscaldamento nel rispetto dell'ambiente

ENERGIA GEOTERMICA

Cos’è, come si produce e come si utilizza”

Geotermia significa “calore dalla terra”, ossia l’energia termica immagazzinata nel sottosuolo, e che, nella crosta terrestre, aumenta in maniera proporzionale mano a mano che si scende in profondità.

E’ possibile sfruttare questa energia gratuita presente sotto le nostre abitazioni, trasportandola in superficie utilizzando come vettore un liquido a base d’acqua che circola in regime di turbolenza all’interno di sonde geotermiche, che vengono inserite nel terreno a profondità generalmente variabili tra i 70 e i 120 metri.

L’energia termica così ottenuta viene poi integrata con l’ausilio di pompe di calore. Il sistema di climatizzazione ad energia geotermica è molto più efficiente dei sistemi tradizionali a combustibili fossili e fa parte delle fonti di energia rinnovabili come indicato dal “Libro Bianco dell’ Energia per il Futuro - Fonti di Energia Rinnovabili” dell’ Unione Europea. Questa tecnologia è, ormai, di uso comune negli Stati Uniti e in Canada oltre che in molti Paesi dell’ Unione Europea, soprattutto Svizzera, Germania, Svezia, Austria ma, negli ultimi 10 anni anche Spagna, Francia, Irlanda, Russia.

 

I sistemi di riscaldamento e raffreddamento con pompe di calore geotermiche sfruttano il fatto che la temperatura del volume di crosta terrestre interessata, già dopo quindici metri di profondità, si mantiene pressochè costante durante l’intero arco dell’anno solare: è, questa, una caratteristica comune a qualsiasi località del Pianeta, fortemente correlata all’azione della radiazione solare sulla crosta terrestre, che la trattiene e la immagazzina sotto forma di energia pulita e rinnovabile.

La costanza della temperatura del suolo comporta un duplice benefico effetto: durante l’inverno il terreno si trova a temperature relativamente più calde dell’aria esterna, mentre durante l’estate la temperatura del serbatoio geotermico è più bassa di quella dell’ambiente. Le applicazioni degli impianti geotermici possono coprire qualsiasi fabbisogno e possono essere applicate a qualsiasi edificio, dalla villetta monofamigliare, al complesso industriale, passando per esigenze particolari quali: piscine, serre, palestre, scuole ecc.

L’energia geotermica applicata ai sistemi di riscaldamento e raffrescamento, nasce in Paesi come Svizzera, Svezia e Nuova Zelanda da precise intuizioni di tecnici e specialisti.
Parallelamente, la difficoltà di reperimento di energie convenzionali ha fornito, in seguito, l’impulso determinante per lo sviluppo della parte tecnologica. Sviluppo che ha portato, in breve tempo, le pompe di calore a livelli di rendimento particolarmente elevati.
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TECNOLOGIE E APPLICAZIONI

Da un lustro a questa parte, notevole incremento si è ottenuto dopo l’ingresso prepotente sul mercato di prodotti tecnologici altamente sofisticati e di elevate performances quali: le pompe di calore a doppio compressore e le pompe di calore ad alta temperatura di emissione. Le prime vengono altresì chiamate pompe “bistadio” e permettono di ottimizzare il coefficiente di rendimento durante le richieste del  fabbisogno di potenza termica di base la quale, notoriamente, è la potenza che viene ad essere utilizzata durante la maggior parte del tempo di riscaldamento.
Gli effetti dell’applicazione di questa tecnologia sono ulteriore risparmio in termini di esercizio e una durata ultraventennale della pompa di calore.

La tecnologia che permette le emissioni di fluido ad alta temperatura invece, consente finalmente di applicare l’energia geotermica anche alle ristrutturazioni di edifici; senza andare ad intaccare gli impianti di emissione e programmando temperature di mandata fino a 65°.
Il decorso tecnologico che si basa su queste innovazioni ha portato i Paesi leader del settore ad applicare questa tecnologia su circa il 50% delle nuove abitazioni; con margini di crescita esponenziali anche nel campo delle ristrutturazioni.

La proposizione sul mercato di un progetto tecnologico di tali dimensioni e potenzialità sta cominciando a destare anche in Italia l’interesse che merita. Le sedi istituzionali stanno cercando sempre più di guardare al progetto geotermico come ad una soluzione tesa alla risoluzione di numerosi problemi legati all’energia derivante da combustibili fossili.
Gli organismi amministrativi preposti hanno già vagliato una serie di procedure, in linea con le direttive europee, atte a finanziare e/o promuovere con forza l’intero settore.

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LE POMPE GEOTERMICHE

Il cuore dell’impianto

In questi ultimi anni stiamo assistendo ad un vero e proprio boom delle pompe di calore geotermiche che vengono utilizzate per riscaldamento e raffreddamento di abitazioni, ma anche in qualsiasi edificio ad uso commerciale, industriale, culturale, agricolo, sportivo ( palestre, piscine, terreni in erba, ecc), e quant’altro necessiti di un riscaldamento invernale e/o raffrescamento estivo.
L’uso di pompe di calore, abbinato a sonde geotermiche, ha trovato applicazione con centinaia di migliaia di unità in molti paesi del mondo.

La diffusione è destinata a diventare sempre maggiore grazie alla crescente sensibilità delle persone e degli enti governativi verso l’ambiente che va salvaguardato dagli effetti nocivi dell’inquinamento dovuto  principalmente all’uso di combustibili fossili.
Un ruolo importante giocato anche dal continuo aumento dei prezzi dei combustibili tradizionali (petrolio e gas) che rende questa fonte di energia pulita e rinnovabile sempre più conveniente.

pompa di calore

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LE SONDE GEOTERMICHE

Le braccia dell’impianto

Una serie di ricerche ed applicazioni sperimentali della geotermia di bassa temperatura condotte in alcuni paesi europei quali la Svizzera, l’Austria e la Germania hanno riscontrato un ottimo successo. Dopo una prima fase di studio si è passati progressivamente all’applicazione reale di tali sistemi.

Essi sono composti da una cosiddetta “sonda geotermica”, da una pompa di calore e da un impianto di riscaldamento, meglio se a bassa temperatura (generalmente a pavimento).
La sonda di calore è una perforazione nel terreno, spinta a profondità generalmente variabili da 70 a 150 m, all’interno della quale viene realizzato il sistema di raccolta o di cessione del calore.

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I MERCATI ESTERI

Alcune note sulle applicazioni di geotermia in europa

Negli ultimi 25 anni, la Svizzera ha raggiunto la terza posizione nel mondo per sfruttamento diretto dell’energia geotermica dietro l’Islanda e la Nuova Zelanda, che possiedono anche fonti ad alta temperatura con una capacità pro capite installata di circa 70 W. Il supporto per le sorgenti geotermiche è procurato dalle pompe di calore (HP). Nell’1998 la produzione di calore prodotto dall’applicazione diretta della geotermia (per riscaldamento domestico e acqua sanitaria), era di 618 GWh, mentre l’input geotermico, prima delle HP, ammontava a 410 GWh.
Oltre il 90% veniva prodotto da sistemi a bassa profondità (geotermia orizzontale, sonde verticali, e pozzi d’acqua).

La crescita annuale è stimata attorno al 15%. Attualmente le sonde verticali possono superare i 200m di profondità.
La Svizzera, per quanto riguarda l’energia geotermica, con un impianto SGV/HP per 2 km2 è il leader mondiale, inoltre parecchi impianti funzionano con gruppi di SGV o di geotermia a grande profondità, detti impianti possono altresì fungere sia per riscaldamento che per raffrescamento.

Il progetto R&D (deep heat mining) mira alla realizzazione, entro il 2007, di una generazione avanzata di impianti i quali produrranno sia calore che energia elettrica dal basamento cristallino fratturato.
Ricerche avanzate sono già state condotte, parallelamente all’investigazione, dall’European Hot Dry Rock Program, riguardanti le proprietà termiche, meccaniche, idrauliche nonché I processi chimici negli strati rocciosi fratturati.

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energia rinnovabile

IL SUCCESSO DI UN IMPIANTO

Quando un impianto geotermico risulta di successo?

Il successo dell’impianto dipende della qualità del materiale scelto, della competenza dei diversi corpi di mestiere coinvolti e della buona coordinazione tra di loro.
Dopo 3/4 anni di rilievi sugli impianti costruiti dal personale E.GEO S.p.a., le prestazione termiche degli stessi sono sempre molto buone e nessuna abbassamento di prestazione è stato rilevato.
Un coefficiente di prestazione annuale (COP) di 4.1 a 4.5 è stato misurato per la pompa di calore.

Si può concludere che un impianto geotermico costruito a regola d’arte risulta sempre ed in ogni caso di successo.
Ma se il successo di un impianto è direttamente proporzionale al rendimento, l’impianto geotermico ha un buon rendimento? Confrontando il consumo di un impianto geotermico con impianti tradizionali ci possiamo rendere conto del rendimento.

La pompa di calore, che sfrutti il calore della terra (geotermia) permette di risparmiare puntualmente come qui riportato:
• Riscaldamento Geotermico rispetto al gas GPL -70%
• Riscaldamento Geotermico rispetto al gasolio -70%
• Riscaldamento Geotermico rispetto al gas metano -60%
Maggiore sarà la potenza e/o grandezza dell’impianto, maggiore sarà il risparmio energetico rispetto ed un impianto tradizionale in termini assoluti.

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ESEMPIO DI IMPIANTO

esempio progetto

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