Geotermikus energia

1. Geotermikus energia az épületekben

A föld belsejében tárolt hőt geotermikus energiának nevezik, és számos módon felhasználható. Így megkülönböztetjük a geotermikus hasznosítást (melegvíz- és gőzforrások), a föld forró rétegeinek hűtését és az energiahasznosítást. Az említett módszerekkel nyert energia felhasználható villamosenergia-termelésre, fűtésre (közvetlenül vagy hőszivattyúval), valamint a balneológiában (kezelési és rehabilitációs módszerek összessége termál-, ásvány- és akratotermális vizek, iszap és fürdők segítségével).

1.1. Geotermikus energia hőszivattyúkhoz

A geotermikus energia a hőszivattyúk által használt forrás. A hőszivattyú használata minden európai országban növekszik, így hazánkban is, amelynek két fő oka van. Egyrészt, a hőszivattyúk az elsődleges források hatékony kiaknázásával biztosítják az energiát, 30-70% közötti megtakarítással az olaj- és gázkazánokhoz képest. Másrészt, a hőszivattyúk az olaj- és gázkazánokkal ellentétben nem termelnek primer kibocsátást, így nagyban hozzájárulnak a káros anyagok csökkentéséhez a sűrűn lakott területeken.

2. Talajszonda

2.1. Geotermikus energia és talajszonda

A geotermikus energia hasznosítására többféle rendszer létezik, de a legelterjedtebb a talajszondás vagy függőleges kollektoros, amely talajszondás kútból és hőszivattyúból áll. A hőszivattyú fűtésre történő használata lehetővé teszi a helyiség hűtését és a használati víz fűtését egyaránt. A 100 kW-ig terjedő hőszivattyúkhoz általában függőleges kollektorokat szerelnek fel, hogy hőt vonjanak el a talajból és a kőzetrétegekből. A függőleges kollektor tulajdonképpen hőcserélő, amelyet a kútban függőleges helyzetben álló csövek alkotnak. A kollektorban a környező földrétegeket és kőzeteket lehűtő közeg kering. Ezeken a rétegeken belül a közeget felmelegítik, és a párhuzamos csöveken keresztül visszajuttatják a felszínre.

2.2. Hogyan kell felszerelni a talajszondát?

A talajszondákat 30-150 m mélységben, esetenként 300 m mélységben helyezik el a talajban. Ebben az esetben a talajszonda csöveinek keresztmetszete 32 mm (40 mm)-nél nagyobb kell, hogy legyen. A csöveknek polietilénből kell készülniük (PE), amely jó hőcserét biztosít, és ellenáll a nyomásnak, nedvességnek, kártevőknek és mikroorganizmusoknak. A csövek és a talaj közötti üreges részeket erős vezetőanyaggal, víz és cement (bentonit) szuszpenzióval kell kitölteni. Egy vagy több talajszonda mélysége és átmérője az épület fűtési igényétől és a beépített hőszivattyú teljesítményétől függ. A szondákat leggyakrabban két alapvető változatban helyezik be a kutakba:

két U-csöves szondaként (a lehűtött munkaközeg az egyik lábon, a felmelegített munkaközeg a másik lábon keresztül jut vissza a hőszivattyúba) és

koaxiális csőként (a belső cső PE-ből készül, és ezen folyik át a hideg munkaközeg, míg a külső cső acélból és azon keresztül áramlik a felmelegített munkaközeg a hőszivattyúhoz).

2.3. A talajszonda beépítése és általános tulajdonságai

A talajszondák nem foglalnak sok helyet, és a forrás hőmérséklete egész évben magas, így közvetlen hűtés is lehetséges. Egy 1 kW-os hőszivattyúhoz a talaj minőségétől függően 10-20 m mély kút szükséges. A kutak közötti minimális távolság 5-6 m, az épület alapjától számított minimális távolság pedig 2 m. A talaj minőségét vagy típusát mindig figyelembe kell venni, mivel a kút mélysége ezektől a tényezőktől függ.

3. Geotermikus energija a kőzetrétegekből

A hőnyereség a talaj tulajdonságaitól függően átlagosan 50-100W/m a szonda hosszában, vagyis a kút mélységében folyóméterenként. Ahol porózus a talaj, ott magasabb értékek is lehetségesek. A víz mennyisége és a talaj porozitása nagyban befolyásolja a hővezető képességet; így az átlagos hőnyereség a következőképpen alakul:

- száraz homokos talaj: 20W/m,
- nedves homokos talaj: 40 W/m,
- nedves köves talaj: 60 W/m,
- talajvízzel rendelkező talaj: 80-100 W/m.

A talaj hőmérséklete 15 méteres mélységben állandó, 10°C körül van, és körülbelül 33 méterenként 1°C-szal növekszik.

4. Geotermikus energia hasznosítása hőszivattyúval

A geotermikus energia kinyerésének a legkörnyezetbarátabb és legelterjedtebb módja a hőszivattyú fűtési vagy hűtési célra való használata, mivel nincs negatív hatása a környezetre. Az ilyen fűtési rendszer minimális energiafelhasználással továbbítja a hőt a talajból és a talajba, nem szennyezi a környezetet, és az egyik leghatékonyabb fűtési és hűtési rendszer. A geotermikus rendszer a nap- és talaj energiáját a földbe helyezett csőrendszeren keresztül továbbítja az épületbe. A geotermikus hőszivattyúk 5°C-nál magasabb fűtési hőmérsékletre használhatók. Ha hőszivattyús fűtési rendszerről van szó, akkor az energia legalább 75%-a a helyiség és a használati víz fűtésére fordítódik abból a hőforrásból, amelyre a hőszivattyú csatlakozik. Hőforrással és 25% villamos energiával a hőszivattyú 100% fűtési energiát termel.

4.1. A hőszivattyú teljesítménye

A hőszivattyú teljesítményének a fűtött felület alapján történő meghatározásakor a fajlagos hőveszteségek alábbi értékeit veszik figyelembe:

- meglévő ház megfelelő hőszigeteléssel 70 W/m²,
- új építésű, jó hőszigeteléssel 50 W/m²,
- alacsony energiafelhasználású ház 40 W/m² és
- passzívház 10 W/m².

4.2. Talaj-víz rendszer (talajszonda)

A talajszonda egy zárt típusú geotermikus kút, amelyen keresztül az energiát hasznosítják. Ahol nincs elegendő felszín alatti víz, ott talaj-víz rendszert építenek ki. Ebben az esetben egy vagy több kutat fúrnak 80-150 m mélységig, amelybe 4 csövet helyeznek el, és amelyek közül kettő U-hurokban van összekötve. A talaj-víz hőszivattyúk a talajban tárolt napenergiát használják fel, amelyet hőszivattyú segítségével a ház vagy a használati víz fűtésére lehet használni. A hőtermeléshez függőleges talajszondát vagy vízszintes kollektort használnak. Egy zárt csőrendszerben kering a víz vagy olyan közeg, amelyhez fagyállót adtak. A csövekben lévő víz vagy közeg a hőt átadja a hőszivattyúnak, amely további áram felhasználásával tovább fűti azt (65°C-ig), majd kb. 5°C-szal hidegebben visszaadja.

4.3. Víz-víz rendszer (fúrás)

Ez nyitott típusú fúrás vagy geotermikus kút és a leghatékonyabb rendszer a megújuló energiaforrások hőszivattyúval történő hasznosítására. A víz-víz hőszivattyú alkalmas lakó- és kereskedelmi épületek fűtésére, valamint használati víz fűtésére. A talajvizet hőforrásként használják. A folyamat úgy megy végbe, hogy az első (kitermelő) kútból a talajvíz a búvárszivattyún keresztül a hőszivattyúba kerül, ahol kb. 5°C-kal lehűl, majd visszakerül a második kútba. A két kút közötti távolság minimum 12 m, és nagyon fontos, hogy milyen tájolásúak, tekintettel a talajvíz áramlási irányára. A talajvíz állandó hőmérsékletű, átlagosan 12°C, függetlenül az időjárástól és a külső hőmérséklettől.

Amennyiben ilyen típusú kútfúrást választana, bizalommal keressen bennünket a daibau.hu oldalon. Weboldalunkon a témával kapcsolatban még több hasznos tanácsot talál, emellett szolgáltatókat és kivitelezőket ajánlunk, akikkel együttműködünk, és akik megkeresésére megfelelő ajánlattal válaszolnak.

Az árakról árkalkulátorunk segítségével tájékozódhat.

Keressen bennünket bizalommal:

daibau.hu csapata