V boji za energetickou účinnost nám technologie umožňují využívat zdroje energie, jako je slunce, vítr nebo voda, k osvětlení, pohybu a vytápění nebo chlazení našich domovů. Dalším krokem by mohlo být podívat se dolů, pod naše nohy, pár metrů nad zemí, kde je po celou dobu teplá a konstantní teplota. Opět jde o využití energie, která nás obklopuje. Většina tepla, které se k nám dostává ze Slunce, je absorbována zemskou kůrou a zůstává pod zemí. Díky geotermální tepelná čerpadla můžeme využít teplo z podloží k vytápění nebo chlazení našeho domova.
V tomto článku si vysvětlíme, co jsou geotermální tepelná čerpadla, jejich vlastnosti, provoz, účinnost a mnoho dalšího.
Co jsou geotermální tepelná čerpadla
Geotermální tepelné čerpadlo je systém vytápění a chlazení, který využívá tepelnou energii uloženou na Zemi k regulaci teploty v budově nebo domě. Na rozdíl od tradičních systémů, které spalují fosilní paliva nebo využívají elektřinu k výrobě tepla či chladu, jsou geotermální tepelná čerpadla účinnější a šetrnější k životnímu prostředí.
Jak fungují
Jeho provoz sdílí technologii s ostatními typy tepelných čerpadel přítomných v běžných vzduchotechnických zařízeních; funkce vykonávané pracovní tekutinou (tekutina pro přenos tepla) těchto systémů a role, kterou hrají ostatní prvky, které tvoří obvod:
- Kompresor: Zařízení zodpovědné za zvýšení tlaku tekutiny, a tím zvýšení její teploty.
- Výparník: Zařízení odpovědné za snížení tlaku a snížení teploty.
Prostřednictvím tohoto souboru tlakových změn se požadovaná teplota přenáší z nitra země do rozvodu domu nebo místnosti. Jakmile dokončíte práci s výměnou nebo získáním požadované teploty, je čas rozdělit tuto teplotu po místnosti, která má být vytápěna.
Proces se provádí stejným způsobem jako běžný systém distribuce tepla. Je zde dostatečný rozsah teplot půdy pro geotermální vytápění je kompatibilní s novými i stávajícími radiátory a instalacemi podlahového vytápění.
Další funkcí geotermálního zařízení je zachycování tepla pro ACS pro výrobu elektřiny. V současné době mají výrobci modely geotermálních tepelných čerpadel s dostatečným pracovním výkonem pro pokrytí budoucích potřeb klimatizace a teplé užitkové vody pro každý typ domu. Pro tyto situace se můžete spolehnout na vodní nádrž bez jakýchkoliv nepříjemností.
Instalace s geotermálními čerpadly
Existuje mnoho typů geotermálních instalací, které se liší v závislosti na tom, co výměnné trubky přijímají.
horizontální povodí
Hlavní charakteristikou tohoto typu zařízení je horizontální rozvod kolektorů, které rozvádějí teplonosnou kapalinu. Zdá se, že prodlužují délku a šířku pozemku. Je to nejrozšířenější formát v geotermálních modelech. Jeho poloha je asi metr a půl hluboká a je to jediná podmínka, kde lze regulovat venkovní klima. Aby byl tento přístup účinný, musí existovat dostatek prostoru pro expanzi.
Obecně se jeho uplatnění častěji nachází na pozemcích odpovídajících rodinným domům nebo jiným typům izolovaných staveb s dostatečnou plochou pro zachycení potřebné tepelné energie pro její využití. Na malých pozemcích s velkými budovami to nebude zcela účinné.
Vertikální geotermální sběr pomocí sond nebo vrtů
Pro překonání dříve předpokládaného nedostatku povrchu existuje možnost umístit výměnný systém (potrubí) svisle. Tato alternativa kompenzuje nedostatek místa vyšší perforací. Práce zahrnovala použití sofistikovanějších přípravných strojů, ale výsledky byly efektivnější, když dosahují teplejších sedimentů v hloubkách od 25 do 150 metrů. Průměr sondy je poměrně malý, kolem 10-15 cm.
Geotermální zachycení v jezerech nebo řekách
Zachycování geotermální vody zahrnuje zavádění výměnných systémů (potrubí pro přenos tepla) přímo do horkých jezer nebo řek nebo zásobníků horké vody. K výměně tepla dochází přímo ve vodném prostředí.
Jedná se o velmi jednoduchý systém bez nadměrné technické náročnosti, ekonomičtější a efektivnější. Jeho nevýhodou je samozřejmě to, že tento vodný zdroj není dostupný všude. Podle instalační hloubka kapalinového kolektoru a požadovaná potřeba tepla, výkon nebo typ geotermálního čerpadla Měl by být pro každý případ ten správný.
Výhody a nevýhody geotermálních tepelných čerpadel
Výhody:
- Energetická účinnost: Geotermální tepelná čerpadla jsou vysoce účinná ve srovnání s konvenčními systémy vytápění a chlazení. Mohou poskytnout až čtyři jednotky vytápění nebo chlazení na každou jednotku spotřebované elektřiny, což je činí z dlouhodobého hlediska ekonomicky atraktivní.
- Udržitelnost: Jsou šetrnou k životnímu prostředí, protože využívají obnovitelný a stálý zdroj energie: teplotu podloží. To snižuje závislost na fosilních palivech a snižuje emise skleníkových plynů.
- Všestrannost: Kromě vytápění a chlazení lze zemní tepelná čerpadla využít k ohřevu vody, což šetří energii při výrobě teplé užitkové vody.
- Trvanlivost: Tyto systémy mají tendenci být odolné a vyžadují méně údržby ve srovnání s jinými systémy vytápění a chlazení.
- Nezávislost na vnějších povětrnostních podmínkách: Na rozdíl od solárních termických systémů nebo fotovoltaických panelů nejsou geotermální tepelná čerpadla závislá na slunečním záření ani vnějších povětrnostních podmínkách, takže pracují neustále a předvídatelně po celý rok.
Nevýhody:
- Počáteční investice: Počáteční investice do instalace geotermálního tepelného čerpadla je obvykle vyšší než u konvenčních systémů. To je způsobeno nutností zakopat geotermální smyčku nebo ji ponořit do vody, což vyžaduje specializovaný výkop a vybavení.
- vyžaduje prostor: Instalace geotermálního systému vyžaduje prostor pro geotermální smyčku, buď v zemi nebo pod vodou. U nemovitostí s omezeným prostorem nebo územním omezením to může být náročné.
- Potřeba povolení a předpisů: Předpisy a povolení pro instalaci geotermálních systémů se mohou lišit podle geografické polohy, což by mohlo zkomplikovat proces instalace.
- Doba návratnosti: Navzdory jejich účinnosti může být doba potřebná k návratu počáteční investice delší než u levnějších systémů v závislosti na místních cenách energie a dostupných daňových pobídkách.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o geotermálních tepelných čerpadlech a o tom, jak mohou pomoci vytápět nebo chladit náš domov.