Geotermalna toplotna črpalka

Deluje kot hladilnik

Vaš hladilnik odstrani toploto iz notranjosti hladilnika in jo prenese v vašo kuhinjo. Geotermalna toplotna črpalka uporablja enak princip, vendar pa prenaša toploto od zemeljskih tal v vašo hišo (ali obratno). To počne skozi dolge zanke podzemnih cevi, ki so vgrajene v zunanjosti in napolnjene s tekočino (vodo pomešano z raztopino proti zamrznitvi). Zanke so priključene na razdelilnik, ki je povezan na geotermalno toplotno črpalko v vašem domu. Toplotna črpalka deluje hkrati kot peč in klimatska naprava.

Med ogrevalno sezono, tekočina odvzame toploto iz tal in jo dostavi v geotermalno enoto in nato skupaj s hladilno tekočino, v kateri je toplota, distribuira preko zraka ali hidravličnega sistema. Med poletjem, ko je potrebno hlajenje, poteka postopek v obratni smeri. Črpalka odstrani toploto iz hiše kjer je nameščena in jo prenese na zemljo. Številne enote lahko zagotovijo tudi sanitarne vode za potrošno sanitarno vodo.

Geotermalne toplotne črpalke so veliko bolj učinkovite kot konvencionalni sistemi za ogrevanje. Pri teh črpalkah pri ogrevanju ne gori gorivo za ustvarjanje toplote, saj se tukaj preprosto premakne obstoječa toplota iz enega kraja v drugega. In ker je temperatura pod zemljo še vedno relativno konstantna in lahko znaša med 11 do 15 ^oC. Zaradi dobljene toplote iz zemlje, sistem zahteva veliko manj energije za ogrevanje / hlajenje vašega doma od običajnih sistemov in samih toplotnih črpalk, ki uporabljajo zunanji zrak kot medij za prenos.

Slika: Geotermalna toplotna črpalka črpa toploto iz zemlje in jo sprosti v vašem domu.

Vedeti moramo, da je sistem z uporabo geotermalne energije zelo drag. Cena lahko znaša približno od 7.000 pa do 20.000 € in več, kar je odvisno od vašega osebnega standarda, velikosti parcele, konfiguracije sistema, dostopnosti in zneska za kopanje in potrebnega vrtanja. Izračunani znesek za približnih 2000 m² veliko parcelo se giblje od 10.000 do 20.000 €. Pri gradnji nove stavbe bodo stroški vsekakor nižji, kot naložba ogrevalnega sistema v obstoječi hiši, pa vendar bodo kljub vsemu stroški, na spodnjem koncu. Lahko računamo, da bodo stroški pri vgradnji geotermalnega sistema porastli za približno več kot 40 odstotkov in več kot za običajni ogrevalni sistem.

Prihranek teh stroškov je skozi varčevanje z energijo lahko v štirih letih povrnjen, ali traja tudi do 15 let, odvisno od oskrbovalne zmogljivosti in cene instalacije. To zahteva nekaj domače naloge in strokovne ocene, da se ugotovi, če vam takšen geotermalni sistem omogoča naložbo tudi v finančnem smislu glede na vaš položaj.

Popusti, spodbude in druge informacije

Danes že v številnih državah najdemo različna zvezna, državna in občinska financiranja, popuste in spodbude, da bi našli zase najboljši oziroma najvarčnejši ogrevalni sistem. Naprednejše države razpolagajo s strokovno izobraženimi energetskimi svetovalci, nekatera večja mesta imajo celo "Energetske Centre", tudi pri nas, ki pa so namenjeni bolj samemu sebi. Zato je najbolje, da dodatne informacije o geotermalnih toplotnih črpalkah še naprej iščete po spletu.

Geotermalna energija ima veliko prednosti

Pri obratovanju so precej nižji stroški od drugih sistemov. Geotermalna toplotna črpalka vam prihrani 30 do 60 odstotkov pri ogrevanju in 20 do 50 odstotkov za hlajenje v konvencionalnih ogrevalnih in hladilnih sistemih.

Geotermalna energija uporablja čiste, obnovljive vire energije (sonce).

Z geotermalno toplotno črpalko ni na licu mesta izgorevanje in torej ni emisij ogljikovega dioksida, ogljikovega monoksida in drugih toplogrednih plinov. Prav tako ne obstajajo kakršna koli vprašanja o varnosti in kakovosti zraka v zvezi z izgorevanjem v notranjosti hiše. (Vendar pa, toplotna črpalka za delovanje uporablja električno energijo, ki je lahko izdelana z uporabo fosilnih goriv.)

Uporabo geotermalne energije je mogoče namestiti v novogradnjah in pri predelavah

Vendar je predelava veliko dražja, saj se zahtevajo pri predelavah cevovodov velike spremembe.

Sistem za izrabo geotermalne energije deluje veliko tišje od drugih sistemov za hlajenje

Ni glasnega in motečega zunanjega kompresorja ali ventilatorja. Notranja enota je navadno toliko glasna kot kuhinjski hladilnik.

Nizki stroški za vzdrževanje in dolga življenjska doba

Notranje komponente običajno vzdržijo okoli 25 let (v primerjavi s 15 leti ali manj z ogrevalnimi kotli ali konvencionalnimi enotami) in več kot 50 let za zemeljske cevne zanke. Sistem ima manj gibljivih delov in je zaščiten pred mogočimi zunanjimi poškodbami, zato je potrebno minimalno vzdrževanje.

Poleg stroškov, obstajajo tudi slabosti

Ni za samogradnjo, saj je potrebno skrbno dimenzioniranje, projektiranje in montaža, ki zahtevajo strokovno znanje za vgradnjo najbolj učinkovitega sistema. Ta vrsta ogrevanja in vgradnja sistema za hlajenje se še vedno štejeta za relativno novo vrsto tehnologije in jo tako monterji manj poznajo, kar še vedno pomeni konkurenčen razlog, da so cene ostale visoke. Namestitev je zelo moteča za podeželje in ne bo mogoča vgradnja nekaterih sklopov na posameznih območjih. Vrtanje ali kopanje za vgradnjo potrebne opreme ne bo moteče zagotovo pa ne, zaradi ugodnejše cene.

Vrste cevnih zank vplivajo na stroške

Tri regulacijske zanke so prikazane na sliki, ki se pri izvedbi najpogosteje izvajajo. Obstajajo tudi manj pogosti odprti sistemi, pri katerih kroži površinska voda ali voda iz vodnjaka in se vrne na tla skozi cev za odvod uporabljene vode sistema.

Najboljši sistem je dolžina zanke, ki je oblikovana po posebni obliki zemljišča, ki pa je odvisna od različnih dejavnikov, kot so podnebje, stanje tal, ki je na voljo in zemljišča potrebnega za ogrevanje in hlajenje, ter lokalnih stroškov namestitve na mestu.

Cevi s horizontalnim sistemom

Lega v obliki spirale ali ravne cevi, ki je na obeh koncih zavita v zanko, je izdelana s polietilenskimi cevmi v globini zemlje okoli 1,85 m. To je cenovno najcenejša možnost za izvedbo del pod zemljo, vendar pa zahteva veliko površino odprtega prostora, za 2.000 m² potrebuje hiša okoli 400 zank v razmiku 62 cm in skupne dolžine cevi okoli 7,000 tekočih metrov.

Cevi z vertikalnim  sistemom

Vertikalni sistem s cevnimi zankami se uporablja, kadar je prostor omejen. Luknje za cevne zanke se izvrtajo približno 4,5 m narazen in nekje od 35 pa do 120 m globine. Za vgradnjo potrebujemo cev, ki jo na spodnji strani zavijemo, da dobimo zanko, kjer je na eni strani dovod tople in na drugi strani odvod hladne vode.

Ribnik ali jezero

Približno 100.000 geotermalnih toplotnih črpalk je vsako leto samo v ZDA na novo vgrajenih. Zanimanje za geotermalno energijo je še vedno v porastu. Leta 2010 je industrija zabeležila 40-odstotni porast proizvodnje geotermalnih toplotnih črpalk. Strokovnjaki ocenjujejo, da se nastali začetni stroški lahko povrnejo najmanj štiri do sedem let (pri novo gradnji) ali 10 do 12 let (pri rekonstrukciji), če želimo, da se povrnejo s prihrankom energije od nastalih začetnih stroškov.

Smiselna vgradnja geotermalne toplotne črpalke:

• Če živite na velikem zemljišču, kjer je ribnik ali vodnjak vam to omogoča cenejšo izvedbo cevnih zank (glej graf).
• Če že imate obstoječo hišo za ogrevanje in hlajenje, je poraba energije zelo velika, to pomeni, da trenutno uporabljate drage energente, kot so: zemeljski plin ali propan, kurilno olje ali električna energija.

I.K.