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si devono raggiungere le potenze necessarie a coprire il fabbisogno termico e/o
frigorifero dell’edificio compatibili con la pompa di calore;
si devono stimare e controllare gli effetti termici dovuti al prelievo e
smaltimento di calore nel terreno sia sul breve che sul lungo periodo;
le temperature del fluido termovettore devono essere controllate in modo che
la pompa di calore operi dentro l’intervallo compatibile con il suo corretto
funzionamento.
Per rispettare questi vincoli è indispensabile definire i seguenti fattori:
o il fabbisogno energetico annuo e la potenza termica complessiva richiesta
dall’edificio;
o la potenza termica in riscaldamento e raffrescamento da fornire;
o il tipo, la taglia e il numero delle pompe di calore;
o la tipologia di collegamenti idraulici tra sonde;
o le caratteristiche geologiche, idrogeologiche e termiche locali del sottosuolo;
o l’influenza sul breve e lungo periodo dovuta alla richiesta della massima
prestazione energetica (picco di potenza e potenza media richiesta).
Il rendimento di una pompa di calore dipende dal rendimento termico degli
scambiatori geotermici e viceversa, per cui sarà importante analizzare queste due
componenti contemporaneamente.
Per quanto riguarda i criteri di dimensionamento delle sonde geotermiche, in generale,
si usano approcci diversi in relazione alle dimensioni dell’impianto:
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per piccoli impianti: le caratteristiche termiche del sottosuolo si prendono da
fonti bibliografiche, tramite l’utilizzo di tabelle o abachi derivati da
sperimentazioni;
per grandi impianti: sarà necessario la misurazione diretta in sito e la
modellizzazione con software dedicati e calcoli analitici.
Esistono diversi metodi di dimensionamento disponibili in letteratura, ma quasi tutti si
basano sulla seguente relazione di scambio termico in regime stazionario, dove nella
resistenza R, opportunamente modificata, viene inglobato l’effetto della non
stazionarietà dei fenomeni:
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