Podobnie jak wszystkie inne pompy ciepła, pompa ciepła solanka/woda działa na tej samej zasadzie: najpierw energia cieplna jest pobierana z gruntu, a następnie przekazywana do czynnika chłodniczego. Odparowuje i jest dodatkowo sprężany za pomocą sprężarki. Zwiększa to nie tylko ciśnienie, ale także temperaturę. Powstałe ciepło jest pochłaniane przez wymiennik ciepła (skraplacz) i przekazywane do systemu grzewczego. O tym, jak dokładnie przebiega ten proces, dowiesz się szczegółowo z artykułu Jak działa pompa ciepła solanka/woda.
Zasadniczo ciepło geotermalne można pozyskać za pomocą gruntowej pompy ciepła na dwa sposoby: albo za pomocą kolektorów geotermalnych umieszczonych blisko powierzchni, albo za pomocą sond geotermalnych wnikających w ziemię na głębokość do 100 metrów. Obie wersje omówimy w kolejnych sekcjach.
Kolektory geotermalne układane są pod ziemią
Aby wydobyć ciepło geotermalne, poniżej linii zamarzania układa się poziomo system rur w formie serpentyny. Głębokość wynosi około jednego do dwóch metrów pod powierzchnią trawnika lub gleby. W instalacji rurowej krąży solanka z cieczy mrozoodpornej, która pochłania energię cieplną i przekazuje ją do wymiennika ciepła. Wielkość wymaganej powierzchni kolektora zależy między innymi od zapotrzebowania na ciepło danego budynku. W praktyce jest to 1,5 do 2 razy większa powierzchnia, którą należy ogrzać. Kolektory geotermalne pochłaniają energię cieplną znad powierzchni. Energia pochodzi z promieniowania słonecznego i wody deszczowej. W związku z tym stan gruntu odgrywa decydującą rolę w uzysku energii kolektorów. Ważne jest, aby obszar nad systemem rur nie był asfaltowany ani zabudowany. Więcej o tym, na co należy zwrócić uwagę przy układaniu kolektorów geotermalnych, przeczytasz w artykule Kolektory geotermalne do pomp ciepła solanka/woda.
Sondy geotermalne pobierają ciepło z głębszych warstw ziemi
Alternatywą dla kolektorów geotermalnych są sondy. Za pomocą odwiertów sondy geotermalne są zagłębiane w ziemię pionowo lub pod kątem. Przepływa przez nią także czynnik solankowy, który na głębokości od 40 do 100 metrów pochłania ciepło geotermalne i przekazuje je do wymiennika ciepła. Od głębokości około dziesięciu metrów temperatura utrzymuje się na stałym poziomie przez cały rok, dzięki czemu sondy geotermalne działają wydajnie nawet przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych. Zajmują też niewiele miejsca w porównaniu do kolektorów geotermalnych, a latem mogą służyć także do chłodzenia. Głębokość odwiertu zależy również od zapotrzebowania na ciepło i przewodności cieplnej gruntu. Ponieważ w odwiercie o głębokości do 100 metrów penetrowanych jest kilka warstw wodonośnych, na wiercenie otworów wiertniczych należy zawsze uzyskać pozwolenia.
Czas publikacji: 14 marca 2023 r