Analisi dell’utilizzo di un sistema energetico controterra per la climatizzazione di edifici = Analysis of the use of an energy earth retaining wall system for air conditioning of buildings

La necessità di adottare fonti di energia rinnovabili che non prevedano o che riducano l’utilizzo di combustibili fossili come gas, petrolio e carbone, deriva per lo più dal problema del riscaldamento globale. La riduzione della dipendenza dai mercati dei combustibili fossili è messa a punto incentivando le fonti di energia rinnovabili tra cui l’energia eolica, l’energia solare, l’energia idroelettrica, l’energia maremotrice e l’energia geotermica. La presente tesi ha lo scopo di descrivere il funzionamento generale di un impianto geotermico a bassa entalpia e riportare i risultati sperimentali riguardanti la realizzazione di un muro di sostegno energetico sito in Torino per la climatizzazione degli edifici in superficie dimostrando l’efficienza degli impianti geotermici. La geotermia, che sfrutta lo scambio di calore che avviene nel terreno, ha due applicazioni principali: i sistemi ad alta e a bassa entalpia. L’impianto geotermico si serve di un impianto di produzione di calore rappresentato dalla pompa di calore, il cui funzionamento di tipo ciclico si basa su quattro trasformazioni principali: evaporazione, compressione, condensazione ed espansione. Tra le diverse tipologie di impianti a circuito chiuso è possibile citare le sonde geotermiche verticali e i collettori orizzontali; invece, le strutture energetiche più diffuse sono i pali di fondazione, i muri e i tunnel energetici. In Italia la normativa in campo geotermico è ancora carente e varia da regione a regione, tuttavia non tutte le regioni hanno inserito un piano legislativo per la progettazione e l’installazione di impianti geotermici ostacolando in parte il diffondersi di questa nuova tecnologia. L’installazione di impianti geotermici può avvenire sia per edifici di nuova costruzione sia sul costruito attraverso interventi di riqualificazione energetica: nel caso di nuova costruzione è necessario richiedere al Comune di pertinenza il Permesso di Costruire allegando tutti gli elaborati richiesti e rispettando le principali normative vigenti in materia di fonti rinnovabili ricevendo agevolazioni fiscali in diverse percentuali. Il campo sperimentale è rappresentato dall’inserimento di pannelli modulari di sonde geotermiche a contatto con il terreno; le serpentine, posizionate secondo due differenti configurazioni, sono ancorate ad un muro di sostegno dell’Energy Center, collocato in Via Paolo Borsellino. Durante la campagna di prove sono state eseguite due prove di raffrescamento e una di riscaldamento con lo scopo di valutare la capacità di climatizzazione del solo sistema geotermico in funzione della potenza estraibile. A fronte dei dati ottenuti dalle prove sperimentali si è deciso di adottare due diversi approcci per l’analisi delle caratteristiche energetiche di un edificio tipo: il primo approccio fornisce il fabbisogno energetico in funzione di dati raccolti in letteratura; il secondo approccio ha portato alla modellazione accurata di un edificio tipo. Entrambe le metodologie hanno come scopo quello di ottenere un valore per il fabbisogno energetico dell’edificio che sia confrontabile con la potenza estraibile dal sistema geotermico installato all’Energy Center. I risultati ottenuti hanno portato a considerare il sistema geotermico come una soluzione valida che, se integrata ad altri sistemi energetici a fonti rinnovabili, può portare al completo soddisfacimento del fabbisogno termico dell’edificio.