Relazione tecnica e quadro economico impianto geotermico Andrano. www.tutorcasa.it pubblica la progettazione completa di un impianto geotermico e segue passo passo la sua realizzazione. L'indice del progetto a questo link: http://www.tutorcasa.it/progetto-completo-impianto-geotermico/progetto-completo-impianto-geotermico-15443.html

1. 1

2. 2
RELAZIONE TECNICA
Premessa
Il 30 dicembre 2010 il Ministero dello Sviluppo Economico ha pubblicato un avviso
per il finanziamento di progetti esemplari di produzione di energia da fonti rinnovabili
su edifici pubblici. L’avviso avvia una procedura ad evidenza pubblica per la selezione
ed il finanziamento di progetti innovativi ed esemplari riguardanti la realizzazione di
impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili, su edifici di proprietà pubblica,
ubicati nelle Regioni Convergenza (Campania, Calabria, Puglia e Sicilia).
Possono presentare progetti, i Ministeri, le Università, le Regioni, le Province, i
Comuni e le Comunità Montane delle aree dell’obiettivo Convergenza, che siano
titolari della proprietà degli immobili in cui saranno effettuate le iniziative. Le domande
possono essere presentate dal 1° al 20 aprile 2011 e prevedono un contributo pari al
100% delle spese ammissibili.
Per partecipare all’iniziativa gli enti si dovranno dotare di un progetto esecutivo.
I progetti selezionati, mediante una procedura valutativa a graduatoria, saranno
finanziati con le risorse messe a disposizione dal Programma Operativo Interregionale
(POI) Energia 2007-2013 (linea di attività 1.3 “Interventi a sostegno della produzione di
energia da fonti rinnovabili nell’ambito dell’efficientamento energetico degli edifici e
utenze energetiche pubbliche o ad uso pubblico”).
Il POI Energia, che coinvolge diversi soggetti istituzionali (Ministero dello Sviluppo
Economico, Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare) e le
Regioni Convergenza (Calabria, Campania, Puglia e Sicilia) ha tra i suoi principali
obiettivi l’aumento della quota di energia proveniente da fonti rinnovabili e il
miglioramento dell’efficienza energetica, promuovendo allo stesso tempo le
opportunità di sviluppo locale e di nuova occupazione.
Sono finanziabili iniziative delle seguenti tipologie:
Impianti di cogenerazione e di rigenerazione ad alto rendimento alimentati da
fonti rinnovabili;

3. 3
Impianti solari termici anche con sistema di “solar cooling”;
Pompe di calore geotermiche a bassa entalpia;
Impianti eolici operanti in regime di scambio sul posto
Il Comune di Andrano ha ritenuto interessanti gli obiettivi dell’avviso pubblico in
quanto conformi alle finalità proprie dell’Amministrazione Comunale che intende
promuovere uno sviluppo locale con attività di sostenibilità ambientale nel settore
energetico.
A tal fine la Giunta Comunale con Deliberazione N° 29 del 22-03_2011 ha inteso
partecipare al suddetto bando, al fine di dotare gli edifici di proprietà di impianti di
produzione di energia geotermica da fonti rinnovabili da realizzare, in ordine prioritario,
sui seguenti edifici:
1. Scuola dell’infanzia (materna) sita in Andrano alla via Pigafetta,
2. Scuola dell’infanzia (materna) sita in Castiglione alla via Deledda.
Conseguentemente il Responsabile del Servizio del settore Lavori Pubblici e
Manutenzione, Geom. Andrea Antonio Urso, con propria Determinazione N° 104 RG
ha incaricato il tecnico Ing. Rocco Panico per la fase di progettazione preliminare,
definitiva ed esecutiva delle opere suddette.
Il progetto definitivo è stato sottoposto a candidatura in seguito al bando di cui al
precedente avviso pubblico. E’ stato incluso nella graduatoria dei progetti ritenuti
ammissibili a finanziamento ricevendo un contributo pari all’intera somma progettuale
di € 217.000,00 come previsto dal Decreto direttoriale di ammissione del 16 settembre
2011 pubblicato sulla GURI N° 230.
In conseguenza di tale assegnazione il Sindaco Avv Pantaleo ha sottoscritto con il
Ministero dello Sviluppo Economico, nelle persona dell’Avv Mercuri, apposito
disciplinare in data 21 Nov 2011.
Il presente progetto esecutivo, pertanto, viene redatto in conformità a tale disciplinare.
Descrizione del progetto
Le opere progettate consistono nella costruzione di un impianto geotermico con
pompa di calore a bassa entalpia a servizio della scuola materna di Andrano. L’impianto

4. 4
dovrà sostituire il vecchio impianto termico della scuola costituito da caldaia a gasolio e
radiatori in ghisa.
Il nuovo impianto garantirà anche la produzione di acqua calda sanitaria di cui oggi la
scuola è sprovvista.
La necessità di dotare la struttura di acqua calda sanitaria è stata recentemente ribadita
dall’ufficio di igiene della ASL in quanto la scuola ospita al suo interno la cucina e il
servizio mensa per gli alunni.
L’impianto è costituito da N° 13 pozzi geotermici verticali dotati di sonde a circuito
chiuso, una pompa di calore del tipo acqua-acqua con la funzione di immettere
nell’ambiente il calore estratto dal sottosuolo, un sistema di produzione di acqua calda
sanitaria costituito da bollitore e da un sistema di corpi scaldanti a bassa temperatura
costituiti da fan coil a muro.
I pozzi geotermici hanno profondità utile di 93 m, diametro di 150 mm e al loro
interno è inserita una sonda ad U per la circolazione del fluido termovettore che estrae il
calore dal sottosuolo. La loro struttura e composizione è riportata nel Disciplinare
Descrittivo e Prestazionale allegato al progetto.
I pozzi sono realizzati sui vialetti dell’area di pertinenza della scuola. Sono distanti fra
loro 10 m circa per evitare interferenze reciproche sui flussi termici nel sottosuolo. Le
perforazioni sono completamente richiuse e le pavimentazioni esterne ripristinate
mantenendo immutato lo stato originale dei luoghi.
Le sonde dei pozzi sono fra loro collegate con un circuito in parallelo del tipo “a
ritorno inverso” per garantire l’uniformità delle perdite idrauliche e quindi la portata nei
vari rami del circuito (vedasi schema di collegamento riportato nella Tav. D.07).
Le tubazioni di collegamento delle sonde sono posate entro trincea nel terreno scavata
ad profondità di 130 cm fino a raggiungere il locale centrale termica dove è ubicata la
pompa di calore.
La pompa di calore è del tipo a bassa entalpia sfruttando un salto termico del fluido
termovettore delle sonde di circa 5 °C. Il fluido esce dall’evaporatore a circa 5 °C e
ritorna dalle sonde a circa 10 °C. La portata sarà tale da assicurare l’estrazione della
potenza termica richiesta. Sul secondario della pompa, dal lato condensatore, si avrà lo

5. 5
scambio termico con l’acqua dell’impianto di riscaldamento. All’uscita del
condensatore l’acqua avrà la temperatura di circa 45 °C mentre ritorna all’ingresso alla
temperatura di circa 40 °C. La PDC sarà del tipo da soddisfare i requisiti minimi per il
rilascio del marchio di qualità ecologica ai sensi della decisione 2007/742/CE della
commissione europea del 9 novembre 2007.
La PDC avrà potenza termica minima di 121 kW e COP (Coefficient OF
Performance) di 4,45 nelle condizioni di lavoro prima riportate.
Il circuito interno di distribuzione del calore è costituito dalle vecchie tubazioni in
rame isolate sotto traccia i cui terminali saranno opportunamente modificati per
l’inserimento dei nuovi scambiatori termici.
I vecchi radiatori in ghisa non sono idonei al nuovo impianto che viene alimentato a
bassa temperatura, la loro superficie di scambio non è sufficiente a garantire il flusso
termico necessario all’ambiente, saranno quindi sostituiti con ventilconvettori che
hanno una capacità di scambio superiore e quindi riescono a garantite il flusso termico
necessario con un DT di 5°C fra ingresso a 45 °C e uscita a 40°C.
Fabbisogno energetico
Alla base del dimensionamento dell’impianto geotermico è stata eseguita una analisi
dei fabbisogni energetici dell’edificio sia per quanto riguarda le dispersioni termiche
della struttura al fine di garantire la temperatura ambiente di 20 °C e sia per quanto
riguarda il consumo di acqua calda sanitaria.
L’impianto termico esistente è stato realizzato nel 1990. I calcoli termici allegati al
progetto hanno determinato una potenza utile per le dispersioni di 70 kW che
incrementati dai coefficienti dei rendimenti e delle intermittenze comporta una potenza
installata per riscaldamento di 84 kW. La caldaia esistente ha una potenza termica al
focolare di 139 kW mentre il bruciatore eroga una potenza di 88,5 kW, come risulta dal
rapporto di controllo tecnico 2010 di seguito allegato.
Il fabbisogno energetico relativo alla produzione di acqua calda sanitaria di nuova
installazione è stato determinato con riferimento alla norma UNI 11300-2.

6. 6
Per le scuole materne con cucina e mensa viene definito un consumo giornaliero di 25
litri con un DT di 25 °C per il riscaldamento dell’acqua (punto 5.2.1 UNI 11300-2).
La presenza degli alunni della scuola è di 60 unità (Vedasi scheda allegata).
Risulta quindi la potenza termica necessaria per acqua calda sanitaria di 37 kW.
Pertanto complessivamente risulta necessaria una potenza installata
pari a 121 kW.

7. 7

8. 8
Integrazione di iniziative di efficientamento energetico
Il Comune di Andrano ha in corso alcune pratiche per l’installazione di pannelli
fotovoltaici su edifici pubblici. Questa iniziativa ben si integra con l’inserimento di
pompe di calore su edifici scolastici. Le PDC utilizzeranno l’energia elettrica dei
pannelli per produrre energia rinnovabile con un impianto geotermico. Ne risulta costo
zero e zero produzione di gas serra.
Dimensionamento dei pozzi geotermici
Per eseguire il corretto dimensionamento dell’ impianto geotermico occorre definire e
conoscere prioritariamente:
Potenza termica da installare;
Fabbisogno energetico annuale;
Tipologia e caratteristiche della pompa di calore da utilizzare;
Stratigrafia del terreno interessato e sua tipizzazione;
Temperatura del terreno indisturbato;
La normativa di riferimento per la progettazione di questo impianto è costituita dalla
direttiva tedesca VDI 4640.
Per impianti di piccole dimensioni (potenza termica inferiore a 30kW) l’esperienza e
le conoscenze hanno fornito criteri e parametri abbastanza consolidati che possono
portare errori tollerabili nelle applicazioni comuni. Le norme forniscono parametri,
regole e tabelle alle quali attenersi, da utilizzare per impianti della tipologia determinata
inseriti in contesti di terreni con caratteristiche conosciute.
Le regole tecniche diffuse hanno come contesti di riferimento il territorio europeo o
quello del nord Italia. Nel sud Italia questi impianti sono poco diffusi e quindi vi è poca
esperienza e letteratura sul contesto locale per quanto riguarda temperature del terreno
indisturbato e stratigrafie con specifico riferimento ai dati termotecnici del sottosuolo e
al suo comportamento alla sottrazione di calore.
Quindi per il corretto dimensionamento dell’impianto geotermico si è fatto riferimento
ad una relazione geologica e idrogeologica dettagliata da cui estrarre i dati necessari e
ad un software specifico con il quale è stato possibile, con successivi passaggi, ottenere
un dimensionamento congruo in tutte le sue componenti.

9. 9
Il software impiegato “GEOHEATCAL” riferisce le calcolazioni alla direttiva VDI
4640.
In questo programma sono stati inseriti i dati relativi al fabbisogno termico e alle
caratteristiche del terreno.
La temperatura del terreno indisturbato dell’area oggetto di intervento risulta essere di
18 °C. Questo valore è superiore ai 12 °C normalmente riportato nella letteratura tecnica
di settore che riferisce di progettazioni ed esperienze fatte nell’Italia Settentrionale o
nell’Europa centro-settentrionale. Per confermare questo valore la relazione geologica
ha specificatamente approfondito questo aspetto addivenendo alla conferma della sua
determinazione.
Anche misurazioni dirette del progettista su acque del sottosuolo locale hanno
confermato questo valore.
Una ulteriore conferma si è avuta indagando sulle temperature medie atmosferiche
rilevate dalle stazioni meteorologiche delle località vicine ai luoghi di intervento.
I rilievi della stazione di Vignacastrisi, distante circa 4 Km da luogo di intervento,
confermano questo valore alto della temperatura media annuale.
Di seguito sono riportate le temperature media riferite agli anni 1934-2001 e quelle
degli anni 1972-2001

10. 10
Anche dalla carta termometrica del Salento risultano confermati tali valori.
ANDRANO

11. 11
Per condurre il calcolo in condizioni di sicurezza è stato assunto il valore di 17 °C
anziché 18 °C come determinato nella relazione geologica.
Si riportano di seguito i risultati delle calcolazioni eseguite con il software
“GEOHEATCAL” che impiega il metodo ASHRAE a sorgente cilindrica modificato con
l’inserimento di un algoritmo basato sul metodo Quasi-tri-dimensionale di Zeng. Questo
algoritmo permette una stima rigorosa della resistenza termica di pozzo sulla base delle
reali caratteristiche progettuali del complesso pozzo-sonde, sia per tubi a singola U che
a doppia U.

12. 12

13. 13

14. 14

15. 15

16. 16

17. 17
Impianto acqua calda sanitaria
Allo stato attuale la scuola non è dotata di acqua calda sanitaria. Come in altra parte si
è già detto è necessario in questa fase installare un sistema di produzione di acqua calda.
Lo stesso impianto geotermico può essere utilizzato per la produzione di ACS. Sul
secondario della pompa di calore sarà inserito un bollitore da 800 litri che prelevando
l’acqua del circuito dei fan coil tramite valvola a tre vie realizza uno scambio termico e
un accumulo per la produzione di ACS.
La valvola a tre vie darà circolazione preferenziale alla richiesta di ACS rispetto al
riscaldamento ambiente. L’accumulo permetterà di ridurre i conflitti di richiesta e avere
la disponibilità di acqua calda anche quando l’impianto geotermico è spento.
La distribuzione dell’ACS alle varie utenze sarà realizzata con tubo multistrato
coibentato posato entro canaletta a vista.
Impianto di distribuzione interno
I terminali di riscaldamento ambiente attuali sono costituiti da radiatori in ghisa
alimentati a temperatura di 70/80 °C.
La pompa di calore a bassa entalpia produce un fluido termovettore (acqua) alla
temperatura di 45/50 °C. Questo salto termico non è sufficiente a garantire una

18. 18
trasmissione di calore negli ambienti sufficiente poiché la loro superficie di scambio è
piccola.
Terminali costituiti da ventilconvettori (Fan Coil) possono fornire la giusta quantità di
calore alla temperatura di 45/50 °C.
Pertanto con il progetto saranno sostituiti i radiatori in ghisa con fan coil di adeguate
capacità termiche.
L’impianto di distribuzione esistente sarà mantenuto, modificandolo nella parte
terminale per adeguare gli attacchi alla dima dei fan coil.
Naturalmente sarà adeguato anche l’impianto di centrale termica costituito dai
collettori, circolatori, valvole e apparecchiature varie, vedasi schema di centrale
allegato.
Costi dell’intervento
Il costo complessivo dell’intervento, al netto delle spese per il piano di
comunicazione, è stato stimato tenendo conto del costo massimo ammissibile per la
tipologia di intervento “Pompe di calore geotermiche a bassa entalpia” (1800 €/kWt)
e delle sole spese ammissibili di cui all’art. 3, comma 4, dell’Avviso Pubblico, secondo
il seguente quadro economico:

19. 19
QUADRO ECONOMICO
A1 – Importo lavori soggetti a ribasso d'asta
A1.1 – Fornitura, installazione e posa in opera di
materiali e componenti
necessari per la realizzazione dell'impianto a pompa di
calore geotermica € 139.855,69
A1.2 – Opere edili strettamente necessarie per la
realizzazione dell'intervento
(scavi, rinterri, ripristino di pavimentazioni, intonaci,
ecc.) € 17.482,82
A1.3 – Sistemi di acquisizione dati e analisi prestazioni
per il monitoraggio € 5.000,00
TOTALE LAVORI SOGGETTI A RIBASSO D'ASTA € 162.338,51
A2 – Oneri per la sicurezza (non soggetti a ribasso) € 8.116,93
A1 – TOTALE LAVORI DA APPALTARE € 170.455,44
B – Somme a disposizione dell’Amministrazione
B.1 - IVA 10% sui lavori 10%€ 17.045,54
B.2 - Spese Tecniche € 22.000,00
B.3 - Contributi previdenziali (INARCASSA): 4% su B.2 4% € 880,00
B.4 - IVA 20% su B.2+B.3 20% € 4.576,00
B.5 - Pubblicità dei bandi e avvisi € 2.000,00
B.6 - Arrotondamenti € 43,02
SOMMANO B € 46.544,56
TOTALE GENERALE € 217.000,00
(Duecentodiciassettemila/00)
Dicembre 2011