Sistema geotermico integrato sonde verticali e sonde da palificazione Geothermal

Geothermal International, partner inglese di Geothermal International Italia, ha eseguito la realizzazione di un sistema geotermico integrato “chiavi in mano” per la stazione di polizia inglese nel North Kent.

L’impianto impiega una soluzione, che permette in fase di progettazione di abbassare notevolmente i costi di realizzazione, senza pregiudicare le prestazioni e l’efficienza dell’impianto. Si tratta di un sistema con sonde geotermiche verticali inserite direttamente nei pali di fondazione dell’edificio, integrato con un sistema a circuito chiuso che impiega sonde verticali. Questo tipo di soluzione garantisce riscaldamento e raffrescamento all’edificio durante tutto l’anno.

Descrizione impianto
– 250 Energy Piles, ovvero sonde geotermiche verticali inserite all’interno dei pali di fondazione dell’edificio. Le sonde sono inserite a una profondità di 23 m circa.
– 80 sonde a circuito chiuso verticale, inserite nel terreno a una profondità di 100 m
– 10 pompe di calore – modello EKW130
– La centrale termica fornisce, tramite pompe di calore, il fabbisogno di: 550 kW per il riscaldamento e 1.350 kW per il raffrescamento

Descrizione dell’impianto geotermico
L’ impianto geotermico si compone di due soluzioni integrate: sonde a circuito chiuso unite agli Energy Piles. L’impianto nel suo complesso è in grado di fornire 550 kW per il riscaldamento e 1.350 kW per il raffrescamento dell’edificio.

Per quanto riguarda le sonde a circuito chiuso verticale, l’installazione è avvenuta mediante perforazioni del terreno, di circa 10 – 15 cm di diametro, realizzate in prossimità dell’edificio. La profondità della perforazione, in base al numero di locali da scaldare/raffreddare e al tipo di terreno, è stata calcolata di 100 m. Nel foro così ottenuto è stato inserito fino in profondità un tubo a U in polietilene; lo spazio vuoto circostante è stato poi riempito con una particolare miscela (cementizia – bentonitica) per garantire un’elevata conducibilità termica tra tubo e parete di perforazione, solidità alla struttura ed evitare qualsiasi contaminazione del liquido interno con il sottosuolo.

Nel tubo a U è stata pompata dell’acqua addizionata di glicole in grado di assorbire il calore del terreno per poi trasmetterlo alla pompa di calore, ottenendo così energia geotermica pulita. Si viene a creare in sostanza un circuito chiuso tra la perforazione e l’edificio, all’interno del quale circolerà l’acqua con funzione di termovettore.
Il calore viene così irradiato all’interno dell’edificio mediante pavimentazioni radianti.

Per il raffrescamento estivo, invece, il ciclo s’inverte. Più precisamente, in Europa le temperature del sottosuolo a circa 10 m. di profondità sono di circa 12 °C; questa bassa temperatura viene sfruttata proprio per la climatizzazione dell’edificio. Il fluido freddo, proveniente dal sistema ad assorbimento presente sia negli Energy Piles che nelle sonde verticali inserite nel terreno circostante la stazione di polizia, viene pompato nelle tubazioni installate nelle solette e nelle pareti della caserma. Questo liquido a bassa temperatura consente così di raffreddare sensibilmente l’edificio, in modo naturale, evitando anche le fastidiose correnti d’aria fredda che normalmente si verificano impiegando gli impianti di climatizzazione più tradizionali.

Nel caso degli Energy piles, le sonde geotermiche sono state cementate all’interno delle gabbie metalliche che costituiscono i pali di fondazione dell’edificio. Il loro funzionamento è identico a quello delle sonde verticali a circuito chiuso. Il glicole contenuto nelle sonde permetterà di assorbire il calore disponibile naturalmente nel terreno, per trasferirlo, grazie alle pompe di calore, all’edificio.

Vantaggi ambientali
Il sistema geotermico integrato installato consente una riduzione annua d’emissioni di CO2 pari a 1140 tonnellate, se si fa un raffronto con i normali sistemi adottati per riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria di un edificio residenziale.

Costi d’impianto geotermico e tempi di pay back
La realizzazione dell’impianto, comprensiva di manodopera e materiali tecnici, è costata circa 120.000,00 € in più rispetto agli impianti tradizionali (caldaia a condensazione e pompa di calore aria-aria).
A questo costo iniziale, però, deve essere sottratto il risparmio economico annuale derivante dall’utilizzo dell’impianto geotermico per riscaldamento e raffrescamento rispetto agli impianti convenzionali) che si aggira sul 66% rispetto alle tradizionali bollette energetiche.
Inoltre un impianto a metano tradizionale (riscaldamento + raffrescamento) in media costa: 10.000,00 € medi per interventi manutentivi (su un periodo di 10 anni).
Ne deriva che il payback è inferiore ai 3 anni.

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