În articolele anterioare despre care am vorbit încălzire geotermală. În acesta, menționăm că una dintre componentele necesare utilizării acestui tip de încălzire este pompa de caldura geotermala, a cărui funcționare este similară cu cea a pompei de căldură obișnuite. Cu toate acestea, diferența cheie este că folosește energia termică extrasă din sol pentru funcționarea sa.
Doriți să aflați în detaliu cum funcționează o pompă de căldură geotermală și care sunt caracteristicile acesteia? Aceste informații vă vor fi foarte utile dacă vă gândiți să instalați acest tip de sistem în casa dvs.
Pompa de căldură geotermală
Pentru a înțelege în detaliu ce este o pompă de căldură geotermală, este esențial să ne amintim mai întâi ce este încălzirea geotermală. Această tehnologie folosește căldura extrasă din subteran, fie din roci, fie din apele subterane, pentru a încălzi o clădire. Căldura este transportată de apă caldă care circulă printr-un sistem de conducte subterane special instalate.
Pompa de căldură geotermală este un element cheie în cadrul acestui sistem. De fapt, utilizarea sa s-a extins până la punctul în care Piața pompelor de căldură a crescut cu 20% anual în ultimii ani. Dacă ai observat vreodată căldura emisă de tuburile din spate ale unui frigider, ai deja o idee generală despre cum funcționează: frigiderul elimină căldura din interior spre exterior. Pompa de căldură geotermală face ceva asemănător, dar în sens invers; Adică preia căldură din exterior (sub pământ) și o transferă în interiorul locuinței.
Funcționarea pompei de căldură geotermală
Principiul de funcționare al pompei de căldură geotermală este similar cu cel al oricărui sistem de refrigerare, cum ar fi un frigider sau un aparat de aer condiționat. Cheia în ambele sisteme este utilizarea unui fluid frigorific care circulă printr-un sistem de tuburi. Acest fluid are proprietatea de a se încălzi atunci când este comprimat și de a se răci atunci când se extinde.
În timpul iernii, fluidul frigorific, care a fost comprimat și încălzit, circulă printr-un schimbător de căldură care transferă acea energie către sistemul de încălzire al casei. Apoi fluidul se răcește și se extinde, proces în care intră din nou în contact cu sursă geotermală (caldura din subsol) pentru a se reincarca cu energie termica. Acest ciclu se repetă continuu pentru a menține casa la o temperatură confortabilă.
Deși pompa de căldură folosește electricitate pentru a deplasa fluidul prin sistem, eficiența sa este remarcabil de mare. Sistemele moderne de pompe de căldură geotermale pot genera până la 4 kW de căldură pentru fiecare kW de energie electrică consumată. Această eficiență este posibilă deoarece nu este necesar să se genereze căldură, ci pur și simplu să o extragă din pământ, unde temperaturile sunt întotdeauna mai stabile decât la suprafață.
În plus, există pompe reversibile, care pot răci locuința și pe timpul verii. Aceste pompe funcționează invers, eliminând căldura din interiorul casei în subteran. Acest lucru se realizează printr-o supapă care controlează direcția fluxului de căldură.
Modalități de extragere a energiei geotermale
Există diferite moduri de a profita de energia geotermală cu pompele de căldură. Utilizatorii sunt de obicei familiarizați cu utilizarea aerului exterior pentru încălzire, dar în cazul pompelor geotermale, sursa de energie este căldura stocată în subteran. Se ia în considerare acest tip de energie regenerabile y practic infinit, care asigură încălzire pe tot parcursul anului într-un mod eficient și durabil.
Acest tip de sistem are un avantaj clar față de alte metode de încălzire care depind de climatul exterior, precum aerotermală. În timp ce o pompă de căldură convențională își scade eficiența atunci când temperatura exterioară este prea rece, pompa geotermală nu își pierde niciodată eficiența, deoarece subsolul menține o temperatură stabilă, indiferent de condițiile meteorologice de la suprafață.
Tipuri de pompe de căldură geotermale: verticale și orizontale
Există două tipuri principale de pompe de căldură geotermale, care diferă prin modul în care sunt instalate tuburile care extrag căldura din sol:
- Pompe de căldură geotermale verticale: Sunt cele mai populare și sunt instalate la adâncimi cuprinse între 150 și 200 de picioare sub suprafață. În această configurație, tuburile sunt introduse în perforații verticale din pământ, prin care circulă un lichid antigel care ridică căldura către fluidul de răcire al sistemului.
- Pompe de căldură geotermale orizontale: În acest caz, tuburile sunt plasate mai aproape de suprafață, la aproximativ 6 picioare adâncime, distribuite orizontal. Acest tip de instalație necesită mai mult spațiu, ceea ce îl face ideal pentru terenuri mari. Deși este mai puțin costisitoare decât pompa verticală, poate fi și mai puțin eficientă în ceea ce privește transferul de căldură.
În ambele sisteme, sondele de schimb pot fi instalate pe terenuri apropiate de corpurile de apă, precum râuri, lacuri sau lagune, fără ca acest lucru să afecteze eficiența sistemului.
Captarea geotermală în apă
O variantă interesantă a sistemelor geotermale este colectarea apei geotermale, în care conductele sunt introduse direct într-un corp de apă, cum ar fi lacuri sau râuri. Acest sistem este mai simplu și mai ieftin din punct de vedere al instalării și oferă o eficiență mare atâta timp cât resursa acvatică este disponibilă.
Investiție inițială și rentabilitate economică
Una dintre principalele bariere cu care se confruntă cei care se gândesc să instaleze o pompă de căldură geotermală este costul inițial al acesteia. Sistemele geotermale necesită o investiție semnificativă la început, deoarece este necesară efectuarea unor studii anterioare ale terenului, foraj și achiziționarea de echipamente specializate.
Într-o casă de familie, de exemplu, instalarea unui sistem geotermal poate costa între 6.000 și 13.000 euro. Cu toate acestea, este important de subliniat faptul că, deși investiția inițială este mare, sistemele cu pompe de căldură geotermale permit economii semnificative pe termen lung. Se estimează că utilizatorii pot reduce consumul de energie la încălzire între 30% și 70%, iar în cazul răcirii, între 20% și 50%. In functie de utilizare, aceste economii permit amortizarea investitiei initiale intr-o perioada care variaza intre 5 si 10 ani.
Utilizarea acestei tehnologii nu aduce beneficii doar proprietarului sistemului, ci și mediului, deoarece se reduce drastic consumul de surse de energie neregenerabile și, odată cu acesta, emisiile de gaze cu efect de seră.
Pompele de căldură geotermale sunt o opțiune ideală pentru cei care doresc să-și minimizeze impactul pe termen lung asupra mediului, asigurând în același timp un sistem de încălzire și răcire eficient și economic.