Σε προηγούμενα άρθρα για τα οποία έχουμε συζητήσει γεωθερμική θέρμανση. Σε αυτό, αναφέρουμε ότι ένα από τα εξαρτήματα που είναι απαραίτητα για τη χρήση αυτού του τύπου θέρμανσης είναι το γεωθερμική αντλία θερμότητας, του οποίου η λειτουργία είναι παρόμοια με αυτή της κοινής αντλίας θερμότητας. Ωστόσο, η βασική διαφορά είναι ότι χρησιμοποιεί θερμική ενέργεια που εξάγεται από το έδαφος για τη λειτουργία του.
Θα θέλατε να μάθετε αναλυτικά πώς λειτουργεί μια γεωθερμική αντλία θερμότητας και ποια είναι τα χαρακτηριστικά της; Αυτές οι πληροφορίες θα είναι πολύ χρήσιμες εάν σκέφτεστε να εγκαταστήσετε αυτό το είδος συστήματος στο σπίτι σας.
Γεωθερμική αντλία θερμότητας
Για να κατανοήσουμε λεπτομερώς τι είναι μια γεωθερμική αντλία θερμότητας, είναι απαραίτητο να θυμηθούμε πρώτα τι είναι η γεωθερμική θέρμανση. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιεί θερμότητα που εξάγεται από το υπόγειο, είτε από βράχους είτε από υπόγεια ύδατα, για τη θέρμανση ενός κτιρίου. Η θερμότητα μεταφέρεται με ζεστό νερό που κυκλοφορεί μέσω ενός συστήματος ειδικά εγκατεστημένων υπόγειων σωλήνων.
Η γεωθερμική αντλία θερμότητας είναι βασικό στοιχείο σε αυτό το σύστημα. Μάλιστα η χρήση του έχει επεκταθεί σε σημείο που Η αγορά αντλιών θερμότητας έχει αυξηθεί κατά 20% ετησίως τα τελευταία χρόνια. Αν έχετε ποτέ παρατηρήσει τη θερμότητα που εκπέμπεται από τους πίσω σωλήνες ενός ψυγείου, έχετε ήδη μια γενική ιδέα για το πώς λειτουργεί: το ψυγείο διώχνει τη θερμότητα από το εσωτερικό προς το εξωτερικό. Η γεωθερμική αντλία θερμότητας κάνει κάτι παρόμοιο, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Δηλαδή παίρνει θερμότητα από το εξωτερικό (υπόγειο) και τη μεταφέρει στο εσωτερικό του σπιτιού.
Λειτουργία γεωθερμικής αντλίας θερμότητας
Η αρχή λειτουργίας της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας είναι παρόμοια με αυτή οποιουδήποτε συστήματος ψύξης, όπως ψυγείο ή κλιματιστικό. Το κλειδί και στα δύο συστήματα είναι η χρήση ενός ψυκτικού υγρού που κυκλοφορεί μέσω ενός συστήματος σωλήνων. Αυτό το υγρό έχει την ιδιότητα να θερμαίνεται όταν συμπιέζεται και να ψύχεται όταν διαστέλλεται.
Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, το ψυκτικό υγρό, το οποίο έχει συμπιεστεί και θερμανθεί, κυκλοφορεί μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας που μεταφέρει αυτή την ενέργεια στο σύστημα θέρμανσης του σπιτιού. Το υγρό στη συνέχεια ψύχεται και διαστέλλεται, μια διαδικασία κατά την οποία έρχεται και πάλι σε επαφή με το γεωθερμική πηγή (η θερμότητα από το υπέδαφος) για επαναφόρτιση με θερμική ενέργεια. Αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται συνεχώς για να διατηρείται το σπίτι σε μια άνετη θερμοκρασία.
Αν και η αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί ηλεκτρισμό για να μετακινήσει υγρό μέσα στο σύστημα, η απόδοσή της είναι αξιοσημείωτα υψηλή. Τα σύγχρονα συστήματα γεωθερμικής αντλίας θερμότητας μπορούν να παράγουν έως και 4 kW θερμότητας για κάθε kW ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται. Αυτή η απόδοση είναι δυνατή επειδή δεν είναι απαραίτητο να παραχθεί θερμότητα, αλλά απλώς να εξαχθεί από τη γη, όπου οι θερμοκρασίες είναι πάντα πιο σταθερές από ό,τι στην επιφάνεια.
Επιπλέον, υπάρχουν αναστρέψιμες αντλίες, οι οποίες μπορούν επίσης να δροσίσουν το σπίτι κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Αυτές οι αντλίες λειτουργούν αντίστροφα, διώχνοντας θερμότητα από το εσωτερικό του σπιτιού στο υπόγειο. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας βαλβίδας που ελέγχει την κατεύθυνση της ροής της θερμότητας.
Τρόποι εξαγωγής γεωθερμικής ενέργειας
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να εκμεταλλευτείτε τη γεωθερμική ενέργεια με αντλίες θερμότητας. Οι χρήστες είναι συνήθως εξοικειωμένοι με τη χρήση του εξωτερικού αέρα για θέρμανση, αλλά στην περίπτωση των γεωθερμικών αντλιών, η πηγή ενέργειας είναι η θερμότητα που αποθηκεύεται υπόγεια. Αυτός ο τύπος ενέργειας θεωρείται ανανεώσιμος y πρακτικά άπειρο, που παρέχει θέρμανση καθ' όλη τη διάρκεια του έτους με αποτελεσματικό και βιώσιμο τρόπο.
Αυτός ο τύπος συστήματος έχει ένα σαφές πλεονέκτημα έναντι άλλων μεθόδων θέρμανσης που εξαρτώνται από το εξωτερικό κλίμα, όπως η αεροθερμική. Ενώ μια συμβατική αντλία θερμότητας μειώνει την αποτελεσματικότητά της όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι πολύ κρύα, η γεωθερμική αντλία δεν χάνει ποτέ την απόδοση, καθώς το υπέδαφος διατηρεί σταθερή θερμοκρασία, ανεξάρτητα από τις καιρικές συνθήκες στην επιφάνεια.
Τύποι γεωθερμικών αντλιών θερμότητας: κάθετες και οριζόντιες
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι γεωθερμικών αντλιών θερμότητας, οι οποίοι διαφέρουν στον τρόπο εγκατάστασης των σωλήνων που εξάγουν θερμότητα από το υπέδαφος:
- Κάθετες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας: Είναι τα πιο δημοφιλή και εγκαθίστανται σε βάθη μεταξύ 150 και 200 πόδια κάτω από την επιφάνεια. Σε αυτή τη διαμόρφωση, σωλήνες εισάγονται σε κάθετες διατρήσεις στο έδαφος, μέσω των οποίων κυκλοφορεί ένα αντιψυκτικό υγρό που ανεβάζει τη θερμότητα στο ψυκτικό υγρό του συστήματος.
- Οριζόντιες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας: Σε αυτή την περίπτωση, οι σωλήνες τοποθετούνται πιο κοντά στην επιφάνεια, περίπου 6 πόδια βάθος, κατανεμημένοι οριζόντια. Αυτός ο τύπος εγκατάστασης απαιτεί περισσότερο χώρο, καθιστώντας τον ιδανικό για μεγάλα οικόπεδα. Αν και λιγότερο ακριβή από την κατακόρυφη αντλία, μπορεί επίσης να είναι λιγότερο αποδοτική όσον αφορά τη μεταφορά θερμότητας.
Και στα δύο συστήματα, οι ανιχνευτές ανταλλαγής μπορούν να εγκατασταθούν σε εδάφη κοντά σε υδάτινα σώματα, όπως ποτάμια, λίμνες ή λιμνοθάλασσες, χωρίς αυτό να επηρεάζει την απόδοση του συστήματος.
Γεωθερμική σύλληψη στο νερό
Μια ενδιαφέρουσα παραλλαγή των γεωθερμικών συστημάτων είναι η συλλογή γεωθερμικού νερού, όπου οι σωλήνες εισάγονται απευθείας σε ένα υδάτινο σώμα, όπως λίμνες ή ποτάμια. Αυτό το σύστημα είναι απλούστερο και φθηνότερο όσον αφορά την εγκατάσταση και παρέχει μεγάλη απόδοση, εφόσον ο υδάτινος πόρος είναι διαθέσιμος.
Αρχική επένδυση και οικονομική απόδοση
Ένα από τα κύρια εμπόδια που αντιμετωπίζουν όσοι σκέφτονται να εγκαταστήσουν μια γεωθερμική αντλία θερμότητας είναι το αρχικό της κόστος. Τα γεωθερμικά συστήματα απαιτούν σημαντική επένδυση στην αρχή, αφού είναι απαραίτητη η διεξαγωγή προηγούμενων μελετών του εδάφους, η γεώτρηση και η απόκτηση εξειδικευμένου εξοπλισμού.
Σε ένα οικογενειακό σπίτι, για παράδειγμα, η εγκατάσταση ενός γεωθερμικού συστήματος μπορεί να κοστίσει μεταξύ 6.000 και 13.000 ευρώ. Ωστόσο, είναι σημαντικό να τονιστεί ότι, αν και η αρχική επένδυση είναι υψηλή, τα συστήματα γεωθερμικών αντλιών θερμότητας επιτρέπουν σημαντική εξοικονόμηση πόρων μακροπρόθεσμα. Υπολογίζεται ότι οι χρήστες μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας στη θέρμανση μεταξύ 30% και 70%, και στην περίπτωση ψύξης, μεταξύ 20% και 50%. Ανάλογα με τη χρήση, αυτές οι εξοικονομήσεις επιτρέπουν την απόσβεση της αρχικής επένδυσης σε περίοδο που κυμαίνεται μεταξύ 5 και 10 ετών.
Η χρήση αυτής της τεχνολογίας δεν ωφελεί μόνο τον ιδιοκτήτη του συστήματος, αλλά και το περιβάλλον, καθώς μειώνεται δραστικά η κατανάλωση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και μαζί με αυτήν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας είναι μια ιδανική επιλογή για όσους επιθυμούν να ελαχιστοποιήσουν τις μακροπρόθεσμες περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα ένα αποτελεσματικό και οικονομικό σύστημα θέρμανσης και ψύξης.