Tubi in rame per geotermia

Le pompe di calore geotermiche sono installazioni alimentate elettricamente che utilizzano l’energia della terra per fornire riscaldamento, condizionamento così come acqua calda per abitazioni e per edifici commerciali. A differenza dei sistemi convenzionali che bruciano combustibile per generare calore, le pompe di calore geotermiche utilizzano l’elettricità per trasportare il calore dalla terra agli edifici, consentendo efficienze più elevate. Le ricerche indicano che gli impianti geotermici riducono il costo di riscaldamento e condizionamento in media dal 30% al 60% se comparati ai sistemi convenzionali.
Ciò è realizzabile sfruttando la temperatura relativamente costante della terra al di sotto della sua superficie. Poiché la temperatura del terreno è quasi sempre più favorevole rispetto a quella dell’aria esterna, il risparmio grazie gli impianti geotermici si realizza sia nella stagione estiva che in quella invernale.

Scambiatori Diretti Geotermici DX

I sistemi geotermici DX utilizzano la terra come riserva di energia, sfruttando il fatto che ad una profondità di 1,5 metri il terreno presenta una temperatura costante di 12 °C. I tubi di rame sono posati sottoterra, al loro interno circola il refrigerante che scambia calore direttamente con il terreno attraverso le pareti esterne del tubo. Il refrigerante assorbe e cede calore più facilmente grazie all’alta conducibilità del rame.
Posando i tubi sottoterra, il refrigerante è sempre esposto ad una temperatura di 12°C, a differenza degli altri sistemi che sono esposti a temperature esterne dell’aria che possono essere molto più calde o più fredde.

Il Tubo di Rame è la Chiave del Successo dei Sistemi Geotermici DX

La pompa di calore geotermica a scambio diretto (DX) utilizza tubi di rame interrati, questi vengono caricati con un refrigerante che circolando permette lo scambio del calore dell’edificio con il terreno. La tecnologia a scambio diretto è il 25%-35% più efficiente rispetto ai sistemi geotermici tradizionali. La ragione di questa efficienza è il numero ridotto dei trasferimenti di calore, da cui il termine scambio diretto. I sistemi DX utilizzano un compressore elettrico per far circolare il refrigerante attraverso un circuito interrato fatto da tubi di rame. La minor efficienza dei sistemi tradizionali è data dall’utilizzo di pompe elettriche per far circolare acqua e soluzioni antigelo attraverso tubi plastici interrati. I sistemi geotermici DX non richiedono pompe addizionali per muovere il refrigerante attraverso il terreno né alcuno scambiatore di calore intermedio. Inoltre i sistemi DX basati su tubi di rame sono in grado di raggiungere elevate efficienze utilizzando una serie di tubi di rame interrati relativamente più corti e piccoli così da ridurre i costi di installazione.

Vantaggi del Sistema DX con Impianti Basati su Tubi di Rame rispetto agli altri Sistemi Geotermici

Il sistema geotermico DX utilizza un refrigerante che scorre direttamente all’interno dei tubi di rame interrati. Questo elimina la necessità di avere tubi in plastica per l’acqua e di avere una pompa per l’acqua come nel caso delle pompe di calore geotermiche ad acqua.
I sistemi DX utilizzano dei circuiti fatti con tubi di rame ed interrati che tendono ad essere più efficienti poiché non vi è la presenza di alcuno scambiatore di calore.
Il calore è trasferito al refrigerante direttamente dal terreno e la quantità di tubi può essere ridotta da 1/3 a 1/2 rispetto agli altri sistemi geotermici. I sistemi DX richiedono anche circa la metà della quantità di fori e perciò sono la scelta ottimale per le installazioni dove la quantità di spazio per il circuito interrato è limitata.
L’installazione di circuiti di rame è flessibile perché possono essere installati orizzontalmente, verticalmente o diagonalmente in base allo spazio disponibile.
I tubi di rame hanno una lunga storia di utilizzo nel condizionamento e nella refrigerazione. I tubi di rame possono resistere ad alte pressioni di esercizio con una durata illimitata, grazie alla naturale resistenza del rame.
I tubi di rame sono robusti, duttili, resistono alla corrosione, sono disponibili in vari diametri ed in rotoli di diverse lunghezze. La giunzione dei tubi di rame può essere effettuata tramite brasatura, i tubi possono essere piegati e sono facilmente reperibili.

Caratteristiche

I tubi di rame per impiego geotermico sono prodotti secondo la norma EN 12735 per le installazioni nel settore del condizionamento e della refrigerazione. I tubi di rame sono certificati per soddisfare i requisiti della direttiva PED 2014/68/EU così come la normativa tedesca AD2000/W0 per recipienti a pressione.
I rotoli dei tubi di rame geotermici sono sigillati alle estremità in modo da mantenere la pulizia interna e possono anche essere forniti con un rivestimento protettivo esterno in poliolefina. Inoltre i rotoli possono essere forniti con una precarica di gas di azoto per garantire la loro assoluta tenuta ai gas e facilitare la procedura di installazione.

Materiale

Rame disossidato al fosforo con contenuto minimo di Rame pari al 99.95% e P =0.015%-0.040% classificato come CWA 024A oppure Cu-DHP secondo il sistema di codifica europea delle leghe. Rivestimento protettivo a base poliolefinica con una temperatura massima di esercizio di 95°C.

 

Tabella

Dimensioni standard tubi in rotoli - Stato fisico ricotto -
Diametro esterno Spessore d x s	Peso nominale del rame	Massima pressione consentita	Lunghezza rotoli
mm	Kg/Mt	(bar)	(m)
9,52x0,4	0,102	52	25/150
9,52 x 0,5	0,126	66
9,52 x 0,6	0,15	80
9,52 x 0,7	0,173	94
9,52 x 0,8	0,195	109
12,7 x 0,6	0,203	59
12,7 x 0,7	0,235	70
12,7 x 0,8	0,266	80
15,87 x 0,8	0,337	63
19,05 x 0,8	0,408	52
19,05 x 1,0	0,505	62
Altre dimensioni sono disponibili su richiesta.
Le sezioni e le leghe riportate nelle tabelle rappresentano gli standard commerciali di produzione e non le disponibilità in magazzino.
AVVERTENZA: I valori contenuti nella presente tabella sono da considerarsi puramente indicativi e non vincolanti. Si lascia pertanto al progettista la responsabilità della loro interpretazione.
Calcolo della massima pressione di esercizio secondo la nomativa EN14276, in conformità alla Direttiva Europea PED 2014/68/EU
Proprietà meccaniche
Stato fisico	Min. Carico di rottura, Rm (Mpa)	Carico di snervamento Rp0,2	Allungamento minimo A%
Ricotto R-220 EN12735-1	220	-	40
Ricotto Y040 EN2735-2	220	40-90	40