U prethodnim člancima smo govorili o tome geotermalno grijanje. U njemu napominjemo da je jedna od komponenti neophodnih za korištenje ove vrste grijanja geotermalna toplotna pumpa, čiji je rad sličan radu obične toplotne pumpe. Međutim, ključna razlika je u tome što za svoj rad koristi toplinsku energiju izvučenu iz zemlje.
Želite li detaljnije znati kako radi geotermalna toplotna pumpa i koje su njene karakteristike? Ove informacije će vam biti od velike koristi ako razmišljate o instaliranju ovog tipa sistema u svom domu.
Geotermalna toplotna pumpa
Da bismo detaljno razumjeli šta je geotermalna toplotna pumpa, neophodno je prvo zapamtiti šta je geotermalno grijanje. Ova tehnologija koristi toplinu izvučenu iz podzemlja, bilo iz stijena ili podzemnih voda, za grijanje zgrade. Toplota se prenosi toplom vodom koja cirkuliše kroz sistem posebno postavljenih podzemnih cevi.
Geotermalna toplotna pumpa je ključni element u ovom sistemu. U stvari, njegova upotreba se proširila do te mjere da Tržište toplotnih pumpi je raslo za 20% godišnje poslednjih godina. Ako ste ikada primijetili toplinu koju emituju stražnje cijevi hladnjaka, već imate opću ideju o tome kako funkcionira: hladnjak izbacuje toplinu iznutra prema van. Geotermalna toplotna pumpa radi nešto slično, ali u suprotnom smjeru; Odnosno, uzima toplinu izvana (podzemlja) i prenosi je u unutrašnjost doma.
Rad geotermalne toplotne pumpe
Princip rada geotermalne toplotne pumpe sličan je principu rada bilo kog rashladnog sistema, kao što je frižider ili klima uređaj. Ključ u oba sistema je upotreba rashladnog fluida koji cirkuliše kroz sistem cevi. Ova tekućina ima svojstvo zagrijavanja kada je komprimirana i hlađenja kada se širi.
Tokom zime, rashladni fluid, koji je komprimovan i zagrejan, cirkuliše kroz izmenjivač toplote koji tu energiju prenosi na sistem grejanja kuće. Tekućina se zatim hladi i širi, što je proces u kojem ponovo dolazi u kontakt sa geotermalni izvor (toplina iz podzemlja) za punjenje toplotnom energijom. Ovaj ciklus se neprestano ponavlja kako bi se u domu održavala ugodna temperatura.
Iako toplotna pumpa koristi električnu energiju za kretanje tečnosti kroz sistem, njena efikasnost je izuzetno visoka. Moderni geotermalni sistemi toplotne pumpe mogu proizvesti do 4 kW toplote za svaki kW potrošene električne energije. Ova efikasnost je moguća jer nije potrebno stvarati toplinu, već je jednostavno izvlačiti iz zemlje, gdje su temperature uvijek stabilnije nego na površini.
Osim toga, postoje i reverzibilne pumpe, koje takođe mogu rashladiti dom tokom ljeta. Ove pumpe rade obrnuto, izbacujući toplotu iz unutrašnjosti kuće u podzemlje. To se postiže pomoću ventila koji kontrolira smjer toka topline.
Načini za vađenje geotermalne energije
Postoje različiti načini da se iskoristi geotermalna energija pomoću toplotnih pumpi. Korisnici su obično upoznati sa korištenjem vanjskog zraka za grijanje, ali u slučaju geotermalnih pumpi, izvor energije je toplina pohranjena pod zemljom. Ova vrsta energije se razmatra obnovljive y praktično beskonačan, koji omogućava grijanje tokom cijele godine na efikasan i održiv način.
Ovaj tip sistema ima jasnu prednost u odnosu na druge metode grijanja koje zavise od vanjske klime, kao što je aerotermalna energija. Dok konvencionalna toplotna pumpa smanjuje svoju efikasnost kada je vanjska temperatura preniska, geotermalna pumpa nikada ne gubi efikasnost, jer podzemlje održava stabilnu temperaturu, bez obzira na vremenske uslove na površini.
Vrste geotermalnih toplotnih pumpi: vertikalne i horizontalne
Postoje dvije glavne vrste geotermalnih toplotnih pumpi koje se razlikuju po načinu ugradnje cijevi koje izvlače toplinu iz zemlje:
- Vertikalne geotermalne toplotne pumpe: Oni su najpopularniji i instalirani su na dubinama između 150 i 200 stopa ispod površine. U ovoj konfiguraciji, cijevi su umetnute u vertikalne perforacije u tlu, kroz koje cirkuliše tekućina protiv smrzavanja koja podiže toplinu do rashladnog fluida sistema.
- Horizontalne geotermalne toplotne pumpe: U ovom slučaju, cijevi se postavljaju bliže površini, oko 6 stopa duboko, raspoređene horizontalno. Ova vrsta instalacije zahtijeva više prostora, što je čini idealnom za velike parcele. Iako je jeftinija od vertikalne pumpe, može biti i manje efikasna u smislu prijenosa topline.
U oba sistema, sonde za izmjenu mogu se instalirati na zemljištu blizu vodnih tijela, kao što su rijeke, jezera ili lagune, a da to ne utiče na efikasnost sistema.
Geotermalno hvatanje u vodi
Zanimljiva varijanta geotermalnih sistema je sakupljanje geotermalne vode, gdje se cijevi uvode direktno u vodno tijelo, kao što su jezera ili rijeke. Ovaj sistem je jednostavniji i jeftiniji u smislu instalacije i pruža veliku efikasnost sve dok je vodeni resurs dostupan.
Početna investicija i ekonomski povrat
Jedna od glavnih prepreka sa kojima se suočavaju oni koji razmišljaju o ugradnji geotermalne toplotne pumpe je njen početni trošak. Geotermalni sistemi zahtijevaju značajna ulaganja u startu, jer je potrebno izvršiti prethodne studije terena, bušenje i nabavku specijalizirane opreme.
U porodičnoj kući, na primjer, instalacija geotermalnog sistema može koštati između 6.000 i 13.000 eura. Međutim, važno je naglasiti da, iako je početna investicija velika, sistemi geotermalnih toplotnih pumpi omogućavaju značajne uštede na duži rok. Procjenjuje se da korisnici mogu smanjiti potrošnju energije u grijanju između 30% i 70%, au slučaju hlađenja između 20% i 50%. Ovisno o namjeni, ove uštede omogućavaju amortizaciju početnog ulaganja u periodu koji varira između 5 i 10 godina.
Korištenje ove tehnologije ne koristi samo vlasniku sistema, već i okolišu, jer je potrošnja neobnovljivih izvora energije drastično smanjena, a time i emisije stakleničkih plinova.
Geotermalne toplotne pumpe su idealna opcija za one koji žele da minimiziraju svoj dugoročni uticaj na životnu sredinu, istovremeno obezbeđujući efikasan i ekonomičan sistem grejanja i hlađenja.