Studio numerico dell’efficienza di un muro geotermico per lo stoccaggio di calore nel sottosuolo

Le geostrutture energetiche possono svolgere un ruolo significativo per la decarbonizzazione del settore del riscaldamento e raffrescamento degli edifici, per cui è necessaria l’adozione di soluzioni tecnologiche che siano adeguate sia alle nuove costruzioni che a quelle esistenti. Le geostrutture energetiche sfruttano il sottosuolo come un serbatoio da cui attingere d’inverno per estrarre calore e trasferirlo agli edifici e in cui immagazzinare il calore in eccesso durante l’estate. Nel 2019 è stato realizzato al Politecnico di Torino un prototipo di parete energetica sotterranea, chiamato GeothermSkin. Il circuito geotermico del prototipo è stato integrato al circuito dei collettori solari termici installati sull’edificio mediante due serbatoi di accumulo attraverso cui il calore viene stoccato ed estratto grazie ad una serie di tubazioni aggiuntive al cui interno scorre un fluido termovettore. Lo scopo di tale integrazione è esplorare l’accumulo di calore solare ad alta e bassa temperatura nel sottosuolo e l’eventuale ricarica termica del terreno. Per studiare la fattibilità del sistema, è stato creato un modello numerico 3D termo-idraulico nel quale le proprietà geotermiche del sottosuolo sono state calibrate sulla base di dati sperimentali. Successivamente sono stati considerati diversi scenari operativi per identificare le modalità di accumulo più efficaci e individuare in via preliminare i parametri più influenti sulle prestazioni del sistema e di cui tener conto in fase di progettazione.