A harcban energiahatékonyság, a technológia lehetővé teszi, hogy kihasználjuk az olyan energiaforrásokat, mint a nap, a szél vagy a víz otthonunk megvilágítására, mozgatására, fűtésére vagy hűtésére. A következő lépés az lehet, hogy lenézünk a lábunk alá, néhány méterrel a talaj felett, ahol mindig meleg és állandó a hőmérséklet. Ismét a körülöttünk lévő energia hasznosításáról van szó. A napból hozzánk érkező hő nagy részét a földkéreg elnyeli, és a föld alatt marad. Köszönhetően a geotermikus hőszivattyúk, kihasználhatjuk a föld alatti meleget otthonunk fűtésére vagy hűtésére.
Ebben a cikkben elmagyarázzuk Önnek, mik is azok a geotermikus hőszivattyúk, jellemzőik, működésük, hatékonyságuk és még sok más.
Mik azok a geotermikus hőszivattyúk
egy geotermikus hőszivattyú Ez egy olyan fűtési és hűtési rendszer, amely a Földben tárolt hőenergiát használja fel az épület vagy otthon hőmérsékletének szabályozására. Ellentétben a hagyományos rendszerekkel, amelyek fosszilis tüzelőanyagokat égetnek el, vagy villamos energiát használnak hő vagy hideg előállítására, a geotermikus hőszivattyúk hatékonyabbak és környezetbarátabbak.
Ezek a szivattyúk kihasználják azt a tényt, hogy a föld alatt néhány méterrel a hőmérséklet egész évben állandó marad, függetlenül a külső időjárási viszonyoktól. Ez azt jelenti, hogy a geotermikus hőszivattyúk télen fűtést és nyáron hűtést is képesek hatékonyan és fenntarthatóan biztosítani.
Hogyan működnek a geotermikus hőszivattyúk
El geotermikus hőszivattyú működése A termodinamikai cikluson alapul, és megosztja a technológiát más típusú hőszivattyúkkal, például a hagyományos légkondicionáló berendezésekben használtakkal. Azonban ahelyett, hogy a levegőből vonnák ki a hőt, a geotermikus hőszivattyúk a föld alól vonják ki azt. Ehhez a földdel hőcserélő, eltemetett csövekből álló zárt kört használnak.
A rendszer két fő módon működhet:
- Fűtés üzemmódban: A szivattyú kivonja a hőt a talajból, és továbbítja a ház fűtési rendszerébe.
- Hűtés üzemmódban: A nyár folyamán a folyamat megfordul, és a hőt a lakás belsejéből vonják ki, és a talajba továbbítják.
A ciklus a következő alapvető elemekből épül fel:
- Kompresszor: Felelős a hőátadó folyadék nyomásának növeléséért, felmelegítéséért, hogy a kívánt hőmérsékletet hozza létre a lakásban.
- Párologtató: Eszköz, amely csökkenti a folyadék nyomását, csökkenti annak hőmérsékletét, hogy fel tudja venni a hőt a talajból.
- Kondenzátor: Ahol a hőt a lakás fűtési vagy hűtési rendszerébe továbbítják.
- Expanziós szelep: A szelep, amely szabályozza a hűtőfolyadék áramlását, lehetővé téve a ciklus folytatását.
Ez a ciklikus párolgási és kondenzációs folyamat az, ami lehetővé teszi, hogy a rendszer fűtésre és hűtésre egyaránt működjön, az év minden évszakában alkalmazkodva a lakás igényeihez.
Geotermikus szivattyús telepítések
A földdel hőcserélő kollektorok elrendezésétől függően többféle geotermikus berendezés létezik. A legmegfelelőbb típus kiválasztásához olyan tényezőket kell figyelembe vennünk, mint a rendelkezésre álló hely és a terep adottságai. A leggyakoribb konfigurációk a következők:
Vízszintes geotermikus rögzítés
Ezt a fajta beépítést a vízszintes fektetés csövek az egész telken. A csöveket általában 1 és 2 méter közötti mélységben helyezik el.
Ez a legolcsóbb és legkönnyebben telepíthető formátum, de nagy helyet igényel. Emiatt gyakrabban fordul elő olyan családi házakban, amelyekben nagy földterületek vannak. Kis telkeken ez a lehetőség nem mindig életképes.
Függőleges geotermikus befogás
Azokon a területeken, ahol nincs elég hely a vízszintes telepítéshez, a választás megtörténik függőleges rögzítés. Ebben az esetben 50 és 150 méter közötti mélykutak fúrásra kerülnek, ahol a geotermikus szondákat telepítik.
Bár a speciális fúrási gépek miatt több kezdeti beruházást igényel, ez a lehetőség általában hatékonyabb, mivel nagyobb mélységben a talaj állandóbb és magasabb hőmérsékletet tart fenn.
Rögzítés vízben (tavak vagy folyók)
Ha van hozzáférése a közeli tóhoz, folyóhoz vagy víztározóhoz, lehetőség van geotermikus kollektorok telepítésére ezekbe a víztestekbe is. Ezzel a technikával a rendszer hőt cserél vízzel, ami a víz hőkapacitása miatt nagyon hatékony lehet.
Ennek a rendszernek azonban az a fő hátránya, hogy nem mindig elérhető, mivel ez a megfelelő vízforrás közelségétől függ.
A geotermikus hőszivattyúk előnyei és hátrányai
előny
- Energiahatékonyság: A geotermikus hőszivattyúk rendkívül hatékonyak, teljesítményarányuk (COP) elérheti a 4-et vagy az 5-öt is. Ez azt jelenti, hogy minden elfogyasztott villamos energia kWh-ja után 4-5 kWh hőenergiát termelnek.
- Fenntarthatóság: Ez a rendszer egész évben elérhető megújuló energiaforrást használ, ami hozzájárul a CO2 kibocsátás csökkentéséhez és a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásához.
- Sokoldalúság: A geotermikus hőszivattyúkat nem csak fűtésre, hanem hűtésre és használati melegvíz (HMV) előállítására is használják.
- Tartósság: A geotermikus rendszerek hosszú élettartamukról ismertek, hasznos élettartamuk könnyen meghaladja a 20-30 évet.
- Hosszú távú befektetés: Bár a kezdeti beruházás magas lehet, az üzemeltetési és karbantartási költségek alacsonyak, így ésszerű időn belül amortizálódnak.
hátrányok
- Magas kezdeti költség: A kezdeti befektetés jelentős lehet, különösen a vertikális gyűjtésű rendszerekben. Az energiamegtakarításnak köszönhetően azonban általában kevesebb, mint 10 év alatt megtérül.
- Helyet igényel: Ez a fajta telepítés jelentős helyet igényelhet a vízszintes gyűjtőrendszereknél.
- Geotechnikai tanulmány: A terep adottságaitól függően szükséges olyan korábbi vizsgálatok elvégzése, amelyek növelhetik a költségeket.
- Megtérülési idő: Bár a geotermikus hőszivattyúk nagyon hatékonyak, bizonyos esetekben akár 7-10 évbe is beletelhet, mire megtérülnek.
A geotermikus hőszivattyúk mindenesetre kiváló hosszú távú befektetést jelentenek, mind gazdasági, mind ökológiai szempontból. Nagy teljesítményének és alacsony energiafogyasztásának köszönhetően egyre többen választják ezt a rendszert otthonukba.