Sonde geotermiche a doppia U: analisi di sensitività del rendimento energetico

Le pompe di calore geotermiche si stanno diffondendo rapidamente negli ultimi anni, poiché permettono di ottenere considerevoli risparmi energetici ed economici. Le performance degli impianti sono strettamente dipendenti dalle proprietà fisiche del sottosuolo, e solo grazie ad una corretta progettazione ed installazione è possibile ottimizzarne le prestazioni. In questo studio vengono presentati e discussi criticamente i risultati di una serie di simulazioni numeriche del funzionamento nel lungo periodo di una pompa di calore geotermica, al variare dei principali parametri coinvolti. Da tale analisi risulta come la lunghezza dello scambiatore sia il parametro di progetto che maggiormente incide sul rendimento del sistema, ma anche la conducibilità termica del materiale di riempimento e la distanza tra i tubi esercitano un’influenza considerevole, insieme alle caratteristiche del fluido termovettore ed alla sua portata di circolazione. La conducibilità termica del suolo è una variabile fondamentale che dovrebbe essere, ove possibile, ricavata da test in situ. Nonostante i comuni criteri di dimensionamento trascurino il deflusso idrico sotterraneo, lo studio dimostra l’importante ruolo esercitato dall’advezione sulle performance del sistema. Anche la dispersione termica porta a un miglioramento delle prestazioni, tuttavia essendo ancora poco studiata è bene non fare affidamento su di essa nella progettazione delle pompe di calore geotermiche.