Všetko o geotermálnom vykurovaní: Ako to funguje, aplikácie a výhody

Keď príde studená zima, musíme vykurovať náš dom, aby sme sa cítili pohodlnejšie. Vtedy vznikajú pochybnosti o globálnom otepľovaní, znečistení a iných problémoch súvisiacich s využívaním klasickej energie na vykurovanie. Na vykurovanie domácností však môžeme počítať s obnoviteľnou energiou. Ide o geotermálne vykurovanie.

Geotermálna energia využíva vnútorné teplo zeme na ohrev vody a zvýšenie teploty v budovách. Toto teplo akumulované v zemských vrstvách možno využiť ako trvalo udržateľný zdroj energie pre rôzne domáce a priemyselné aplikácie. V tomto článku vám vysvetlíme všetko o geotermálne vykurovanie: jeho fungovanie, aplikácie, výhody a ďalšie. Ak chcete vedieť, ako môžete využiť túto pôsobivú technológiu vo vašej domácnosti, pokračujte v čítaní! 

Čo je to geotermálna energia?

Prvá vec je urobiť krátky prehľad toho, čo je geotermálna energia. Ide o energiu uloženú vo forme tepla pod povrchom Zeme. Táto energia zahŕňa teplo uložené v pôde, podzemnej vode a hornináchpri akejkoľvek teplote, bez ohľadu na hĺbku alebo pôvod.

Vďaka tomuto teplu akumulovanému v podloží môžeme využiť geotermálnu energiu na domáce a priemyselné účely. V závislosti od teploty, pri ktorej sa nachádza, môže byť použitý na rôzne účely:

• proporcionar teplo na vykurovanie, teplú úžitkovú vodu alebo klimatizáciu.
• generovať elektrina v zariadeniach s vysokou entalpiou (vysokoteplotný zásobník).

V rámci geotermálneho vykurovania využívame zdroje o nízka entalpia, v ktorom teplota nie je dostatočne vysoká na výrobu elektriny, ale je ideálna na efektívne a udržateľné vykurovanie domácností a budov.

Ako sa využíva geotermálna energia?

Štúdie ukázali, že v hĺbkach medzi 15 a 20 metrov, teplota podložia zostáva stabilná počas celého roka, bez ohľadu na kolísanie vonkajšej teploty. Táto teplota má tendenciu byť v priemere okolo 15-16ºC. Ak klesáme ďalej, teplota sa približne zvyšuje 3 stupne na každých 100 metrovv dôsledku geotermálneho gradientu.

Na využitie tejto energie sa používajú podzemné potrubia, ktorými a teplonosná kvapalina (voda zmiešaná s nemrznúcou zmesou), ktorá prenáša teplo z podložia na povrch. Týmto spôsobom môžeme zachytiť prirodzené teplo Zeme a využiť ho na vytvorenie tepelnej pohody.

Tam tri hlavné technológie zber geotermálneho tepla:

• Horizontálne systémy: Rúry sa inštalujú do výkopov s hĺbkou menšou ako 2 metre. Sú ideálne na veľké pozemky, ale potrebujú dostatok miesta.
• Vertikálne systémy: Rúry inštalované v hlbokých vrtoch s hĺbkou od 25 do 100 metrov. Toto riešenie je vhodné pre oblasti bez veľkého množstva dostupného povrchu.
• Systémy na priame použitie: Využívajú prírodnú, horúcu spodnú vodu na vykurovanie domácností alebo veľkých procesov.

Prevádzka geotermálneho vykurovania

Na zvýšenie teploty domu v zime, a geotermálne tepelné čerpadlo. Toto čerpadlo odoberá teplo uložené v podloží cez teplonosnú kvapalinu a odovzdáva ho do vykurovacieho systému domu.

Prevádzka geotermálneho tepelného čerpadla je podobná ako u iných systémov tepelných čerpadiel, má však jednu kľúčovú výhodu: Stabilná teplota Zeme. Čerpadlo sa nemusí vyrovnávať s extrémnymi teplotnými zmenami, ktoré postihujú iné typy čerpadiel (napríklad aerotermálne čerpadlá), čím sa zlepšuje jeho účinnosť.

Základný prevádzkový proces zahŕňa nasledujúce kroky:

1. zachytávanie tepla: Kvapalina cirkuluje podzemným potrubím a absorbuje teplo zo zeme.
2. Výmena a kompresia: Zhromaždené teplo sa prenáša do výmenníka, kde ho kompresor koncentruje a zvyšuje jeho teplotu.
3. distribúcia: Horúci vzduch alebo voda sa rozvádza po celom dome cez radiátory, podlahové kúrenie alebo ventilačné systémy.
4. V lete môže systém pracovať opačne, absorbovať vnútorné teplo a uvoľňovať ho do podkladu, aby ochladzoval priestory.

La tepelné čerpadlo voda-voda Je ideálny pre geotermálne vykurovacie systémy. Energia sa spotrebúva iba pri prevádzke obehových čerpadiel a kompresora, čo výrazne znižuje spotrebu elektrickej energie.

Aplikácie geotermálneho vykurovania

Geotermálna energia má rôzne využitie v domácnostiach a priemysle. Aj keď je jeho použitie v domácnostiach stále obmedzené, v udržateľných budovách a ako súčasť stratégií na úsporu energie je čoraz bežnejšie. Niektoré z týchto aplikácií sú:

• Geotermálne vykurovanie: Využíva energiu z podzemia na efektívne vykurovanie budov.
• teplej úžitkovej vody: Využite teplo na výrobu teplej vody.
• vyhrievané bazény: Geotermálne tepelné čerpadlá sa používajú aj na ohrev vonkajších a vnútorných bazénov.
• osviežujúca pôda: Umožňuje zvrátiť cyklus v horúcom podnebí, ochladzovať zem a ochladzovať interiér budov.

Kombinované použitie geotermálne vykurovanie solárnou tepelnou energiou poskytuje ešte väčšie úspory energie, pretože obe technológie sa navzájom dopĺňajú, aby sa znížila závislosť na konvenčných zdrojoch energie.

Výhody geotermálneho vykurovania

Využitie geotermálneho vykurovania má niekoľko výhoda dôležité, ekonomické aj environmentálne:

• Vysoká energetická účinnosť: Geotermálne tepelné čerpadlá sú o 300 % až 500 % efektívnejšie ako bežné vykurovacie systémy.
• zníženie CO2: Tento typ energie je čistý a výrazne znižuje emisie oxidu uhličitého.
• Disponibilidad konštante: Na rozdiel od slnečnej alebo veternej energie je geotermálna energia dostupná po celý rok a nezávisí od poveternostných podmienok.
• Nízke náklady na údržbu: Geotermálne systémy sú spoľahlivé a vyžadujú malú údržbu počas ich dlhej životnosti (až 50 rokov).

Úvahy pred inštaláciou geotermálneho systému

Pred inštaláciou geotermálneho vykurovacieho systému je potrebné vykonať štúdiu ekonomická životaschopnosť. Nie všetky oblasti ponúkajú rovnaké geotermálne zdroje, preto je potrebné posúdiť, či terén ponúka ideálne vlastnosti pre inštaláciu. Najmä ak ide o a vertikálne snímanie, kde náklady na vŕtanie studní môžu zvýšiť počiatočné náklady.

Aj keď sú náklady na inštaláciu vyššie ako pri iných systémoch, investíciu možno amortizovať 5 až 7 rokov vďaka vysokej účinnosti a úspore spotreby energie.

S geotermálnym systémom si môžete užívať teplý domov v zime, chladiacu podlahu v lete a teplú úžitkovú vodu po celý rok, čím sa zníži vaša uhlíková stopa aj vaše účty za energiu.