Studio di fattibilità per un impianto geotermico a pompa di calore in un condominio = Feasibility study for a ground-source heat pump in a block of flats

Gli effetti drammatici prodotti dai cambiamenti climatici ci spingono a mettere in pratica soluzioni che conducano a una riduzione delle emissioni di gas a effetto serra dovuta all'uso di combustibili fossili. A tal proposito, il consumo di energia per il riscaldamento degli ambienti nel settore residenziale rappresenta circa il 30% del consumo totale di energia in Italia, la maggior parte del quale è coperto da metano. Per questo motivo è di fondamentale importanza implementare le fonti energetiche rinnovabili in questo settore, nel quale attualmente le più utilizzate sono le biomasse legnose e le pompe di calore. Lo scopo di questo lavoro è valutare la fattibilità di una pompa di calore geotermica per il sistema di riscaldamento centralizzato di un condominio a Cuneo, NW Italia. Sono state valutate due diverse soluzioni impiantistiche, ossia un sistema a circuito aperto e un sistema a circuito chiuso. Inoltre, è stata valutata l'installazione di un impianto fotovoltaico con l'obiettivo di coprire parte della richiesta elettrica della pompa di calore e delle pompe di circolazione. Il lavoro è organizzato come segue. Dapprima è stato caratterizzato il sito dal punto di vista idrogeologico, al fine di ottenere i parametri necessari per la progettazione delle due soluzioni tecniche ipotizzate. A partire dalle bollette energetiche, sono stati ricavati il fabbisogno energetico per il riscaldamento e il carico termico dell'edificio utilizzando una correlazione con i gradi giorno di riscaldamento, al fine di calcolare le serie temporali. L'impostazione idrogeologica, i parametri idraulici e termici e il carico termico sono stati utilizzati come dati di input per il dimensionamento e la progettazione preliminare delle due alternative, vale a dire il campo del pozzo per il sistema a circuito aperto, gli scambiatori di calore del foro per il chiuso, la pompa di calore e l'impianto fotovoltaico. Mediante il software a elementi finiti FEFLOW è stato simulato il funzionamento dei due sistemi ipotizzati, verificando così la sostenibilità e mettendo a punto il dimensionamento dell'impianto. È stata eseguita un'analisi dei benefici economici e ambientali, per confrontare le due alternative tecniche. L'analisi economica ha preso in considerazione il VAN (valore attuale netto) e il tempo di ritorno dell'investimento (PBT), dai quali si dimostra che, grazie agli incentivi per il rinnovamento energetico per gli edifici, è possibile ottenere un PBT accettabile di 8 anni. L'analisi dei benefici ambientali evidenzia un abbattimento delle emissioni di gas serra fino al 75% e l'assenza di emissioni inquinanti in loco, che rappresenta un notevole vantaggio in un'area urbana.