Pompe di calore geotermiche applicazione a caso studio

16 2.3 Sonde geotermiche verticali Parte essenziale di un impianto geotermico sono senza dubbio le sonde geotermiche. Quando si parla genericamente di impianti geotermici di riscaldamento e raffrescamento, senza ulteriori precisazioni, ci si riferisce ad impianti in cui lo scambio termico con il sotto suolo viene realizzato con impianti closed-loop (circuito chiuso),verticali o orizzontali. Questi scambiatori sono particolarmente diffusi in Europa centrale ed in Svezia anche nel residenziale, dove in casi particolari si realizzano sistemi orizzontali. L’impianto verticale diventa invece soluzione standard se si parla di installazioni commerciali o edifici pubblici. 2.3.1 Scambiatori verticali e materiali Le tipologie esistenti di scambiatori sono due: ad U (che si dividono in U e doppia U) o coassiali; La soluzione ad U è la tipologia di tubo che presenta meno guasti in assoluto. La sonda a doppia U presenta notevoli vantaggi, come ad esempio:
In caso di occlusione di uno dei tubi ad U, l’altro tubo che resta in funzione riesce a garantire, a seconda delle condizioni geologiche del terreno, dal 70 all’85% della potenza originaria;
Si ha una resistenza termica del pozzo minore di quella che si avrebbe con una sonda a semplice U, grazie all’impiego di tubi di diametro minore aventi pareti di minor spessore, che conseguono coefficienti di scambio termico più elevati;
Con la scelta di opportuni diametri si possono avere minori perdite di carico a parità di portata. Nonostante una superficie di scambio più elevata, le sonde a doppia U soffrono di maggiori interferenze dovute a corto circuitazioni termiche. Inoltre se non perfettamente bilanciati idraulicamente, i circuiti della sonda rischiano di lavorare in maniera non idonea, con portate molto diverse in ciascun tubo a U della sonda. I primi scambiatori a terreno vennero realizzati in metallo, generalmente rame, ma i sistemi così realizzati, pur avendo buone proprietà di scambio termico erano soggetti a corrosione. La ricerca si concentrò sulla sperimentazione di materiali che permettessero un funzionamento affidabile nel