Vantaggi economici della tecnologia DUAL SOURCE nella geotermia

Produrre energia termica attraverso un sistema in pompa di calore implica un’analisi attenta del sistema sorgente, poiché la quota più consistente dei vantaggi ottenibili dipende da questa scelta. Laddove sia stata valutata l’opzione geotermica, per privilegiare gli aspetti di stabilità e rendimento, è possibile che l’impatto economico sia un deterrente all’investimento che potrebbe far ricadere la scelta su un sistema meno costoso come l’aerotermia.

Tuttavia esiste un’alternativa. Il sistema DUAL SOURCE consente di limitare fortemente l’impatto economico grazie al minor impiego di sonde geotermiche, mantenendo in gran parte i vantaggi derivanti dall’utilizzo di questa modalità di scambio anche nelle condizioni più svantaggiose, unendo la stabilità del campo geotermico alla capacità residua del sistema aerotermico.

Poniamo per semplicità un sistema 50-50 (geotermico-aerotermico) costituito dalla pompa di calore menzionata nel progetto illustrato più avanti. Volutamente è stato mantenuto lo scambiatore aerotermico della macchina tutta aria per due ragioni. La prima è che con un investimento minimo si potrà disporre di un sistema di riserva e la seconda è che in questo modo l’approccio risultante sul lato aria è circa il doppio, grazie ad un miglioramento del COP tra il 10% e il 20%. Va da sé che mentre su una macchina di taglia modesta il costo dello scambiatore aerotermico ha un impatto economico relativo, per le ragioni contrarie è da valutare attentamente su unità di grossa taglia.

Alla temperatura esterna di -7°C e mandata a +35°C sviluppiamo 11,85 kWt con la geotermia e 10,46 kWt con la parte aerotermica per un totale di 22,31 kWt. Rispetto alla pura aerotermica abbiamo circa un 17% di vantaggio contro una perdita del solo 6% rispetto alla pura geotermia. Conseguentemente a parità di unità installata ottengo :

  • Circa 4 kWt in più, che possono far ricadere la scelta su una taglia di macchina minore
  • A parità di assorbimento ho un COP che passa da 3,6 a 4,4
  • Aggiungiamo inoltre una diminuzione di oltre il 50% rispetto all’energia sprecata per gli sbrinamenti

Caso applicativo reale

Presentiamo ora un caso applicativo reale che confronta un impianto tradizionale tutto geotermico con un sistema DUAL SOURCE, geotermico+aerotermico in proporzione 40%-60%,  evidenziando il relativo risparmio economico. Come unità è stata selezionata una COMPOUND.AQUA.S1.K30.410.

Dati iniziali di progetto

  • Edificio 8 appartamenti – zona Treviso ( T. prog. -5°C )
  • Riscaldamento radiante a pavimento
  • Raffrescamento fan-coils ad incasso
  • Potenza pompa di calore 28 kW

Energie su base annuale

Mese

Heating kWh

Cooling kWh

DW kWh

Totale kWh

Gennaio

5917

 

1044

6961

Febbraio

4021

 

814

4835

Marzo

2148

 

759

2907

Aprile

261

25

632

918

Maggio

 

237

540

777

Giugno

 

1910

433

2343

Luglio

 

3228

404

3632

Agosto

 

2745

452

3197

Settembre

 

806

566

1372

Ottobre

312

36

767

1115

Novembre

2856

 

962

3818

Dicembre

5300

 

1041

6341

Sistema SINGLE SOURCE

Lunghezza campo sonde (m) 552, numero sonde 5 (max 120 m).

  • Costo sonde geotermiche € 25.000,00
  • Costo connessioni e riempimento fino a CTF € 6.000,00
  • Trasporto € 2.000,00
  • TOTALE € 33.000,00

Sistema DUAL SOURCE 40-60

Lunghezza campo sonde (m) 289, numero sonde 3 (max 120m). Al sistema deve essere aggiunto lo scambiatore remoto e la relativa linea frigorifera ( considerata fino a 5 m ) e il dispositivo COMPOUND che attua la gestione contemporanea delle due sorgenti.

  • Costo sonde geotermiche € 13.000,00
  • Costo connessioni e riempimento fino a CTF € 4.000,00
  • Trasporto € 2.000,00
  • Scambiatore remoto ad aria € 1.500,00
  • Linee frigo € 1.800,00
  • Dispositivo COMPOUND € 700,00
  • TOTALE € 23.000,00

Dai valori emerge un risparmio ottenuto sui costi dei componenti del lato sorgente pari al 30%!

Costi di esercizio

Dal punto di vista energetico si lavora con un fabbisogno di circa 30.000,00 kWh/anno tra riscaldamento e acqua calda ad uso sanitario. Considerando che per circa 60 giorni (dic./gen.) la temperatura media mensile (+3,75°C) é al di sotto della temperatura media del periodo (+7,60°C) e durante il quale si utilizzano circa 14.000,00 kWh. La potenza termica media generata nel periodo è di circa 20 kW, di cui 12 prelevati dalla geotermia e i restanti 8 kW dall’aria. Considerando un incremento del COP medio che passa da 4,5  a 5,5 (+18%) utilizzato al 70%,  otteniamo un guadagno finale del 13%. Per quanto riguarda il risparmio economico d'esercizio ci attestiamo dunque intorno al 40% rispetto ad un sistema tutt'aria.

Conclusioni

La tecnologia DUAL SOURCE è un’ottima alternativa agli impianti totalmente geotermici poiché permette di preservare la maggior parte dei vantaggi diminuendo considerevolmente il valore dell’investimento iniziale.