Un impianto con scambiatori orizzontali prevede la posa in opera di sensori geotermici composti da tubi in polietilene ad alta densità o tubi di rame con guaina in polietilene anti corrosione nei quali circola rispettivamente acqua glicolata o fluido frigorifero. La posa dei sensori geotermici non altera in alcun modo la natura del terreno, dopo l’interramento delle tubazioni è possibile sfruttare la superficie sovrastante senza creare problemi al buon funzionamento dell’impianto. Le sonde sono generalmente posizionate ad una profondità di 1,5 m o comunque sotto il limite di congelamento del terreno, impegnando un'area proporzionale alla potenza richiesta. La posa in opera può avvenire o tramite sbancamento di una parte del terreno o scavando trincee strette e profonde.
La lunghezza complessiva di tubazione in un sistema di scambiatori orizzontali a terreno è determinabile attraverso due equazioni, che consentono il calcolo rispettivamente della lunghezza di progetto per la stagione di riscaldamento e di quella per la stagione di raffrescamento:
con
HCD potenza termica nominale della pompa di calore nelle condizioni di progetto;
TCD potenza frigorifera nominale della pompa di calore nelle condizioni di progetto;
coefficiente di prestazione della pompa di calore in condizione di progetto;
coefficiente di prestazione del refrigeratore in condizione di progetto;
Rp resistenza termica dello scambiatore;
Rs resistenza termica del terreno;
PM coefficiente correttivo relativo al diametro delle tubazioni;
SM coefficiente correttivo relativo alla distanza fra le trincee;
FH fattore di carico mensile per il riscaldamento;
FC fattore di carico mensile per il raffrescamento;
ts,l temperatura del terreno di progetto nella stagione di riscaldamento alla profondità media del sistema;
ti,min temperatura minima del fluido geotermico all’ingresso della pompa di calore;
t0,min temperatura minima del fluido geotermico all’uscita della pompa di calore;
ti,max temperatura massima del fluido geotermico all’ingresso della pompa di calore;
t0,max temperatura massima del fluido geotermico all’uscita della pompa di calore;
ts,h temperatura del terreno di progetto nella stagione di raffrescamento alla profondità media del sistema;
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