Raffrescamento Passivo Geotermico Senza Pompa di Calore: Risposte ai Lettori



Il tema del raffrescamento passivo, seppur di attuale interesse, deve sovente confrontarsi con l’aspetto legato alla progettualità del sistema di climatizzazione del fabbricato. Il concetto di Kalte Haus che esprime, in linea teorica, il raffreddamento passivo, non può esimersi da quelle che sono le condizioni al contorno sul funzionamento dell’impianto termotecnico.

Raffrescamento passivo geotermico senza pompa di calore

Un lettore pone la seguente domanda sul tema del “raffrescamento geotermico a bassa entalpia di tipo passivo” (senza uso di Pompa di Calore):

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Di seguito i dettagli della risposta:




Quando si progetta un sistema di raffrescamento passivo, una grande variabile da considerare è la latitudine. Non sempre le condizioni climatiche esterne, sia estive, sia invernali, consentono di realizzare quelle che sono le regole applicative del concetto di raffrescamento passivo.

Il quesito già pone condizioni progettuali che a monte possono far pensare ad una portata massima di progetto (giacchè si è indicato un diametro massimo DN 32). Da dire inoltre che la temperatura dell’accumulo terrestre raramente soddisfa le condizioni di isotermia durante il susseguirsi delle stagioni.

Per le logiche impiantistiche di riferimento degli impianti geotermici a circuito chiuso come quelli indicati nel quesito, il gradiente termico (°C/ml) può subire delle variazioni sensibili al variare della località, della latitudine e della situazione geologica del sito.

Un impianto geotermico passivo e quindi senza l’impiego di una macchina elettrica come la Pompa di Calore, può dare risultati interessanti nel soddisfare determinate condizioni di temperatura interna per il comfort ambientale, ma subisce delle limitazioni sulla natura dei carichi termici sui quali insiste.

Per esperienza personale e con limiti di costo dell’impianto posto dalla committenza ho ottenuto buoni risultati dal punto di vista termico, ma non igrometrico. La psicrometria rende noto il legame tra temperatura interna e titolazione del vapor acqueo presente nell’aria fissando le condizioni ottimali di raggiungimento dell’equilibrio temperatura-umidità.

In sostanza il raffrescamento passivo potrebbe ottenere discreti risultati dal punto di vista dei carichi termici sensibili, ma non dal punto di vista dei carichi termici latenti. Non sempre sussiste però la necessità di intervenire su quest’ultimi.

Le sonde geotermiche a singola U o a doppia U con l’impiego di una soluzione acqua/glicole (con calore specifico certamente maggiore di quello dell’acqua), accoppiate ad una camicia di calcestruzzo rinforzato con bentonite, consente di ottenere interessanti prestazioni dal punto di vista dell’asportazione di calore dagli ambienti interni.

La sonda singola o doppia, adeguatamente dimensionata con delta T termico fissato, condizioni geologiche note e quindi profondità ottenuta da metodi analitici, potrebbe per una casa ben isolata nelle sue frontiere scambianti rappresentare la copertura massima del carico sensibile estivo.

Ritengo inoltre che per la separazione idraulica tra circuito primario (geotermico) e circuito secondario (di raffrescamento), sia meglio indicato uno scambiatore a piastre saldo brasato in rame ma in titanio e non acciaio. Per logica impiantistica legata alla manutenzione sovente si utilizzano quelli ispezionabili in luogo dei compatti. Le dimensioni, generalmente essendo costituiti da piastre ad altezza e base prefissata, sono dell’ordine delle 15 – 20 ogni 3 kW di calore asportato, per una lunghezza termica del pacco di piastre sul metro (e per un’altezza di 80 – 100 cm).

Ovviamente, se l’impianto deve sopperire anche al fabbisogno di raffrescamento per carichi latenti, le condizioni progettuali variano e in tal caso non è detto che sia sufficiente una sola sonda geotermica e quindi anche le dimensioni dello scambiatore di calore potrebbero variare.

Le considerazioni fatte per la risposta del lettore partono da elementi di progetto dello scambiatore standard, invero fattore di sporcamento basso, delta T logaritmico tra circuito primario e secondario 5 – 7 °C e perdite di carico sul circuito primario non superiori ai 3 – 5 ml, giacchè queste ultime condizionano notevolmente le prestazioni della pompa sul circuito geotermico.

A cura di Ing. Gennaro Vietri

Photo credit: vizpix

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