Nella climatizzazione civile e industriale l’accoppiamento di scambiatori geotermici a pompe di calore consente un significativo vantaggio energetico rispetto all’impiego di sistemi ad aria, a seguito del valore e della stabilità della temperatura della sorgente termica di riferimento, nonché delle migliori proprietà termofisiche. Il tema è qui trattato per il comportamento dinamico di una sonda geotermica orizzontale limitatamente soggiacente ed idealmente associata ad una pompa di calore in funzione di raffrescamento. Lo scambio termico sonda-suolo è approfondito mediante un modello agli elementi finiti, per la soluzione numerica del campo di moto nei mezzi porosi e della trasmissione del calore per conduzione, advezione e dispersione. Le soluzioni numeriche, ottenute sia in condizioni di omogeneità sia di disomogeneità litostratigrafica del terreno considerato, hanno consentito la delimitazione volumetrica dell’alterazione termica generata dalla sonda, nonché la ricostruzione dell’andamento nel tempo della temperatura in uscita dal circuito geotermico. La sonda ipotizzata ha espresso una potenza termica finale variabile tra 9 e 14 W/m, principalmente governata dal fenomeno conduttivo, sebbene quello advettivo e dispersivo concorrano a formare un pennacchio termico. Le disomogeneità assunte per il suolo introducono minime alterazioni sul campo termico risultante, che rimango sostanzialmente trascurabili nell’ambito di una valutazione energetica preliminare.
Comportamento dinamico di una sonda geotermica orizzontale
BOTTARELLI, Michele
2010
Abstract
Nella climatizzazione civile e industriale l’accoppiamento di scambiatori geotermici a pompe di calore consente un significativo vantaggio energetico rispetto all’impiego di sistemi ad aria, a seguito del valore e della stabilità della temperatura della sorgente termica di riferimento, nonché delle migliori proprietà termofisiche. Il tema è qui trattato per il comportamento dinamico di una sonda geotermica orizzontale limitatamente soggiacente ed idealmente associata ad una pompa di calore in funzione di raffrescamento. Lo scambio termico sonda-suolo è approfondito mediante un modello agli elementi finiti, per la soluzione numerica del campo di moto nei mezzi porosi e della trasmissione del calore per conduzione, advezione e dispersione. Le soluzioni numeriche, ottenute sia in condizioni di omogeneità sia di disomogeneità litostratigrafica del terreno considerato, hanno consentito la delimitazione volumetrica dell’alterazione termica generata dalla sonda, nonché la ricostruzione dell’andamento nel tempo della temperatura in uscita dal circuito geotermico. La sonda ipotizzata ha espresso una potenza termica finale variabile tra 9 e 14 W/m, principalmente governata dal fenomeno conduttivo, sebbene quello advettivo e dispersivo concorrano a formare un pennacchio termico. Le disomogeneità assunte per il suolo introducono minime alterazioni sul campo termico risultante, che rimango sostanzialmente trascurabili nell’ambito di una valutazione energetica preliminare.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
