verticale

Sistemi geotermici elioassistiti con stoccaggio di calore nel sottosuolo: l'esempio del Parco Nazionale del Gargano

Sistemi solari a circolazione forzata concepiti per la produzione di grandi quantità di acqua calda sanitaria mediante scambio istantaneo in modulo esterno a piastre, alimentato da acqua di processo contenuta in accumulo termico senza serpentini.L’apporto energetico solare è garantito da un campo di collettori solari a tubi sottovuoto SKY 21 CPC 58.

Scarica il PDF Scarica il PDF
Aggiungi ai preferiti Aggiungi ai preferiti


Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
Le pompe di calore geotermiche e lo stoccaggio di calore nel sottosuolo ottobre 2016 Le pompe di calore geotermiche e lo stoccaggio di calore nel sottosuolo

Pubblicato
da Alessia De Giosa
EIOMSegui aziendaSegui




Settori: 

Parole chiave: 


Estratto del testo
STOCCAGGIO TERMICO NEL SOTTOSUOLO Sistema geotermico-elioassistito per la climatizzazione della sede del Parco Nazionale del Gargano Monte Sant''Angelo (Foggia) Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto Geoscienze e Georisorse - Padova Istituto Ricerca sulle Acque (Bari) Dipartimento Terra e Ambiente Antonio Galgaro Università di Padova Dipartimento di Geoscienze Email: antonio.galgaro@unipd.it Time °C 30 15 0 Z= 0.5 m Z= 2.5 m Z= 5.0 m VARIAZIONE DELLA TEMPERATURA NEL SOTTOSUOLO Z= 2.5 m Z= 2.5 m METODI DI ACCUMULO DEL CALORE Le condizioni climatiche e geologiche in Europa sono molto variabili Anche le condizioni economiche e le modalità costruttive sono molto diverse 8-14 °C 2-8 °C 16-21 °C 14-20 °C Fonte: Sanner - European Geothermal Energy Council Raffrescamento dominante Sistemi di accumulo termico stagionale nel sottosuolo Underground thermal energy storage (UTES) Sistema di accumulo in serbatoio isolato, . Source: Fisch et al. (1998, Solar Energy 63:355-366, http://www.sciencedirect.com/science/journal/0038092X) Informazioni necessarie 8 Dati Climatici Calcolo del fabbisogno energetico ''Lato edificio' Dati sull''utilizzazione Caratteristiche elementi strutturali Caratteristiche impianto di produzione e distribuzione Contributo fonti rinnovabili Calcolo degli indici di prestazione energetica del sistema edificio- impianto Calcolo del fabbisogno di energia primaria ''Lato impianto' Sistema di accumulo termico in un volume di scavo con ghiaia satura Pfiel and Koch (2000, Pfeil, M. and Koch, H. (2000, Solar Energy 69:461-467, REQUISITI DEL SISTEMA DI STOCCAGGIO TERMICO :

' ELEVATA CAPACIT' DI IMMAGAZZINAMENTO (ELEVATA DENSIT' ENERGETICA DI STOCCAGGIO)
' OTTIMALE CAPACIT' DI TRASFERIMENTO TERMICO TRA IL FLUIDO TERMOVETTORE ED IL MATERIALE DEL BACINO DI STOCCAGGIO ' STABILIT' MECCANICA E CHIMICA DEL MATERIALE CHE OSPITA LO STOCCAGGIO TERMICO
' UTILIZZO DI FLUDI TERMOVETTORI COMPATIBILI CON L''AMBIENTE
' COMPLETA REVERSIBILIT' DI CARICA-SCARICA CON NUMERO DI CICLI ILLIMITATO
' BASSE PERDITE TERMICHE
' CONTROLLO SEMPLICE
PROCESSO DI VALUTAZIONE ENERGETICO-ECONOMICA:

'INDIVIDUAZIONE DEGLI EDIFICI DESTINATARI
'IDONEIT' O INTERVENTI DI ADEGUAMENTO
'VALUTAZIONE DEI FABBISOGNI
'MODELLAZIONE TIPO TRANSYS-FEFLOW DELLA CAPACIT' DI STOCCAGGIO ED UTILIZZO
'VALUTAZIONE COSTI-BENEFICI-PAYBACK DI INTERVENTO ANALISI DI IDONEIT' GEOLOGICO-AMBIENTALE;

'' TEMPERATURA MEDIA ANNUA ARIA E GRADI GIORNO
'' RADIAZIONE SOLARE MENSILE E ANNUA
'' CONDUTTIVITA'' TERMICA E CAPACITA'' TERMICA DEL SISTEMA SOTTOSUOLO
'' PRESENZA FALDA ACQUIFERA E CARATTERISTICHE DI MOBILITA'' SCAMBIATORE Soluzione 1 '' Accoppiamento Diretto SISTEMA RADIANTE Accumulo Pannelli solari PDC Soluzione 2 '' Impianto con PDC SISTEMA RADIANTE Accumulo Pannelli solari Pompa di calore CALDAIA Soluzione 3 '' Impianto ibrido Accumulo SISTEMA RADIANTE Pannelli solari Esempio di geometria campo sonde geotermiche per accumulo di calore nel sottosuolo PROGETTO Sistema geotermico-elioassistito per la climatizzazione della sede del Parco Nazionale del Gargano Monte Sant''Angelo (Foggia) Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto Geoscienze e Georisorse Istituto Ricerca sulle Acque Dipartimento Terra e Ambiente Coordinatore del progetto: Presidente Parco Naz. del Gargano Avv. Stefano Pecorel a Responsabile scientifico: Antonio Galgaro Adele Manzella Gruppo di lavoro tecnico: Antonio Galgaro, Vito Felice Uricchio, Michele De Carli, Massimo Tonon, Elisa Destro, Giordano Teza, Sergio Chiesa, Eloisa Di Sipio, Aurelio Giaretta, Giuseppe Lombardo, Stefania D''Arpa Irraggiamento (kWh/m2) Conducibilità termica (W/mK) Temp medie annue aria Zona climatiche CONDIZIONI AMBIENTALI FAVOREVOLI STATO DI FATTO -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 Ore dell'anno Carichi termici cumulati richiesti dall'edificio [kW] Collettori solari Sonde geotermiche Accumulo terreno/solare Pompa di calore Inerziale di impianto Fan-coil Caldaie integrative STATO DI PROGETTO Localizzazione del sistema geotermico-solare CAMPO SONDE GEOTERMICHE Solar Collection ' 800'' 2.45m x 1.18m flat-plate glazed collectors
' 50% propylene glycol antifreeze
' Mounted on four rows of garages, with two rows of collectors per garage
' Azimuth '' south; tilt '' 45° Sistemi solari a circolazione forzata
concepiti per la produzione di grandi
quantità di acqua calda sanitaria mediante
scambio istantaneo in modulo esterno a
piastre, alimentato da acqua di processo
contenuta in accumulo termico senza
serpentini.L''apporto energetico solare è
garantito da un campo di collettori solari a
tubi sottovuoto SKY 21 CPC 58. COLLETTORI SOLARI TERMICI Fonte: Kloben INTEGRAZIONE GEOTERMICO-SOLARE -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 Ore del 'annno Carichi termici cumulati richiesti dal 'impanto [kW] funzionamento in pompa di calore oggetto del a valutazione con la simulazione dinamica integrazione del e caldaie RINNOVABILITA'' DEL SISTEMA GEOSOLARE RISPARMIO ECONOMICO RICLASSIFICAZIONE ENERGETICA EDIFICIO Impossibile visualizzare l'immagine. - UTILIZZO UN SISTEMA DI ACCUMULO SOLARE STAGIONALE CON SONDE GEOTERMICHE PER IL RISCALDAMENTO
DI 52 CASE A SCHIERA IN UN SISTEMA DI TELERISCALDAMENTO AD ALTA EFFICENZA
- TALE SISTEMA CONSENTE DI COPRIRE IL 90% DELLA NECESSIT' TERMICA (5200 GRADI GIORNO).
- IL SISTEMA SOLARE ' COSTITUITO DA 2293 M2 DI COLLETTORI SOLARI PIANI, CHE ACCUMULA CALORE SOLARE
NEL SOTTOSUOLO PER LA STAGIONE INVERNALE
- SISTEMI DI ACQUA CALDA SANITARIA SONO INSTALLATI NELLE SINGOLE ABITAZIONI CHE COPRONO IL 50% DELLA
NECESSIT' DI ACQUA CALDA DOMESTICA
- TALE IMPIANTO CONSENTE DI RISPARMIARE L''EMISSIONE DI 5 TONNELLATE DI CO2/ANNO PER SINGOLA UNIT'
ABITATIVA
- IL SISTEMA DI ACCUMULO TERMICO NEL SOTTOSUOLO IMPIEGA CIRCA 34000 M3 DI ROCCIA E UNA GRIGLIA DI 144
SONDE GEOTERMICHE DI 20 METRI DI PROFONDIT' A SINGOLO TUBO AD U
- L''ACCUMULO ' CONCEPITO PER MANTENERE IL CENTRO DEL DISPOSITIVO PI' CALDO E LA PERIFERIA PI'
FREDDA PER RIDURRE LE DISPERSIONI
- UN ACCUMULO TERMICO TEMPORANEO DI 240 M3 ' UTILIZZATO PER LA GESTIONE DEL CALORE PRODOTTO,
DEL SUO UTILIZZO E STOCCAGGIO DRAKE LANDING SOLAR COMMUNITY - OKOTOKS, ALBERTA, CANADA 52 case da 150 mq Cisterne per accumulo di breve durata Sonde verticali 144
Profondità 37 m
Interdistanza 80 cm
Diametro campo sonde 35 m Estate 1.5 MW T superiore a 80°C Drake Landing, Alberta, Canada 52 homes Drake Landing, Alberta, Canada Serbatoio caldo 144 sonde verticali, 37 m profondità, 35 m diametro Caldaia di backup Inverno Nota: No pompe di calore! Oltre alla fonte di calore, all'accumulatore termico
e all'utenza, il sistema può prevedere a seconda
del tipo di applicazione l'impiego di:

Accumulatore ausiliario temporaneo:

Per evitare una resa molto scostante della fonte di
calore è necessario installare un accumulatore
ausiliario che interviene prima che il calore si
accumuli nel terreno. L'accumulatore ausiliario è
un componente particolarmente importante con i
collettori solari, poiché evita picchi di potenza
all'interno dell'impianto solare.

Pompa di calore:

La pompa di calore è l''elemento modulante della
temperatura nell'accumulatore geotermico,
allineandola a quella desiderata per la rete di
teleriscaldamento a corto raggio. In genere questa
pompa di calore è un componente speciale che
permette di sfruttare forti oscillazioni di
temperatura dell'energia accumulata tnel erreno.

Caldaia ausiliaria:
A seconda del tipo di applicazione e della fonte
energetica utilizzata può essere conveniente
installare una caldaia in grado di coprire i picchi di
carico. Con questo accorgimento il resto del
sistema è configurabile come al solito, con la
caldaia ausiliaria che si attiva solo in periodi di
picco. COMPONENTI DI IMPIANTO MOTIVAZIONI PER UN PREVEDIBILE SVILUPPO DI SISTEMI DI TELERISCALDAMENTO GEOTERMICI CON ACCUMULO SOLARE ' AMPIA DISPONIBILIT' SUL TERRITORIO NAZIONALE DI SITUAZIONI GEOLOGICHE ED AMBIENTALI FAVOREVOLI ' TENDENZA A UN CONSISTENTE SVILUPPO DEL TELERISCALDAMENTO PER LA NECESSIT' DI FIDELIZZAZIONE DEL CLIENTE FINALE (ESCO) ' DISPONIBILIT' DI POMPE DI CALORE CHE POSSONO EROGARE ACQUA CALDA ANCHE ALLA TEMPERATURA DI 80°C ' TREND DI CRESCITA DEL PREZZO DELL''ENERGIA ELETTRICA INFERIORE A QUELLO DEI COMBUSTIBILI FOSSILI
' CONTRIBUTO A FONDO PERDUTO (CREDITO D''IMPOSTA) PER SISTEMI DI TELERISCALDAMENTO GEOTERMICI PARI A 0,0258 EURO/kWht IN CONTO ESERCIZIO E 20,66 EURO/kWt IN CONTO CAPITALE (SOLO PER ZONE CLIMATICHE E ED F) GRAZIE PER L''ATTENZIONE

Document Outline

Diapositiva numero 1 Diapositiva numero 2 Diapositiva numero 3 Diapositiva numero 4 Diapositiva numero 5 Diapositiva numero 6 Sistema di accumulo in serbatoio isolato, . Informazioni necessarie Sistema di accumulo termico in un volume di scavo con ghiaia satura Diapositiva numero 10 Diapositiva numero 11 Diapositiva numero 12 Diapositiva numero 13 Esempio di geometria campo sonde geotermiche per accumulo di calore nel sottosuolo Diapositiva numero 15 Diapositiva numero 16 Diapositiva numero 17 Diapositiva numero 18 Diapositiva numero 19 Diapositiva numero 20 Diapositiva numero 21 Diapositiva numero 22 Diapositiva numero 23 Diapositiva numero 24 Diapositiva numero 25 Diapositiva numero 26 Diapositiva numero 27 Diapositiva numero 28 Diapositiva numero 29 Diapositiva numero 30


© Eiom - All rights Reserved     P.IVA 00850640186