La relazione scientifico-tecnica è redatta per descrivere l’attività svolta presso il Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova nell’ambito del progetto di ricerca Geoterm (“Geoscambio nella Provincia Autonoma di Trento”, prot. n. 0000880 del 12/05/2016), finalizzata alla realizzazione di un modello fisico per lo studio della interazione energetica tra sonde geotermiche e ambiente circostante. La possibilità di una progettazione consapevole dei sistemi a pompa di calore geotermica (GSHPS) per mezzo di sonde geotermiche (BHE) dipende dalla capacità di valutare i processi di scambio termico che avvengono tra le sonde termiche e il terreno circostante. L'attività svolta è finalizzata allo sviluppo di un apparato sperimentale costruito con l'obiettivo di contribuire alla conoscenza dei complessi fenomeni fluido-termodinamici coinvolti nell'interazione termica terreno - sonda geotermica. L'istallazione sperimentale è costituita, sostanzialmente, da un contenitore, di volume pari a un metro cubo che può essere riempita con materiali sciolti o compatti. La progettazione è stata eseguita per testare diversi prototipi di sonde termiche e per descrivere il campo termico generato dalla circolazione del fluido vettore riscaldato o raffreddato all'interno della sonda, quando il fluido intergranulare del materiale che avvolge la sonda è aria, acqua e acqua in movimento a portata controllata. Nella configurazione attuale un unico tubo di rame, rappresentante una sonda termica, è stato collocato all'interno dell'apparato riempito con materiale ottenuto dall'alveo del fiume Brenta nei pressi di Fontaniva (PD) chiamato "Risetta del Brenta". Sono stati installati numerosi misuratori di temperatura ad alta precisione (PT100 a tre fili), a diverse distanze dalla sonda termica, che consentono di rilevare l'evoluzione nel tempo e nello spazio del campo termico. I dati sperimentali vengono analizzati utilizzando strumenti matematici e numerici, anche realizzati in proprio, che hanno permesso di stimare le principali proprietà termiche del materiale utilizzato e la potenza energetica della sonda geotermica istallata.

Un apparato sperimentale per lo studio dello scambio energetico tra sottosuolo e sonda geotermica

Paolo Scotton
2017

Abstract

La relazione scientifico-tecnica è redatta per descrivere l’attività svolta presso il Dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova nell’ambito del progetto di ricerca Geoterm (“Geoscambio nella Provincia Autonoma di Trento”, prot. n. 0000880 del 12/05/2016), finalizzata alla realizzazione di un modello fisico per lo studio della interazione energetica tra sonde geotermiche e ambiente circostante. La possibilità di una progettazione consapevole dei sistemi a pompa di calore geotermica (GSHPS) per mezzo di sonde geotermiche (BHE) dipende dalla capacità di valutare i processi di scambio termico che avvengono tra le sonde termiche e il terreno circostante. L'attività svolta è finalizzata allo sviluppo di un apparato sperimentale costruito con l'obiettivo di contribuire alla conoscenza dei complessi fenomeni fluido-termodinamici coinvolti nell'interazione termica terreno - sonda geotermica. L'istallazione sperimentale è costituita, sostanzialmente, da un contenitore, di volume pari a un metro cubo che può essere riempita con materiali sciolti o compatti. La progettazione è stata eseguita per testare diversi prototipi di sonde termiche e per descrivere il campo termico generato dalla circolazione del fluido vettore riscaldato o raffreddato all'interno della sonda, quando il fluido intergranulare del materiale che avvolge la sonda è aria, acqua e acqua in movimento a portata controllata. Nella configurazione attuale un unico tubo di rame, rappresentante una sonda termica, è stato collocato all'interno dell'apparato riempito con materiale ottenuto dall'alveo del fiume Brenta nei pressi di Fontaniva (PD) chiamato "Risetta del Brenta". Sono stati installati numerosi misuratori di temperatura ad alta precisione (PT100 a tre fili), a diverse distanze dalla sonda termica, che consentono di rilevare l'evoluzione nel tempo e nello spazio del campo termico. I dati sperimentali vengono analizzati utilizzando strumenti matematici e numerici, anche realizzati in proprio, che hanno permesso di stimare le principali proprietà termiche del materiale utilizzato e la potenza energetica della sonda geotermica istallata.
Un apparato sperimentale per lo studio dello scambio energetico tra sottosuolo e sonda geotermica, Progetto Geoterm REET-FBK (TN)
https://www.geoscienze.unipd.it
https://www.fbk.eu
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