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Geotermia per la climatizzazione: analisi del test di risposta termica e ruolo della componente geologica per un impinanto a sonde verticali ubicato nella città di grosseto

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INDICE Introduzione Capitolo 1 Geotermia e calore del sottosuolo ……………………………………… 2 1.1 Sistemi geotermici convenzionali …………………………………………... 2 1.1 Classificazione delle risorse geotermiche ………………………………….. 4 1.3 Situazione geotermica in Italia ……………………………………………... 6 1.4 Situazione geotermica in Toscana ………………………………………….. 7 1.4.1 Zona geotermica settentrionale ……………………………………. 7 1.4.2 Zona geotermica meridionale ………………………………… 8 1.5 Qualità della risorsa e degli impianti ………………………………………. 9 1.6 Inquinamento dell’aria e dell’acqua ……………………………………….. 10 Capitolo 2 Caratteristiche del sottosuolo …….…………………………………….. 11 2.1 Sottosuolo e proprietà termiche ……………………………………………. 12 2.1.1 Conduttività termica λ .……………………………………………. 14 2.1.2 Calore specifico volumetrico S VC …………………………………. 14 2.1.3 Diffusività termica ϭ ………………………………………………. 14 2.1.4 Resistività termica R ………………………………………………. 15 2.2 Trasmissione del calore nel terreno ………………………………………... 16 2.2.1 Conduzione ………………………………………………………... 16 2.2.2 Convezione ………………………………………………………... 17 2.2.3 Irraggiamento ……………………………………………………… 18 Capitolo 3 Geotermia a bassa entalpia – Tecnologia ……..……………………….. 20 3.1 Pompe di calore e componenti principali ………………………………….. 20 3.2 Ciclo di Carnot …………………………………………….……………….. 23 3.2.1 Ciclo reale …………………………………………….…………… 25 3.3 Tipologia di Pompe di Calore ……………………………………………… 25 3.3.1 PdC Aria – Acqua …………………………………………………. 26 3.3.2 PdC Acqua – Acqua ……………………………………………….. 26 3.3.3 PdC Terra – Acqua con sorgente nel terreno (GSHP) …………. 26 3.4 Tipologie di sistemi di geo-scambio ……………………………………….. 27 3.4.1 Sistemi a circuito aperto …………………………………………... 27 3.4.2 Sistemi a circuito chiuso …………………………………………... 28 3.5 Elementi fondamentali delle sonde geotermiche verticali ...……………….. 31 3.6 Rendimento e prestazioni delle pompe di calore...…………………………. 34 3.6.1 Coefficiente di Prestazione COP …………………………...……... 34 3.6.2 Coefficiente di Prestazione Stagionale SCOP …………………….. 35 3.6.3 Indice di Efficienza Energetica EER …………………………........ 36 Capitolo 4 Test di Risposta Termica (TRT) ……...……..……………………… 37 4.1 Componenti principali del TRT …………………………………………… 38 4.2 Determinazione della temperatura del terreno indisturbato .………………. 39 4.3 Fase di riscaldamento ………………………………………………………. 41 4.3.1 Modello “Sorgente Termica Lineare” (ILS) ……………………… 43 4.3.2 Modello “Sorgente Termica Cilindrica” (ICS) ………………….... 46 4.4 Modelli numerici per l’interpretazione del TRT …………………………… 48 4.5 Interpretazione delle misure di un TRT ……………………………………. 49 4.6 Influenza dell’acqua di falda nei risultati del Test Geotermico ….…...……. 50 4.7 Criteri di dimensionamento delle sonde verticali ………………………….. 54 Capitolo 5 Inquadramento geologico ed idrogeologico ..……………………… 57 5.1 Tettonica e assetto strutturale ……………………………………………… 57 5.2 Inquadramento geologico e idrogeologico dell’area di studio …………….. 59 5.2.1 Successione stratigrafica Toscana meridionale …………………… 60 5.2.2 Evoluzione quaternaria della Pianura di Grosseto ………………… 62 5.3 Situazione idrogeologica …………………………………………………… 66 Capitolo 6 Esecuzione Test Risposta Termica ……...……..………………………. 69 6.1 Tecniche di perforazione per sonde geotermiche verticali ………………… 73 6.2 Strumentazione del modulo per il TRT ……………………………………. 77 6.3 Materiale di riempimento ………………………………………………….. 81 6.4 Stratigrafia e caratteristiche termofisiche principali ……………………….. 83 6.5 Impostazioni dei principali parametri del test ……………………………… 86 Capitolo 7 Descrizione e risultati ottenuti dal TRT ……...……..………………… 89 7.1 Misurazione della temperatura indisturbata del terreno (T 0 ) ………………. 91 7.2 Misurazione T in e T out e determinazione della conducibilità termica (λ)…… 92 7.3 Determinazione della resistenza termica del pozzo (R b ) …………………... 94 7.4 Monitoraggio parametri secondari ……………………………………......... 96 7.4.1 Misurazione parametri secondari ogni 3 ore ………………………. 96 7.4.2 Misurazione parametri secondari ogni 12 ore ......…………………. 98 Capitolo 8 Discussione dei dati ottenuti ………………………………………… 101 8.1 Dimensionamento del campo sonde …………………………………. 102 8.2 Prove di collaudo …………………………………………………………. 106 8.3 Interferenze ambientali dei sistemi di geoscambio ………………………... 106 8.4 Normative sulla geotermia in Italia e in Toscana …………………………. 110 8.4.1 Normativa UNI 11466-2012 ………………………………………. 112 8.4.2 Normativa UNI 11467-2012 ………………………………………. 112 8.4.3 Normativa SIA 384/6-2010 ………………………………………... 113 8.5 Normativa sulla geotermia in Europa ……………………………………… 115 Conclusioni e prospettive ….………………………………………………….. 117 Bibliografia e sitografia ……………………………………………………….. 119
Indice della tesi: Geotermia per la climatizzazione: analisi del test di risposta termica e ruolo della componente geologica per un impinanto a sonde verticali ubicato nella città di grosseto, Pagina 1

Informazioni tesi

  Autore: Antonio Berardi
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2017-18
  Università: Università degli Studi di Siena
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze geologiche
  Relatore: Enrico Tavarnelli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 127

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Parole chiave

geotermia
grosseto
borehole heat exchanger
sonde geotermiche verticali
test risposta termica
trt
sorgente termica lineare infinita
sorgente termica cilindrica infinita
inquadramento geologico toscana
geotermia bassa entalpia

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