Energia geotermalna

W ostatnich latach nowością w Polsce jest wykorzystywanie energii geotermalnej, czyli zgromadzonej w ziemi, do ogrzewania budynków, w tym domów jedno i wielorodzinnych. Tradycyjne źródła energii pochodzące z kopalnych zasobów ziemi są wyczerpywalne, dlatego wciąż wzrastają ceny paliw takich jak węgiel, olej opałowy czy gaz. Ludzie zdają sobie sprawę z tego że ogrzewanie domów staje się drogą inwestycją, skłaniają się dzięki temu do zwrócenia uwagi ku odnawialnym źródłom energii po to aby ograniczyć koszty, których nie da się uniknąć.

Zasadniczo energię geotermalną możemy podzielić na cztery rodzaje:
1. wysoka o temperaturze > 180˚C 
2. średnia o temperaturze w zakresie od 100 do 180˚C 
3. niska pomiędzy 30 – 100˚ C 
4. bardzo niska < 30˚C

Pierwsze trzy czerpią swoją energię z wnętrza ziemi i na terenach stabilnych sejsmicznie są stosunkowo trudno dostępne, a ich wykorzystanie wiąże się z bardzo dużymi nakładami finansowymi.
Czwarty rodzaj energii geotermalnej odnawia swoje zasoby z dwóch źródeł:
• energii jądra ziemi (od dołu) 
• energii słonecznej dostarczanej przez promieniowanie, wiatr i opady deszczu (od góry)

Niskotemperaturowe zasoby geotermalne

Niskotemperaturowe zasoby geotermalne używane są do zmniejszenia zapotrzebowania na energię poprzez wykorzystywanie w bezpośrednim ogrzewaniu domów, fabryk, szklarni lub mogą być zastosowane w pompach ciepła, czyli urządzeniach, które pobierają ciepło z ziemi na płytkiej głębokości i uwalniają je wewnątrz domów w celach grzewczych. Nazwa pompa ciepła jest analogiczna z pompą jaką używamy do pobierania wody ze studni. Podczas pompowania wody „podnosimy” wodę ze studni, czyli stanu o niższej energii do stanu poziomu ogrodu, czyli stanu o wyższej energii. Aby tego dokonać wykorzystujemy siłę własnych mięśni lub, podobnie jak w pompie ciepła, prąd elektryczny.

Pompa ciepła pracuje zarówno w dzień, jak i w nocy bez potrzeby zapewniania stałych dostaw paliwa. Kluczowy dla efektywności jest fakt, że aby dostarczyć do budynku 1kWh energii potrzebujemy pobrać z sieci elektrycznej jedynie ¼ tej wartości czyli 250 Wh, a pozostałe 750Wh pobieramy z gruntu.

Pompy ciepła wykorzystują ciepło niskotemperaturowe (o niskiej energii) (w praktyce 0°C – 60°C), trudne do innego praktycznego wykorzystania. Najczęstszym wariantem zastosowania pompy ciepła w Polsce jest wykorzystanie ciepła gruntu poprzez tzw. kolektor gruntowy (kolektor ziemny).

Gruntowe pompy ciepła z poziomym oraz pionowym gruntowym wymiennikiem ciepła.

Poziome wymienniki ciepła (kolektory poziome) – ułożone są na głębokości ok. 0,80 – 1,2m (głębokość zależy od strefy przemarzania) , gdzie temperatura zmienia się wprawdzie w ciągu roku, ale jej dobowe wahania są minimalne. Na tym poziomie temperatura wynosi w naszym klimacie w lipcu +17°C, a w styczniu +5°C. Ułożony w ziemi kolektor poziomy wykonany z rur miedzianych o dużej przewodności ciepła, w żaden sposób nie zakłóca wegetacji roślin rosnących w ogrodzie. Najwięcej ciepła można odebrać układając kolektory w wilgotnej glebie. Charakteryzuje się łatwością wykonania i niskim kosztem.

Źródło: sofath.pl

Pionowy wymiennik ciepła (sonda pionowa) – ułożony w odwiercie wymiennik pionowy stanowi zamknięty obieg, w którym cyrkuluje niezamarzający roztwór glikol-woda lub czynnik chłodniczy R410A. Pobrane ciepło jest zamieniane przez pompę ciepła na ciepło do ogrzewania domu. Zajmuje on małą powierzchnię gruntu jednak wadą są wysokie koszty odwiertu.

Źródło: sofath.pl

Schemat działania pompy ciepła Natea

Źródło: sofath.pl

Dolne źródło

Pompy ciepła mogą wykorzystywać energię z gruntu poprzez kolektor gruntowy jak również ciepło pochodzące z wód gruntowych, powierzchniowych a także z powietrza atmosferycznego.

Kolektor gruntowy

Kolektor ziemny służy do zaabsorbowania (pobrania) ciepła zgromadzonego w ziemi (tzw. energia geotermiczna/odnawialna) i dostarczeniu jej z sprężarki pompy ciepła. 

Czynnik roboczy, krążący w układzie dolnego źródła, odparowuje pobierając ciepło od źródła dolnego, a następnie jest sprężany. Sprężanie powoduje wzrost ciśnienia, a co za tym idzie także temperatury czynnika roboczego. Kolejno w skraplaczu (ogrzewaniu) ma miejsce skroplenie czynnika (schłodzenie) i oddanie ciepła użytecznego (np. do ogrzewania pomieszczeń). Kolejnym etapem obiegu czynnika jest zawór rozprężny, który powoduje rozprężenie czynnika, czemu towarzyszy obniżenie jego ciśnienia i temperatury, po czym jest on ponownie kierowany do parownika zamykając obieg.

Woda gruntowa

Instalacja wykorzystuje pompę ciepła pobierającą energię z układu dwóch studni głębinowych. W jednej studni – czerpalnej jest zanurzona pompa głębinowa. Pobiera ona i przekazuje wodę do wymiennika w pompie ciepła. Następnie wychłodzona woda jest oddawana do drugiej studni –zrzutowej.

Wody powierzchniowe

Rzeki, jeziora, stawy również mogą być źródłem ciepła dla pomp. Kolektor poziomy rozkłada się wtedy na dnie zbiornika wodnego. Nawet w sytuacji, gdy zbiornik wodny zimą zamarza, nie jest to przeszkodą w pozyskiwaniu z niego energii cieplnej (ogrzewanie lodem).

Powietrze atmosferyczne

Powietrze jest łatwo dostępnym źródłem zasilania pomp ciepła. Wentylator zasysa powietrze i przesuwa je przez parownik pompy ciepła. Część energii cieplnej zmagazynowanej w powietrzu zostaje przekazana do systemu grzewczego budynku. W polskich strefach klimatycznych przy wykorzystywaniu powietrznej pompy ciepła zalecane jest zastosowanie dodatkowego źródła ciepła.

Pompy ciepła najczęściej mają zastosowanie w:
– ogrzewaniu pomieszczeń ciepłem pobieranym z otoczenia (z gruntu, zbiorników wodnych lub powietrza)
- gospodarstwach domowych (chłodziarki, zamrażarki)
– przetwórstwie spożywczym (chłodnie, zamrażalnie, fabryki lodu)
– klimatyzacji pomieszczeń (chłodzenie pomieszczeń)
– chłodnictwie

źródło - Sofath.pl

Zapraszamy również na naszą stronę internetową www.danwent.com.pl zakładka pompy ciepła.

Wpisz w formularz kontaktowy swoje dane nt budowy a my wyślemy wstępną ofertę