APPLICAZIONE E STUDIO IN CAMPO SPERIMENTALE DI UNA POMPA DI CALORE GEOTERMICA = APPLICATION AND EXPERIMENTAL STUDY OF A GEOTHERMAL HEAT PUMP

Negli ultimi anni si è sviluppata una maggiore consapevolezza del cambiamento climatico a causa dei disastri climatici come le inondazioni, tempeste, terremoti e temperature estreme. Questi disastri sono correlabili all’attività dell’uomo sulla terra come l’incremento dei consumi di energia e l’aumento della produzione di CO2 nell’atmosfera. Per contrastare il cambiamento climatico sono stati definiti dei trattati internazionali e delle direttive europee che hanno incentivato un maggior uso dell’energia proveniente da fonti rinnovabili e al risparmio energetico al fine di ridurre l’utilizzo di combustibili fossili come gas, petrolio e carbone. In questo scenario che assume notevole importanza l’utilizzo dell’energia geotermica che è una fonte di energia inesauribile, gratuita e sempre disponibile. Nella prima parte della tesi, verranno presentati i concetti principali di geotermia, distinguendo tra le diverse tipologie, classificate sia in base al tipo di origine e sia in base all’entalpia dei fluidi. Successivamente verrà presentata una descrizione dettagliata dei sistemi a pompa di calore definendo il principio di funzionamento, i componenti principali e la classificazione di tali sistemi e infine, una classificazione delle diverse tipologie di pompe di calore geotermiche e di geostrutture energetiche. Nella seconda parte, si considererà un caso studio reale costituito da un campo sperimentale di una parete energetica presente all’Energy Center a Torino connessa ad una pompa di calore geotermica Nibe F1155 6kW. Dopo aver analizzato i dati ottenuti dalla sensoristica installata sul sistema, si sono valutate le grandezze energetiche e le efficienze del sistema sia per la modalità di riscaldamento che per la modalità di raffrescamento. I risultati ottenuti sono stati successivamente confrontati con il software CoolPack che permette di verificare il corretto funzionamento del sistema e sono state eseguite anche delle analisi di sensitività al fine di osservare la dipendenza delle prestazioni della macchina al variare della pressione. Infine, sono state eseguite delle valutazioni economiche per poter valutare la convenienza o meno di tali sistemi rispetto a soluzioni impiantistiche tradizionali. I risultati ottenuti hanno portato a considerare il sistema geotermico come una soluzione valida che può portare al completo soddisfacimento del fabbisogno termico dell’edificio.