I SISTEMI DI POMPAGGIO INCIDONO PER UNA QUOTA SIGNIFICATIVA( DAL 7 AL 21 %) SUL TOTALE DEI CONSUMI DEGLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE E IN MOLTI CASI POTREBBERO ESSERE RIDIMENSIONATI
GEOTERMIA
I SISTEMI DI POMPAGGIO INCIDONO PER UNA QUOTA SIGNIFICATIVA( DAL 7 AL 21 %) SUL TOTALE DEI CONSUMI DEGLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE E IN MOLTI CASI POTREBBERO ESSERE RIDIMENSIONATI
IL SISTEMA DI POMPAGGIO La progettazione e il controllo del sistema di pompaggio rivestono un ruolo cruciale per determinare le prestazioni complessive di un sistema a pompa di calore geotermica ibrido o esclusivamente geotermico. Infatti analizzando il solo consumo energetico del sistema di riscaldamento, ventilazione e raffreddamento, il pompaggio incide per una quota significativa, pari al 7-21 % dell’ energia complessiva impiegata( tabella 3) poiché un elemento fondamentale per un design efficiente del sistema di pompaggio consiste nella riduzione delle dimensioni delle pompe necessarie. Nei tre siti di studio analizzati, i progettisti hanno cercato di ottimizzare al massimo la riduzione della capacità delle pompe, con risultati che variano tra 2,5 e 5,0 kW per ogni 100 kW di carico di picco. Questi valori si discostano se paragonati con quelli di un obiettivo considerato“ ottimale”, pari a 1,6 kW per 100 kW di carico. Per raggiungere un’ efficienza elevata nei sistemi di pompaggio, gli autori consigliano di:-dimensionare le tubazioni del sistema geotermico in modo tale da garantire una caduta di pressione, attraverso lo scambiatore di calore, inferiore a 75 kPa, mantenendo un valore di predita di carico massima complessivo non superiore a 179 kPa;-optare per tubazioni di diametro maggiore qualora le portate di fluido e le dimensioni del campo di trivellazione lo permettano; il rispetto del flusso turbolento rappresenta un requisito critico solo in prossimità del carico di picco. Nei casi specifici dei siti Cashman ed East CTA, sono state impiegate tubazioni con un diametro di 32 mm;-incrementare le dimensioni dei collettori che collegano il campo di trivellazione alle tubazioni principali. Nei sistemi di dimensioni più contenute, come quello del Tobacco Lofts, è possibile localizzare il campo di trivellazione in prossimità degli ingressi delle tubazioni dell’ edificio, garantendo così una maggiore efficienza logistica e prestazionale;-ridurre al minimo il numero di valvole e raccordi all’ interno del sistema;-uso di antigelo evitato o, se necessario, ridotto al minimo calcolando accuratamente la concentrazione di antigelo sulla base delle curve di temperatura specifiche;-l’ adozione di configurazioni a circuito primario / secondario disaccoppiato può agevolare il dimensionamento e la selezione delle pompe. Tale strategia è stata implementata in tutti e tre i progetti esaminati. Tuttavia, laddove sia presente un controllo non ottimale, questa configurazione ha evidenziato limitazioni nell’ efficienza operativa durante condizioni di carico parziale. Un sistema completamente accoppiato e a portata variabile potrebbe rappresentare un’ alternativa più performante, migliorando significativamente i rendimenti complessivi. La maggior parte delle ore di operatività dei tre edifici analizzati si è svolta con un carico parziale inferiore al 60 % rispetto al massimo previsto( figura 2). L’ efficienza del pompaggio a carico parziale nei tre edifici è risultata compromessa a causa di pompe sovradimensionate, controllo della velocità variabile troppo limitato, eccessiva attenzione al mantenimento del flusso laminare nei pozzi.
I VENTILATORI DELLE TORRI EVAPORATIVE Un altro punto su cui intervenire riguarda i ventilatori delle torri evaporative. Per quelle a circuito chiuso è meglio scegliere dei ventilatori a velocità variabile e ottimizzarne la gestione sin dalla fase progettuale e comunque anche durante l’ operatività post-costruzione. L’ attuale sequenza operativa per le modalità di raffreddamento adottata presso le strutture di Cashman ed East CTA si basa inizialmente sull’ utilizzo dei circuiti degli scambiatori di calore geotermici per conseguire il setpoint di raffreddamento predefinito. Qualora l’ intero sistema degli scambiatori di calore geotermici operi al massimo della capacità senza raggiungere il setpoint previsto, si procede all’ attivazione delle torri di raffreddamento. Queste ultime vengono gradualmente portate alla piena velocità dei ventilatori, integrandosi in serie con il sistema degli scambiatori di calore geotermici per
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