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Visualizza la versione completa : Costruzione sonda geotermica



solenerg
02-03-2013, 16:52
Prosegue il mio percorso nell'installazione di una PdC geotermica acqua/acqua. La macchina è in valutazione, ne sto valutando tre e ancora non ho deciso esattamente quale.
Nel frattempo volevo preparare la sonda geotermica e pensavo di costruirne una con un tubo da 3/4 di pollice ad "U" che si dovrà immergere nel pozzo artesiano sommerso dall'acqua.

Date le caratteristiche del pozzo che ha acqua a -3 mt dal livello del suolo ed è profondo 24 mt temperatura dell'acqua 18° a gennaio e visto che la PDC ha una potenzialità di 7 kw volevo sapere se a "spannometri" può essere sufficiente una sonda geotermica fatta di un tubo da 12 metri diametro 3/4 (in acciaio) piegato ad "U" in basso.
Qualcuno sa fare i conti dello scambio termico?
Grazie in anticipo

casasso
30-04-2013, 21:58
scusa, ma se hai un pozzo artesiano con appena 3 metri di soggiacenza, non potresti fare un impianto a circuito aperto?
e poi l'acqua in uscita dallo scambio termico la butti in un canale

marcober
01-05-2013, 09:04
in alcune provincie però chiedono di reimmettere in secondo pozzo..che se non esiste costa dei soldi..
E poi bisogna vedere la qualitàdell'acqua..se non impone scambiatori inox..che costano..
Quindi idea di fare sonda immersa non è male..e poi a 18 gradi..che fortuna...anche se a Roma andava bene anche aria/acqua...soprattutto visto la potenza piccola..però certo, con acqua vien fuori il raffrescamento gratis..

per la potenza..se le sonde in polietilene a terra rendono 40 W metro..una sonda in acciai in acqua sarà certo decisamente piu efficiente..se fosse 2 volte piu efficiente, 80 W metro*24 metri..sarebebro 2 kw..che con COP 6 (visto la T che hai) vuol dire produrre 12 kw, piu della potenza della macchina.
Potresti iniziare anche con meno..e poi man mano aggiungere tubo.

Oppure potresti farlo in polietilene , almeno è eterno..in acciaio (non inox) non vi è rischio fori? fosse mio ne farei uno in rame..se trovi dei tubi di rame con alette e estremi filettati è il massimo..la curva in fondo la fai con dei raccordi di mercato..la fai 8 metri e poi se serve, la tiri a pelo e aggiungi qualche metro se serve..

Piuttosto..vedi bene con progettista PDC che la stessa possa lavorare bene con ritorni acqua sorgente cosi cldi..di solito le acqua acqua sono progetate per avere ritorni fra 0 e 10 gradi..non a 15-16 gradi come avrai tu..che non vada in protezione.

casasso
01-05-2013, 10:20
sul pozzo di reimmissione hai perfettamente ragione. prova però prima a vedere se nella tua Provincia funziona così.
ti auguro di no: mi sembra idiota che un privato che pesca 1 o 2 l/s (sotto questa soglia, da noi in Piemonte non hai bisogno nemmeno della concessione a derivare) non li possa buttare nella prima roggia...è acqua di falda superficiale, mica m..da! :-)
ma io sono un giovane ricercatore (anzi: assegnista), non un burocrate.

tieni conto che se l'acqua richiede scambiatori inox, vorrà dire che anche i tuoi tubi in acciaio dovranno esserlo.
e tubi in acciaio inox diciamo che non li regalano.

sullo scambio per metro, ti avverto di una cosa: in una sonda geotermica, posto che la resistenza termica è il rapporto tra (T fluido - T indisturbata suolo) e i W/m che scambi, per darti un'idea 3/4 di questa resistenza dipendono dalle caratteristiche del suolo (che non puoi modificare) e 1/4 dalla sonda. se ipoteticamente tu azzerassi la resistenza termica data dalla sonda (nella quale la resistenza termica della parete del tubo ha un contributo trascurabile), tu a parità di cambiamento di temperatura passeresti da 40 W/m a 40/0.75=53 W/m: non un guadagno stratosferico.

quanto al COP, temo che tu abbia preso una cantonata: esso è pari al calore che arriva in casa tua (Qcasa) diviso l'energia spesa dalla pompa di calore (Epdc), che si trasforma in calore e che si somma al calore estratto dal suolo (Qsuolo)
le relazioni sono: Qcasa=Qsuolo+Epdc
COP=Qcasa/Epdc
Qsuolo=Qcasa(1 - 1/COP)

con COP=6, vuol dire che se dal suolo estrai 24x80=1920 W, allora in casa ti arriveranno Qcasa=Qsuolo/(1-1/COP)=Qsuolo/(1-1/6)=1.2 Qsuolo=2304 W, di cui 1920W provengono dal suolo e 384W sono consumati dalla pompa di calore e si trasformano in calore.

i tubi in rame costerebbero ancora più cari.
ripeto: il problema con le sonde non è solo avere uno scambio il più possibile efficiente con il suolo circostante, ma resta fondamentale la conducibilità termica del suolo e l'eventuale presenza di falde in moto, che migliorano la capacità del suolo di scambiare calore.

marcober
01-05-2013, 11:30
Sul COP hai ragione..ho preso cantoinata inverendo i termini..per avere 6 kw utili devi assorbirne 5 nel pozzo.

Poi in Lombardia, hai diritto a 1500 mc anno..e con una PDC che ne cnsuma 1 all'ora non ci fai la stagione...

Poi..è vero che il terreno non lo puoi cambiare..ma una sabbia secca scambia 20 W/metro..la stessasabbia in acquifero 65..quindi 3 volte in più..secondo me se è addirittura in pozzo libero, con un buon ricambio, sarà decisamente superiore..il che significa che rispetto a 40 di un terreno secco..in pozzo libero potrtesti avere 80 o 120.

Poi scusa..dove trovi in letteratura che la resistenza termica del tubo influisce al 25% delo scambio? mi interesserebbe approfondire..

Vero che se serve inox nello scambio serve inox nei tubi..o rame..per questo io li farei in PE.

Inoltre se fai sonde ..avendo 18 gradi di T..puoi mndare direttamente tale acqua tecnica nel rdaiante a pavimento..senza avere scambiatori in mezzo che ti rubano qualche grado..

Infine..con le sonde basta un ricircolatore da pochi W..per pompare anche da 3 metri..servono centinaia di W..in un ottica di basso consumo direi che fanno la differenza..

casasso
02-05-2013, 08:36
ciao marcober, in Piemonte il volume massimo per non chiedere l'autorizzazione a derivare è di 5mila mc/anno...

è verissimo che la presenza di una falda, anche non in movimento, incrementa la conducibilità termica.
ma 80 W/m forse li puoi scambiare in una roccia molto conduttiva, non in una falda.

quanto ai tubi, davvero, l'acciaio inox è una spesa inutile: usa quelli in HDPE.
è vero che l'acciaio inox conduce di più, ma non è vero che 3 mm di spessore di HDPE ti cambino la vita.

per il resto, se non l'hai ancora letto, ti consiglio "GSHP geotermia a sonde verticali" di Delmastro e Noce.

marcober
02-05-2013, 09:01
Ciao..non l'ho letto..ma vedo diversa letteratuta in cui la sabbia asciutta conduce meno della roccia dura..ma sabbia in acquifero conduce piu della roccia dura..ergo l'acqua libera dovrebbe condurre di piu della sabbia in acquifero (e della roccia dura)

Penso derivi dal fatto che, sebbene la roccia abbia conducibilita maggiore dell'acqua..la roccia "tende" a restare ferma dove si trova..per cui dopo poche ore di scambio inizia a raffreddarsi e l'apporto di calore dovra avvenire a spese di rocce sempre piu lontane dalla sonda..anche metri (e infatti serve lasciare 6 metri fra le sonde).

L'acqua del pozzo del ns amico non sarà certo ferma..ovvio, se creasse anche un leggero emungimento il ricambio sarebbe elevato..ma anche in assenza si puo presumere che esista..e per questo lo scambio presumo sarà migliore di quello in roccia