Геотермални термопомпи – какво знаем за тях.

Информацията за геотермалните термопомпи, възможностите за инсталиране, техните качества и ползи е много оскъдна и недостатъчна.

Геотермалната енергия е топлината, съхранявана в достъпната част на земната кора. Тя включва енергията, съхранявана в земята, доколкото тя може да бъде извлечена и използвана, и принадлежи към възобновяемите енергии.

Вътре в земята се съхранява гигантско количество енергия под формата на топлина. Около 99% от земната маса е по-гореща от 1000 ° C и само 0,1% е с температура под 100 ° C. Основен източник на топлина, на повърхността на земята е разпадането на радиоактивни изотопи като уран 238, уран 235, торий 232 или калий 40, които присъстват в земното тяло, е непрекъснат процес и осигурява постоянна доставка на топлинa.

От значение при избора за използване на геотермална енергия е и вида на почвата /влажна, суха, глинеста и т.н./ , налична площ за разплоагане, площ на отопление/охлаждане и т.н.

Под 1,5 м, температурата на земята е все още зависима от метериологичните условия с температури около 3С през зимата и 15С през лятото. Под 30 м., температурата на земята е независима от температурата на въздуха, около 10С. Под 100 м, температурата може да достигне до 20С и т.н.

Геотермална енергия може да се събира по три различни начина, като за осигуряване на топлоснабдяването на сгради, инфраструктура и други, е необходимо да се използва комбинация с термопомпа, за достигане на необходимите температурни нива.

Употреба на подземни води със сондажни системи Хидротермална и петротермална геотермална енергия При хидротермалната се използва топлината на подземните води, като тук трябва да се предвидят два сондажа: производствен кладенец и инжекционен кладенец. От производствения кладенец се изпомпва подземната вода, използва се нейната топлина и с инжекционния кладенец се връща обратно в подземните води. Тук могат да се използва и система от кладенци, за постигане на високи мощности /при промишлени нужди/. Обичайната дълбочината на кладенца е 200-400 м. и температура до 25-30 градуса. По рядко използвана е петротермалната геотермална енергия, Кристални и плътно отложени утаечни скали със съответно високи температури (повече от 150 ° C) могат да служат като резервоарни образувания., разработката се осъществява чрез две или повече дупки. Извличането на топлина се осъществява чрез циркулираща вода, която се подава в изкуствено разширената или напълно новосъздадена система за възстановяване чрез инжекционния кладенец, където тя абсорбира топлината от скалата. Загрятата вода се извежда на повърхността чрез производствения кладенец, където се използва за генериране на енергия и след това се циркулира през инжекционния кладенец. Използване на повърхността в близост до земята със земни колектори и кошове за топлина Наземни колектори/кошове за топлина + термопомпа Минимална температура на солевия разтвор, която отива от земния колектор за топлина към термопомпата е +5/+7 C °, дълбочина на полагане е между 1,5м - 2м При системата от колекторите е нужна по-голяма площ на полагане, най-често от 500-2000 кв.м, в зависимост от нужните мощности. Геотермалните кошове са спираловидни колектори, които се поставят на подходящи интервали в земята и са подходящ за къщи/производсва с по-малки открити пространства, не се изисква голяма площ. Кошовете се полагат в по-дълбоки отвори, като тук може да се постигне по-голяма мощност със система от кошове. Плюсовете: може да се използва както за охлаждане, така и за отопление, независимо от метериологичните промени, сезони и темпераура на въздуха. Използване на подземното пространство с геотермални сонди Геотермална сонда + термопомпа Най-често срещаният тип сонда е двойната U-сонда, с двойки свързани U-образни тръбни бримки, като типичната дълбочина на полагане е до 100 m, и разстояние между сондите 5 м. Трябва да се полага в подземен слой, който може да поддържа влага. Тук не е нужна голяма площ за полагане, като единственото условие е да може да се постигне безпрепятствано до 100 м дълбочина. За постигане на големи мощности, може да се изгради система от геотермални сонди. Плюсовете: може да се използва както за охлаждане, така и за отопление, независимо от метериологичните промени, сезони и темпераура на въздуха. Кладенец/воден басейн/река + термопомпа – Тук трябва да бъде спазено условието за разстояние между изпомпваща вода и връщаща вода, минимум 6 м. Водата се извлича, отстранява се топлината с топлообменник и с втори стълб се връща обратно във водоносния хоризонт. За ефективно оразмеряване на системата от кладенци е валидно: изпълнението на кладенците трябва да гарантира дългосрочното извличане и рециркулация на обемния дебит, за да задоволи изискванията за отопление .