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Provincia di Pisa Comune di Pisa Anno 2006-2007 USO RAGIONATO DELLENERGIA E DELLACQUA ENERGIE RINNOVABILI ED EFFICIENZA ENERGETICA POMPE DI CALORE GEOTERMICHE.

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Presentazione sul tema: "Provincia di Pisa Comune di Pisa Anno 2006-2007 USO RAGIONATO DELLENERGIA E DELLACQUA ENERGIE RINNOVABILI ED EFFICIENZA ENERGETICA POMPE DI CALORE GEOTERMICHE."— Transcript della presentazione:

1 Provincia di Pisa Comune di Pisa Anno USO RAGIONATO DELLENERGIA E DELLACQUA ENERGIE RINNOVABILI ED EFFICIENZA ENERGETICA POMPE DI CALORE GEOTERMICHE E FONTI RINNOVABILI A BASSA ENTALPIA Giuseppe Ghezzi, Rotary Club Pisa LARDERELLO – 21 e 22 MARZO 2007

2 LA POMPA DI CALORE È UN DISPOSITIVO CHE CONSENTE DI INNALZARE IL LIVELLO DI TEMPERATURA DELLENERGIA TERMICA PRELEVATA DA UNA SORGENTE LA CUI TEMPERATURA NON NE CONSENTA UN UTILE IMPIEGO

3 PER QUESTO FUNZIONAMENTO È NECESSARIA LA FORNITURA DI UNADEGUATA QUANTITÀ DI ENERGIA DI MIGLIORE QUALITÀ, QUASI SEMPRE ENERGIA ELETTRICA Il COP (Coefficient of Performance) è il rapporto fra lenergia termica prodotta dalla macchina (Qu) e lenergia pregiata necessaria per assicurarne il funzionamento (L)

4 FONTI PER IL FUNZIONAMENTO DELLE POMPE DI CALORE: ARIA ESTERNA ARIA ESTERNA ACQUA ACQUA TERRENO TERRENO A PARITA DI TEMPERATURA, RISPETTO ALLARIA, LACQUA PRESENTA CARATTERISTICHE DI SCAMBIO TERMICO MIGLIORI ED UNA MAGGIORE CAPACITA TERMICA

5 Fonti della risorsa sotterranea: ACQUE SOTTERRANEE Acqua di falda con temperatura normale Acqua di falda con temperatura normale Acqua di falda a bassa entalpia COP migliore a parità di Q Acqua di falda a bassa entalpia COP migliore a parità di Q Esempio di funzionamento estivo (Fig. 1): due pozzi, posti ad una distanza di circa 150 m, che forniscono fino a 60 m 3 /h di acqua. In Italia il caso più interessante è quello dellAEM di Milano che utilizza la falda multistrato alluvionale per teleriscaldamento invernale e raffreddamento estivo

6 ACQUE SOTTERRANEE Fig. 1 - Schema d'impianto (funzionamento estivo) del sistema UTES del Groene Hart Hospital di Gouda, Olanda

7 Esempi di utilizzo di acque superficiali ACQUE SUPERFICIALI Fonti della risorsa superficiale: Fiume, torrente, roggia Fiume, torrente, roggia Lago, mare Lago, mare Principio base: raffreddare lacqua di 3° C e ottenere le temperature di progetto mediante la pompa di calore. Italia: il metodo è di recente introduzione. Attualmente in esercizio: Bergamo, dove con lacqua di una roggia è stato realizzato un impianto di teleriscaldamento a pompe di calore (e raffreddamento estivo) che serve buona parte della città. Estero: molto diffuso (paesi scandinavi con acqua di mare)

8 A qualche metro di profondità la temperatura del terreno si stabilizza ad un valore prossimo alla media annuale della temperatura dellaria. A profondità maggiori entra in gioco lenergia termica endogena: oltre i 30 metri di profondità si riscontra in media un incremento di temperatura di circa 1 °C ogni 30 m. TERRENO

9 Nel caso del terreno, come sorgente per la pompa di calore, il sistema si realizza interrando un tubo o più tubi di adeguata lunghezza. TERRENO a tubi orizzontali a tubi orizzontali a tubi verticali a tubi verticali Lo scambio termico può essere: indiretto, con levaporatore della macchina mediante la circolazione di un liquido; indiretto, con levaporatore della macchina mediante la circolazione di un liquido; diretto, realizzando levaporatore entro i tubi interrati. diretto, realizzando levaporatore entro i tubi interrati. Le tecniche dei tubi a terreno si dividono in due categorie:

10 I sistemi a tubi verticali utilizzano una o più perforazioni con profondità variabili da valori minimi di 10 m a qualche centinaio di metri (Fig. 2). TERRENO I sistemi a tubi orizzontali vengono interrati generalmente a piccola profondità (0.8 – 1.5 m) ed hanno perciò bisogno di unampia superficie sgombra da edifici. La superficie di pianta richiesta è molto più ridotta del caso precedente. In casi di fondazioni profonde, gli stessi pali di fondazione delledificio possono svolgere la funzione dei pozzi.

11 Il sottosuolo del nostro Paese è ricco di acque termali che danno luogo a numerose manifestazioni spontanee di acque calde che formano la famiglia dei fluidi a bassa entalpia. FONTI RINNOVABILI GEOTERMICHE A BASSA ENTALPIA Si tratta di sorgenti la cui temperatura allemergenza è solitamente inferiore a 100 °C ma superiore alla temperatura media dellaria del sito di emergenza, che varia da luogo a luogo. La teoria attualmente più accreditata sullorigine delle acque termali si basa su uno schema messo a punto una cinquantina di anni addietro, grazie al supporto degli isotopi dellidrogeno e dellossigeno presenti nellacqua.

12 Linnesco di una circolazione a bassa entalpia si spiega quindi con lo stesso principio che origina la formazione del vapore endogeno: cambia solo la profondità di circolazione che, nel caso delle sorgenti termali, è solitamente più superficiale.

13 Lo schema classico è quello di un circuito che si innesca con linfiltrazione delle acque di pioggia nelle formazioni permeabili che affiorano generalmente sui rilievi: le acque infiltrate sono costrette a seguire la geometria delle formazioni permeabili che, per cause geologiche (pieghe e faglie), possono scendere fino a diverse centinaia, talora anche qualche migliaio di metri sotto il piano campagna.

14 In Fig. 3 si riporta lo schema di alimentazione del bacino termale euganeo (Abano, Montegrotto, Battaglia), che presenta le seguenti caratteristiche: a) una infiltrazione localizzata in una fascia a quota media di 1500 metri, definita grazie ai dati del deuterio; b) una circolazione profonda che raggiunge qualche migliaio di metri e che consente allacqua di acquisire una elevata temperatura; c) una permanenza nel sottosuolo di almeno alcuni decenni,valutati in base ai dati di analisi del tritio; d) una fase di risalita veloce, che consente la conservazione di buona parte della temperatura acquisita nella discesa.

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