Formazione progettisti Geon 1
Sistemi ad Energia Geotermica GEON Elco Italia Spa
«Impianti geotermici a bassa entalpia, integrazione e sfruttamento delle risorse
disponibili a scambiatori multipli»
Ing. Mario Maistrello
Dipartimento ABC
Politecnico di Milano
La geotermia
Esempi di applicazione
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SUSTAINABLE GROWTH
2013
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Impianto da 20 kW
Geotermia Idrotermico Aria JRM Caldaia condensazione
Costo investimento (€) 36000 32000 23000 28000 17800
Prezzo energia elettrica 0,15 0,15 0,15 0,15 0,66 (€/Nm3)
Fabbisogno energetico kWh(T) 40000 40000 40000 40000 40000
COP medio stagionale 4 4,5 2,7 4,2 0,9
Consumo energia elettrica kWh 10000 8888,889 14814,81 9523,81 0
Costo manutenzione annuale (€) 0 200 200 0 200
Costo annuale riscaldamento (€) 1500 1533,333 2422,222 1428,571 3255,55556
Costo annuale raffrescamento (€) 937,5 833,3333 1388,889 892,8571 1388,88889(Split)
Costo annuale riscaldamento + raffrescamento (€)
2437,5 2566,667 4011,111 2321,429 4844,44444
Ritorno semplice (anni) 7,6 6,2 6,2 4,0 N/A
Impianto da 100 kW
Geotermia Idrotermico Aria JRM Caldaia condensazione
Costo investimento (€) 160000 125000 80000 115000 69400
Prezzo energia elettrica 0,15 0,15 0,15 0,15 0,66 (€/Nm3)
Fabbisogno energetico kWh(T) 200000 200000 200000 200000 200000
COP medio stagionale 4 4,5 2,7 4,2 0,9 efficienza
Consumo energia elettrica kWh 50000 44444,44 74074,07 47619,05 0
Costo manutenzione annuale (€) 0 400 400 0 400
Costo annuale riscaldamento(€) 7500 6666,667 11111,11 7142,857 15277,7778
Costo annuale raffrescamento (€) 4875 4333,333 7222,222 4642,857 7222,22222(Split)
Costo annuale riscaldamento + raffrescamento (€) 12375 11400 18733,33 11785,71 22900
Ritorno semplice (anni) 8,6 4,8 2,5 4,1 N/A
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Impianto da 800 kW
Geotermia Idrotermico Aria JRM Caldaia condensazione
Costo investimento (€) 1100000 550000 350000 800000 148000
Prezzo energia elettrica 0,15 0,15 0,15 0,15 0,66 (€/Nm3)
Fabbisogno energetico kWh(T) 1600000 1600000 1600000 1600000 1600000
COP medio stagionale 4 4,5 2,7 4,2 0,9 efficienza
Consumo energia elettrica kWh 400000 355555,6 592592,6 380952,4 0
Costo manutenzione annuale (€) 0 1000 1000 0 1000
Costo annuale riscaldamento (€) 60000 54333,33 89888,89 57142,86
123222,22 2 Costo annuale raffrescamento (€)
39000 34666,67 57777,78 37142,86
57777,777 8(Split) Costo annuale riscaldamento + raffrescamento
(€)
99000 89000 147666,7 94285,71 181000
Ritorno semplice (anni) 15,1 5,8 6,1 9,9 N/A
Soluzione
• Quindi per ottenere delle buone prestazioni ed un ottimo ritorno dell’investimento a volte conviene ricorre a soluzioni non convenzionali
• Il punto di partenza è sempre un dimensionamento ottimale dei fabbisogni e delle potenze in gioco
• Il dimensionamento di un sistema geotermico
deve considerare anche il fabbisogno del
dissipatore
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2013
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Impianto presistente area (MI)
• Caso base: caldaia tradizionale con
aggiunto sistema geotermico a pompa di calore
• Caldaia pre-esistente con impianto funzionante a 70 °C a radiatori
• Integrazione con pompa di calore a 50 °C
Impianto presistente area (MI)
• Fabbisogno termico a -5°C garantito dalla caldaia
• In un impianto a radiatori, alimentato a 55°C , la prestazione garantita, secondo Equazione
caratteristica dal modello Φ = K m ∆ T n (riferimento EN 442).
• Pertanto in un impianto a radiatori in alluminio , la potenza dell’impianto è circa il 62% di quanto
ottenibile a 70°C. Significa garantire la prestazio ne equivalente sino ad una T esterna di 4,5 °C con un T interna di 20 °C
• Su base annuale, la situazione climatica di Milano
è la seguente
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Da questi dati ricavati per Milano, si verifica come la T media mensile non scende mai sotto i 4,5 °C nell’arco dell’anno con l’eccezione del mese di gennaio e di dicembre
In questi due casi, la caldaia deve fornire la differenza tra il valore medio mensile rilevato e la massima potenza erogabile dalla pompa di calore. Simulazioni effettuate in regime dinamico (DOE2 o equivalente) consentono di assumere cautelativamente al 90% il grado di copertura complessivo con una pompa di calore geotermica o idrotermica abbinata ad una sistema tradizionale esistente.
Impianto pre-esistente area (MI)
Potenza caldaia 100 kW
potenza PdC 62 kW
Fabbisogno annuale normalizzato 230880 kWh
Da PDC 207792 kWh
Da caldaia 23088 kWh
Costo 8369,4 €
Costo con solo caldaia 14430 €
Risparmio annuo 6060,6 €
A lato un esempio di quanto sopra esposto:
I parametri utilizzati sono
Costo energia elettrica 0,15 €/kWh Costo metano 0,6 €/Nm3 COP medio pompa di calore 4,5 Gradi giorno 2404
Impianto pre-esistente area (MI)
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Scambiatore sotto fondazione
Scambiatore sotto fondazione
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Scambiatore sotto fondazione
Scambiatore sotto fondazione
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Scambiatore sotto fondazione
Scambiatore in box esistenti
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Scambiatore in box esistenti
Scambiatore in box esistenti
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Scambiatore integrativo in
elementi architettonici
Impianti ad uso discontinuo
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