Studio dell'interferenza reciproca tra impianti geotermici a bassa entalpia open-loop = Assessment of the reciprocal interference of open-loop shallow geothermal systems

Le pompe di calore geotermiche rappresentano una valida soluzione di mitigazione dei cambiamenti climatici, utilizzando la capacità degli acquiferi di scambiare energia con una pompa di calore e di fornire riscaldamento e/o raffrescamento agli edifici. Tuttavia, la risorsa energetica rinnovabile rappresentata da questa capacità di scambio è limitata nello spazio: è necessario valutare l’impatto reciproco tra installazioni geotermiche per poter gestire in modo sostenibile la presenza di più impianti, ad esempio in ambito urbano. Attraverso il software di simulazione numerica agli elementi finiti FEFLOW sono stati creati dei modelli numerici del sottosuolo in cui è stata simulata la propagazione di flusso e di calore nel mezzo poroso. I modelli generati combinano tra loro i vari parametri considerati: distanze tra gli impianti geotermici, proprietà idrodinamiche dell’acquifero, potenze termiche delle pompe di calore (con relativa portata emunta dall’acquifero), periodo di applicazione del carico termico durante l’anno (carico termico costante durante l’intera stagione o concentrato nella prima parte del mese) in regime di solo riscaldamento e in regime di riscaldamento e raffrescamento. Il dominio del modello prevede il funzionamento di quattro impianti geotermici installati lungo la direzione di deflusso della falda. Dai risultati elaborati è emerso come sia la potenza delle pompe di calore installate negli impianti di monte ad apportare il contributo maggiore alla variazione della temperatura dell’acqua nell’impianto di re-immissione di valle rispetto alla distanza tra gli impianti stessi. L’incremento della distanza tra gli impianti geotermici non comporta una riduzione dell’interferenza reciproca (come invece avverrebbe sicuramente per gli impianti con sonde geotermiche). Anche la variazione del parametro utilizzato per la valutazione dell’efficienza stagionale della pompa di calore, il Seasonal Performance Factor (SPF) risulta avere un impatto trascurabile per tutte le configurazioni analizzate. Il confronto tra i risultati delle simulazioni con applicato il carico termico costante durante l’intera stagione e il carico termico con step costanti mensili ha mostrato come la prima assunzione comporti risultati più cautelativi rispetto alla seconda. Il lavoro svolto nella tesi fornisce un primo risultato sull’ interazione reciproca tra impianti geotermici a bassa entalpia in ambito urbano e vorrebbe essere una base di partenza per progetti futuri così da favorire e incentivare l’installazione di questa tecnologia.