Effects of ground heterogeneity on GSHP systems efficiency

Rodolfo Perego (*), Roberto Guandalini (**) & Tullia Bonomi (***)
(*) CNR – IDPA (Istituto per la Dinamica dei Processi Ambientali), Milano. (**) RSE SpA (Ricerca sul Sistema Energetico), Dipartimento Ambiente e Sviluppo Sostenibile, Milano. (***) DISAT, Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l'Ambiente, Università di Milano Bicocca.

Effetti dell’eterogeneità del terreno sull’efficienza di sistemi GSHP. Il presente studio si pone come obiettivo la valutazione dell’impatto termico derivante dall’installazione di impianti geotermici a bassa entalpia per uso civile, in particolar modo in terreni alluvionali. Più specificatamente si è considerato il caso studio di un impianto in provincia di Alessandria, caratterizzato da una forte perdita di efficienza nel periodo invernale, dovuta ad un eccessivo depauperamento termico del terreno (a sua volta provocato da un eccessivo prelievo di calore) dopo circa 3 anni di funzionamento. Constatazioni sperimentali nell’area di studio mostrano come un esercizio non perfettamente bilanciato o una progettazione non sufficientemente accurata (non tenendo conto, ad esempio, della stratigrafia) possano portare ad effetti non sostenibili sull’ambiente nel medio/lungo periodo. L’entità di tali effetti è stata indagata nel presente studio tramite la creazione di un modello fluidodinamico, appositamente sviluppato e validato nell’ambito di un progetto di Ricerca di Sistema presso RSE (Ricerca sul Sistema Energetico), finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico. I risultati forniti dal modello evidenziano come una delle cause principali di tale perdita di efficienza risieda nella tipologia di terreno all’interno del quale si procede ad installare l’impianto. Un terreno prevalentemente composto da depositi alluvionali, come nel caso analizzato, non permette, infatti, una corretta “ricarica” del campo termico del terreno nel tempo. Ciò è causato dalle scarse proprietà di conduzione termica tipiche di tali tipologie di terreno, enormemente diffuse, ad esempio, in Pianura Padana. Un impianto di tipo accoppiato (riscaldamento invernale e raffrescamento estivo) potrebbe mitigare queste criticità.

Alluvials, geothermal energy, GSHP, heterogeneity, thermal conductivity