Korábbi cikkekben beszéltünk róla geotermikus fűtés. Ebben megemlítjük, hogy az ilyen típusú fűtés használatához az egyik szükséges alkatrész a geotermikus hőszivattyú, amelynek működése hasonló a közös hőszivattyúéhoz. A legfontosabb különbség azonban az, hogy a működéséhez a földből kinyert hőenergiát használja.
Szeretne részletesen megtudni, hogyan működik egy geotermikus hőszivattyú és mik a jellemzői? Ez az információ nagyon hasznos lesz, ha ilyen típusú rendszer telepítését fontolgatja otthonában.
Geotermikus hőszivattyú
Ahhoz, hogy részletesen megértsük, mi az a geotermikus hőszivattyú, először is fontos megjegyezni, hogy mi is az a geotermikus fűtés. Ez a technológia a föld alól, akár sziklákból, akár talajvízből kinyert hőt használ fel egy épület fűtésére. A hőt egy speciálisan telepített földalatti csőrendszeren keresztül keringő melegvíz szállítja.
A geotermikus hőszivattyú kulcseleme ennek a rendszernek. Valójában a használata odáig bővült A hőszivattyú-piac évente 20%-kal nőtt az elmúlt években. Ha valaha is észrevette a hűtőszekrény hátsó csövei által kibocsátott hőt, akkor már van egy általános elképzelése a működéséről: a hűtőszekrény belülről kifelé vezeti a hőt. A geotermikus hőszivattyú valami hasonlót csinál, de az ellenkező irányba; Vagyis kívülről (föld alatt) veszi fel a hőt, és továbbítja az otthon belsejébe.
Geotermikus hőszivattyú működés
A geotermikus hőszivattyú működési elve hasonló minden hűtőrendszeréhez, például hűtőhöz vagy klímaberendezéshez. Mindkét rendszer kulcsa a hűtőfolyadék használata, amely csőrendszeren keresztül kering. Ennek a folyadéknak az a tulajdonsága, hogy összenyomásakor felmelegszik, tágulásakor pedig lehűl.
Télen a sűrített és felmelegített hűtőközeg egy hőcserélőn keresztül kering, amely ezt az energiát a ház fűtési rendszerébe továbbítja. A folyadék ezután lehűl és kitágul, ez a folyamat, amelynek során ismét érintkezésbe kerül a geotermikus forrás (az altalaj hője), hogy hőenergiával töltsék fel. Ez a ciklus folyamatosan ismétlődik, hogy kényelmes hőmérsékletet tartson otthonában.
Bár a hőszivattyú elektromos áramot használ a folyadék átjuttatására a rendszeren, hatásfoka kiemelkedően magas. A modern geotermikus hőszivattyús rendszerek akár 4 kW hőt is képesek termelni minden egyes kW fogyasztott villamos energiára. Ez a hatásfok azért lehetséges, mert nem kell hőt termelni, hanem egyszerűen ki kell vonni a földből, ahol a hőmérséklet mindig stabilabb, mint a felszínen.
Ezen kívül vannak megfordítható szivattyúk, amelyek nyáron is hűthetik a lakást. Ezek a szivattyúk fordítottan működnek, és a hőt a ház belsejéből a föld alá vezetik. Ez egy szelepen keresztül érhető el, amely szabályozza a hőáramlás irányát.
A geotermikus energia kinyerésének módjai
A geotermikus energia hőszivattyúkkal történő kihasználásának számos módja van. A felhasználók általában jól ismerik a külső levegő fűtését, de a geotermikus szivattyúk esetében az energiaforrás a föld alatt tárolt hő. Ezt a fajta energiát figyelembe veszik megújítható y gyakorlatilag végtelen, amely egész évben hatékony és fenntartható fűtést biztosít.
Az ilyen típusú rendszernek egyértelmű előnye van a külső klímától függő egyéb fűtési módokkal szemben, mint például az aerotermikus energia. Míg a hagyományos hőszivattyú csökkenti a hatékonyságát, ha a külső hőmérséklet túl hideg, a geotermikus szivattyú soha nem veszíti el hatékonyságát, mivel az altalaj a felszín időjárási viszonyaitól függetlenül stabil hőmérsékletet tart fenn.
A geotermikus hőszivattyúk típusai: függőleges és vízszintes
A geotermikus hőszivattyúknak két fő típusa van, amelyek a talajból hőt kivonó csövek beépítési módjában különböznek egymástól:
- Függőleges geotermikus hőszivattyúk: Ezek a legnépszerűbbek, és 150 és 200 láb közötti mélységben vannak felszerelve a felszín alatt. Ebben a konfigurációban a csöveket a talaj függőleges perforációiba helyezik, amelyeken keresztül fagyálló folyadék kering, amely a hőt a rendszer hűtőfolyadékához emeli.
- Vízszintes geotermikus hőszivattyúk: Ebben az esetben a csöveket közelebb helyezzük a felszínhez, körülbelül 6 láb mélyre, vízszintesen elosztva. Ez a fajta telepítés több helyet igényel, így ideális nagy földterületekhez. Bár olcsóbb, mint a függőleges szivattyú, a hőátadás szempontjából kevésbé hatékony is lehet.
Mindkét rendszerben a kicserélő szondák víztestek, például folyók, tavak vagy lagúnák közelében lévő területekre telepíthetők anélkül, hogy ez befolyásolná a rendszer hatékonyságát.
Geotermikus befogás vízben
A geotermikus rendszerek érdekes változata a geotermikus vízgyűjtés, ahol a csöveket közvetlenül egy víztestbe, például tavakba vagy folyókba vezetik. Ez a rendszer egyszerűbb és olcsóbb a telepítés szempontjából, és nagy hatékonyságot biztosít mindaddig, amíg rendelkezésre áll a vízi erőforrás.
Kezdeti beruházás és gazdasági megtérülés
Az egyik fő akadály, amellyel a geotermikus hőszivattyú telepítését fontolgatják, a kezdeti költség. A geotermikus rendszerek kezdetben jelentős beruházást igényelnek, hiszen szükséges a korábbi terepvizsgálatok elvégzése, fúrások és speciális berendezések beszerzése.
Családi házban például a geotermikus rendszer telepítése között kerülhet 6.000 és 13.000 euró. Fontos azonban kiemelni, hogy bár a kezdeti beruházás magas, a geotermikus hőszivattyús rendszerek hosszú távon jelentős megtakarítást tesznek lehetővé. Becslések szerint a felhasználók 30-70%-kal csökkenthetik az energiafogyasztást fűtésben, hűtés esetén pedig 20-50%-kal. Ezek a megtakarítások felhasználástól függően lehetővé teszik a kezdeti befektetés amortizációját 5 és 10 év között.
A technológia alkalmazása nemcsak a rendszer tulajdonosának, hanem a környezetnek is előnyös, hiszen drasztikusan csökken a nem megújuló energiaforrások felhasználása, és ezzel együtt az üvegházhatású gázok kibocsátása is.
A geotermikus hőszivattyúk ideális választást jelentenek azok számára, akik a hosszú távú környezeti hatásukat minimalizálni szeretnék, miközben hatékony és gazdaságos fűtési és hűtési rendszert szeretnének biztosítani.