Toplotna črpalka Zemlja-Voda  

Toplotna črpalka Zemlja-Voda


 

  

     

energetsko učinkovit, okolju prijazen ter zdravju neškodljiv način ogrevanja in hlajenja

 
 

   

pozimi prostore grejemo, poleti hladimo, vse dni v letu pa imamo toplo vodo

 
 

   

predstavljajo velik potencial, saj je z njimi mogoče ogrevati prostore, sanitarno vodo, mogoče je prav tako hlajenje (klimatizacija) v pravzaprav vseh tipih gradnje in zgradb

 
 

   

prinašajo občutno znižanje onesnaževanja ozračja z žveplom, ogljikovim dioksidom, dušikovimi oksidi in sajami

 

 

Toplotna črpalka Zemlja-Voda

Toplotne črpalke zemlja voda izkoriščajo toplotno energijo ki je shranjena v kamninah oziroma v zemlji. V zemlji je uskladiščena velika količina sončne energije, ki jo lahko s pomočjo toplotne črpalke uporabimo za ogrevanje hiše ali sanitarne vode. Količina sončne energije, ki jo lahko odvzamemo zemlji je odvisna od sestave tal, od moči toplotne črpalke in načina izkoriščanja tega vira. Za odvzem toplote lahko uporabimo horizontalni zemeljski kolektor ali vertikalni zemeljski kolektor - geosonda. 

GeoEnergija ZemljaVoda Horizontalno GeoEnergija ZemljaVoda Vertikalno
Slika: Horizontalni zemeljski kolektor Slika: Vertikalni zemeljski kolektor 

 

Odvzem toplote se izvaja s pomočjo vode, ki ji je dodano sredstvo proti zmrzovanju. Voda kroži v zaprtem cevnem sistemu, položenim na globini od 110 - 130 cm pri uporabi horizontalnega kolektorja ali pa so cevne sonde vstavljene v vrtine globine od 60 - 150 m. Krožeča voda odda toploto toplotni črpalki, ki jo s pomočjo dodane električne energije pretvori na višji temperaturni nivo (do 55°C), vrača pa se ohlajena za cca. 4°C. 

 

Vertikalni zemeljski kolektor – geosonda

Sistem geosonda izkorišča geotermalno energijo s pomočjo vertikalnega zemeljskega kolektorja, ki odvzema energijo zemlje in jo s pomočjo medija, ki kroži po njem prenaša do toplotne črpalke. Toplotna črpalka nato ogreva ali hladi stanovanjske,poslovne ali proizvodne prostore. Cel sistem je nameščen pod zemljo zato ne zavzema uporabnega prostora in ne kvari izgleda objekta.

Princip delovanja geosonde izkorišča fizikalno dejstvo, da je temperatura zemlje že na globini 10 metrov konstantna (znaša okrog 10°) in se z globino še povečuje.Za ogrevanje dobro izolirane enodružinske stanovanjske hiše je potrebno namestiti eno sondo globine okrog 100 metrov. Sonda je narejena v obliki zanke in se polaga v predhodno izvrtano vrtino. Hladna voda s primesjo glikola nato vstopi v sondo iz toplotne črpalke in zaokroži po sistemu. V globini nato odvzame toploto zemlje in se ogreta vrne nazaj v toplotno črpalko kjer odda toploto in ohlajena zopet zaokroži po sistemu.V primeru da z geosondo hladimo prostore v poletnem času je proces obrnjen, krožeča voda v ogrevalnem sistemu se ohlaja na račun segrevanja zemlje. 

Vgradnja vertikalnega zemeljskega kolektorja – geosonde

Vrtine za sistem geosonda so v splošnem globoke od 60 do 150 metrov. Cevi v njih so polietilenske, premera 33,7 mm. Znotraj ene vrtine sta po dve cevi, dovodna in odvodna, povezani v zanko. Med dvema zankama je pri vgradnji prisotna tudi injektirna cev. Skozi njo se vbrizgava snov, ki po strditvi hkrati utrjuje geosonde in povečuje toplotno prevodnost vrtine.

V povprečju je na meter geosonde mogoče pridobiti okrog 55 W energije.