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Verso promettenti tecnologie di riscaldamento e raffreddamento sostenibili

Gli edifici europei sono seduti su una miniera d’oro, l’energia geotermica. Ora, importanti riduzioni dei costi della tecnologia, insieme al supporto alle decisioni sia per gli esperti che per i principianti, dovrebbero incoraggiarne l’adozione, con importanti benefici per l’ambiente.

Energia

Il riscaldamento e il raffreddamento rappresentano circa la metà del consumo energetico complessivo dell’UE. Circa il 75 % di tale quota è ancora alimentato da combustibili fossili. Chiaramente, migliorare la sostenibilità del riscaldamento e del raffreddamento potrebbe ridurre significativamente le emissioni di gas a effetto serra e mitigare i cambiamenti climatici. Il terreno al di sotto degli edifici può fornire calore in inverno e fresco in estate. Tuttavia, l’adozione diffusa di riscaldamento e raffreddamento geotermico ha dovuto affrontare sfide economiche e tecniche. Il progetto Cheap-GSHPs, finanziato dall’UE, ha superato queste barriere e contemporaneamente ha fornito uno strumento d’ausilio alle decisioni liberamente disponibile per aiutare i potenziali utenti a valutare le opzioni.

I progressi tecnologici riducono i costi e migliorano l’utilità

Secondo Adriana Bernardi, coordinatrice del progetto: «Cheap-GSHPs mirava a una riduzione del 20-30 % dei costi totali attraverso una migliore progettazione e installazione di sistemi geotermici a bassa entalpia più efficienti e sicuri». Il team ha sviluppato scambiatori di calore elicoidali geotermici (GSHE, ground source heat exchanger) con cestello di calore dal diametro esterno più piccolo per favorire la trivellazione a profondità maggiori. Il progetto è stato completato con una metodologia di trivellazione a secco modificata. Cheap-GSHPs ha inoltre progettato GSHEs coassiali in acciaio e ha migliorato la tecnologia esistente per l’installazione di pozzi verticali, la quale ha dato luogo a una domanda di brevetto. Molteplici prove pilota di entrambe le tecnologie in tutta Europa hanno dimostrato un aumento dello scambio di energia termica del 20-40 % rispetto allo stato dell’arte. È stata sviluppata una nuova pompa di calore che utilizza la CO2 come refrigerante per terminali e tubazioni ad alta temperatura ed è stata presentata una domanda di brevetto. Tale pompa elimina la necessità di sostituire i radiatori e le tubazioni tradizionali per adattarsi alle temperature più basse delle tipiche pompe di calore GSHE. Installata sotto la supervisione dell’UNESCO nel Museo tecnico Nikola Tesla di Zagabria, la pompa di calore ridurrà notevolmente i costi di riqualificazione degli edifici, soprattutto storici e culturali.

Ugualmente accessibile ai principianti e agli esperti

Il software e gli strumenti per la modellizzazione sviluppati per contribuire all’ottimizzazione della progettazione erano anche componenti critici del sistema di supporto alle decisioni (DSS, decision support system) di Cheap-GSHPs. Il DSS rappresenta una valutazione di fattibilità da punto a punto prima nel suo genere per impianti geotermici a bassa entalpia che comprende valutazione della perforabilità, dati climatici, carichi degli edifici, dimensionamento delle pompe di calore e degli scambiatori di calore e strutture normative. Secondo la dott.ssa Bernardi: «Le banche dati e gli strumenti consentono la creazione di mappe EUR/kW che mettono a confronto gli scambiatori di calore a fondo pozzo Cheap-GSHPs con quelli tradizionali per valutare la fattibilità dell’energia geotermica a bassa entalpia».

Geotermia a bassa entalpia per un futuro sostenibile

Un modo importante per aumentare l’impatto della tecnologia è stata la sensibilizzazione dell’opinione pubblica. Il progetto ha sviluppato un opuscolo tecnico e un manuale di formazione tecnica in otto lingue, nonché un manuale tecnico in tre lingue dedicato agli edifici storici. Insieme al DSS, tutti sono liberamente disponibili sul sito web del progetto. Con un’azione innovativa e molto insolita, il progetto offriva anche workshop e corsi di formazione gratuiti in paesi di tutta Europa nelle rispettive lingue. Bernardi riassume: «Cheap-GSHPs ha reso le soluzioni di energia geotermica a bassa entalpia più accessibili in quelle aree del suolo con elevati costi di trivellazione grazie a una riduzione dei costi di investimento del 20-30 %». Il progetto ha inoltre fornito la nuova pompa di calore per la riqualificazione di edifici esistenti e storici insieme al DSS. Congiuntamente, le tecnologie e gli strumenti innovativi, economici ed efficienti dal punto di vista energetico delle piattaforme Cheap-GSHPs potrebbero aumentare notevolmente l’assorbimento e ridurre le emissioni di CO2 associate al riscaldamento e al raffreddamento degli edifici europei, vecchi e nuovi.

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