Gli scambiatori di calore nelle reti fognarie, nelle gallerie ferroviarie, per aria

Scambiatori di calore nelle reti fognarie

Esistono notevoli investimenti eseguiti in alcuni paesi esteri, volti a sfruttare le infrastrutture realizzate nelle nuove lottizzazioni come elementi di scambio termico. Esiste, infatti, la possibilità di sfruttare le reti di scarico come, ad esempio:

• Reti di scarico acque nere;

• Reti di scarico acque bianche;

• Reti di scarico acque grigie.

Le reti di scarico succitate presentano temperature molto interessanti per lo sfruttamento e lo scambio termico con le pompe di calore. La temperatura media è di 12-15°C in inverno e 20°C in estate, come rilevato nel corso di analisi eseguite nella rete fognaria di Vancouver.

Ovviamente il sistema di scambio geotermico con rete fognaria è legato alla realizzazione di nuove lottizzazioni, anche se esistono delle aziende che producono sistemi retrofit, che permettono di dotare reti fognarie di sistemi di recupero di calore.

La lunghezza massima delle singole reti si attesta a circa 200 m, poiché oltre non risulta più conveniente: da studi eseguiti, infatti, lo scambio termico nei primi 100 m risulta essere pari a circa il doppio a quello ottenibile tra i 200 ed i 300 m.
 

Scambiatori di calore nelle gallerie ferroviarie

Un sistema che ha trovato un buono sviluppo in Svizzera (vantava nel 2007 circa 15 impianti realizzati per uno sviluppo delle sonde di circa 70 km) riguarda la realizzazione di scambiatori di calore geotermici all’interno delle gallerie ferroviarie. Ovviamente tale tecnologia presenta notevoli limitazioni dettate dal fatto che per poter sfruttare il calore è necessario che le sonde siano collocate quanto più possibile vicino alla fonte di produzione, e tale vincolo non risulta essere sempre rispettabile.
 

Scambiatori di calore geotermici per aria

Lo sfruttamento del terreno come serbatoio di dissipazione o prelievo del calore da utilizzare negli impianti di riscaldamento non si limita ai soli impianti che sfruttano come vettore termico l’acqua ma, nella realizzazione di edifici energeticamente efficienti, è possibile sfruttare la geotermia anche negli impianti aeraulici. Esistono, infatti, due sistemi che possono essere utilizzati per il recupero di energia attraverso il terreno e più precisamente:

• Pozzo canadese o provenzale;
• Sistema Ventilgeo^.

Pozzo provenzale o pozzo canadese

Il pozzo provenzale viene realizzato interrando una tubazione in materiale polimerico ad una quota di circa 2 metri di profondità. Ovviamente, maggiore è la profondità di interramento, più la temperatura del terreno rimane costante nel corso dei mesi. Purtroppo questo sistema è ad oggi ancora poco diffuso, nonostante il costo di investimento iniziale sia molto spesso marginale.

Anche in questo caso, però, sono richieste alcune accortezze nella scelta dei materiali come di seguito descritto:

• Il tubo deve avere adeguata resistenza meccanica allo schiacciamento;
• Il materiale adottato deve essere igienicamente compatibile all’utilizzo e soprattutto, deve avere buone caratteristiche di scambio termico;
• Le giunzioni devono essere perfette e a tenuta, per evitare infiltrazioni di acqua all’interno del tubo o evitare che il pozzo possa essere fonte di veicolazione del radon;
• Devono essere predisposti opportuni accorgimenti per evitare l’ingresso di insetti o altri animali all’interno della tubazione;
• È preferibile l’utilizzo di tubazioni la cui superficie interna sia liscia al fine di ridurre le perdite di carico totali. Per la finitura esterna, invece, è da prediligere una tubazione corrugata/spiralata, per aumentare la superficie di scambio vero il terreno.