Geotermalne pompy ciepła: jak wykorzystać ciepło z gruntu do ogrzewania lub chłodzenia domu

geotermalne pompy ciepła

W walce o efektywność energetyczną technologia pozwala nam wykorzystywać źródła energii, takie jak słońce, wiatr czy woda, do oświetlania, poruszania się oraz ogrzewania lub chłodzenia naszych domów. Następnym krokiem może być spojrzenie w dół pod naszymi stopami, kilka metrów nad ziemią, gdzie temperatura jest zawsze ciepła i stała. Po raz kolejny chodzi o wykorzystanie energii, która nas otacza. Większość ciepła docierającego do nas ze słońca jest pochłaniana przez skorupę ziemską i pozostaje pod ziemią. Dzięki do geotermalne pompy ciepła możemy wykorzystać ciepło z podłoża do ogrzewania lub chłodzenia naszego domu.

W tym artykule wyjaśnimy, czym są geotermalne pompy ciepła, ich charakterystyka, działanie, wydajność i wiele więcej.

Czym są geotermalne pompy ciepła

geotermalna

Geotermalna pompa ciepła jest system ogrzewania i chłodzenia wykorzystujący energię cieplną zmagazynowaną w Ziemi do regulowania temperatury w budynku lub domu. W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów spalających paliwa kopalne lub wykorzystujących energię elektryczną do wytwarzania ciepła lub chłodu, geotermalne pompy ciepła są bardziej wydajne i przyjazne dla środowiska.

Jak oni pracują

geotermalne pompy ciepła do ogrzewania domu

Jego działanie wykorzystuje tę samą technologię, co inne typy pomp ciepła obecne w zwykłym sprzęcie klimatyzacyjnym; funkcje pełnione przez płyn roboczy (płyn przenoszący ciepło) tych układów oraz role pełnione przez pozostałe elementy tworzące obwód:

  • Kompresor: Urządzenie odpowiedzialne za zwiększenie ciśnienia cieczy, a tym samym podniesienie jej temperatury.
  • Parownik: Urządzenie odpowiedzialne za redukcję ciśnienia i obniżenie temperatury.

Dzięki temu zestawowi zmian ciśnienia wymagana temperatura jest przenoszona z wnętrza ziemi do systemu dystrybucji w domu lub pomieszczeniu. Po zakończeniu wymiany lub uzyskaniu pożądanej temperatury nadszedł czas na rozprowadzenie tej temperatury po ogrzewanym pomieszczeniu.

Proces przebiega w taki sam sposób, jak w normalnym systemie dystrybucji ciepła. Istnieje wystarczający zakres temperatur gleby dla Ogrzewanie geotermalne jest kompatybilne z nowymi i istniejącymi grzejnikami oraz instalacjami ogrzewania podłogowego.

Inną funkcją instalacji geotermalnej jest wychwytywanie ciepła na potrzeby ACS w celu wytworzenia energii elektrycznej. Obecnie producenci posiadają modele geotermalnych pomp ciepła o mocy roboczej wystarczającej do pokrycia przyszłych potrzeb w zakresie klimatyzacji i ciepłej wody użytkowej każdego typu domu. W takich sytuacjach bez żadnych niedogodności można liczyć na zbiornik na wodę.

Instalacje z pompami geotermalnymi

operacja geotermalna

Istnieje wiele rodzajów instalacji geotermalnych, które różnią się w zależności od tego, co otrzymują rury wymiennikowe.

Przechwytywanie poziome

Główną cechą tego typu obiektów jest poziomy rozkład kolektorów rozprowadzających nośnik ciepła. Wydaje się, że wydłużają one długość i szerokość działki. Jest to najczęściej stosowany format w modelach geotermalnych. Jego położenie znajduje się na głębokości około półtora metra i jest to jedyny warunek, w którym można regulować klimat zewnętrzny. Aby to podejście było skuteczne, musi istnieć wystarczająca powierzchnia ekspansji.

Generalnie jego zastosowanie najczęściej spotyka się na działkach pod zabudową jednorodzinną lub innego typu zabudowie izolowanej, posiadających wystarczającą powierzchnię do przechwycenia energii cieplnej niezbędnej do ich użytkowania. Na małych działkach z dużą zabudową nie sprawdzi się do końca.

Pionowe wychwytywanie geotermalne za pomocą sond lub studni

Aby przezwyciężyć zakładany wcześniej problem braku powierzchni, istnieje możliwość umieszczenia układu wymiany (rur) w pozycji pionowej. Ta alternatywa rekompensuje brak miejsca wyższą perforacją. Praca wymagała użycia bardziej wyrafinowanych maszyn do przygotowywania, ale wyniki były bardziej efektywne, gdy docierają do cieplejszych osadów na głębokościach od 25 do 150 metrów. Średnica studzienki sondy jest stosunkowo niewielka, około 10-15 cm.

Wychwytywanie energii geotermalnej w jeziorach i rzekach

Pozyskiwanie wody geotermalnej polega na wprowadzaniu systemów wymiany (rur z płynem przenoszącym ciepło) bezpośrednio do gorących jezior, rzek lub zbiorników gorącej wody. Wymiana ciepła zachodzi bezpośrednio w ośrodku wodnym.

Jest to system bardzo prosty, bez nadmiernej złożoności technicznej, bardziej ekonomiczny i wydajny. Oczywiście jego wadą jest to, że ten zasób wodny nie jest dostępny wszędzie. Według głębokość montażu kolektora cieczy i wymagane zapotrzebowanie na ciepło, moc lub rodzaj pompy geotermalnej Powinien być odpowiedni dla każdego przypadku.

Zalety i wady geotermalnych pomp ciepła

Korzyści:

  • Efektywności energetycznej: Geotermalne pompy ciepła są bardzo wydajne w porównaniu z konwencjonalnymi systemami ogrzewania i chłodzenia. Na każdą jednostkę zużytej energii elektrycznej mogą zapewnić do czterech jednostek ogrzewania lub chłodzenia, co czyni je atrakcyjnymi ekonomicznie w dłuższej perspektywie.
  • Zrównoważony rozwój: Są opcją przyjazną dla środowiska, ponieważ wykorzystują odnawialne i stałe źródło energii: temperaturę podłoża. Zmniejsza to zależność od paliw kopalnych i zmniejsza emisję gazów cieplarnianych.
  • Wszechstronność: Oprócz ogrzewania i chłodzenia, gruntowe pompy ciepła mogą służyć do podgrzewania wody, co pozwala zaoszczędzić energię podczas produkcji ciepłej wody użytkowej.
  • Trwałość: Systemy te są zwykle trwałe i wymagają mniej konserwacji w porównaniu do innych systemów ogrzewania i chłodzenia.
  • Niezależność od zewnętrznych warunków atmosferycznych: W przeciwieństwie do systemów paneli słonecznych lub paneli fotowoltaicznych, geotermalne pompy ciepła nie są zależne od promieniowania słonecznego ani zewnętrznych warunków pogodowych, dzięki czemu działają stale i przewidywalnie przez cały rok.

wady:

  • Inwestycja początkowa: Początkowa inwestycja w instalację geotermalnej pompy ciepła jest zwykle wyższa niż w przypadku konwencjonalnych systemów. Wynika to z konieczności zakopania pętli geotermalnej lub zanurzenia jej w wodzie, co wymaga wykopów i specjalistycznego sprzętu.
  • wymaga miejsca: Instalacja systemu geotermalnego wymaga miejsca na pętlę geotermalną, albo w ziemi, albo pod wodą. W przypadku nieruchomości o ograniczonej przestrzeni lub ograniczeniach dotyczących zagospodarowania przestrzennego może to stanowić wyzwanie.
  • Potrzebne pozwolenia i regulacje: Przepisy i pozwolenia dotyczące instalacji systemów geotermalnych mogą się różnić w zależności od lokalizacji geograficznej, co może skomplikować proces instalacji.
  • Czas zapłaty: Pomimo swojej wydajności, czas potrzebny na odzyskanie początkowej inwestycji może być dłuższy niż w przypadku tańszych systemów, w zależności od lokalnych cen energii i dostępnych zachęt podatkowych.

Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o geotermalnych pompach ciepła i o tym, w jaki sposób mogą pomóc w ogrzewaniu lub chłodzeniu naszego domu.


Bądź pierwszym który skomentuje

Zostaw swój komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

*

*

  1. Odpowiedzialny za dane: Miguel Ángel Gatón
  2. Cel danych: kontrola spamu, zarządzanie komentarzami.
  3. Legitymacja: Twoja zgoda
  4. Przekazywanie danych: Dane nie będą przekazywane stronom trzecim, z wyjątkiem obowiązku prawnego.
  5. Przechowywanie danych: baza danych hostowana przez Occentus Networks (UE)
  6. Prawa: w dowolnym momencie możesz ograniczyć, odzyskać i usunąć swoje dane.