Energie geotermală

1. Energia geotermală în clădiri

Căldura stocată în interiorul pământului se numește energie geotermală și poate fi folosită în multe feluri. Așa se disting exploatarea geotermală (surse de apă caldă și abur), răcirea straturilor fierbinți de pământ și exploatarea energiei. Energia obținută prin aceste metode poate fi folosită pentru producerea de energie electrică, încălzire (direct sau cu pompe de căldură) și în balneologie (este un ansamblu de metode de tratare și reabilitare cu ajutorul apelor termale și minerale, acratoterme, nămol și băi).

1.1. Energie geotermală pentru pompe de căldură

Energia geotermală este o sursă folosită de pompele de căldură. Utilizarea pompelor de căldură este în creștere în toate țările europene, inclusiv în țara noastră. Există două motive principale pentru această situație. Primul este că pompele de căldură furnizează energie prin exploatarea eficientă a surselor primare cu economisiri între 30-70%, comparativ cu cazanele la petrol și gaz. Un alt motiv este că pompele de căldură, spre deosebire de cazanele la petrol și gaze, nu generează emisii primare, aducând astfel o mare contribuție la reducerea substanțelor dăunătoare în zonele dens populate.

2. Sondă geotermală

2.1 Energie geotermală și sondă geotermală

Există mai multe sisteme de exploatare a energiei geotermale, dar cel mai comun este cel cu sondă geotermală sau colector vertical, care constă dintr-un puț cu sondă geotermală și o pompă de căldură. Utilizarea unei pompe de căldură pentru încălzire permite, de asemenea, răcirea spațiilor și încălzirea apei sanitare. Pentru a colecta căldură din straturile de sol și stânci pentru pompele de căldură de până la 100 kW, de obicei sunt instalate colectoare verticale. Colectorul vertical este, de fapt, un schimbător de căldură format dintr-un tub și plasat într-un puț în poziție verticală. În colector circulă un mediu care răcește straturile din jurul pământului și rocilor. În cadrul acestor straturi, mediul este încălzit și returnat la suprafață prin tuburi paralele.

2.2. Cum este instalată sonda geotermală?

Sondele geotermale sunt plasate în pământ la o adâncime de 30 până la 150 m și uneori până la 300 m, dar apoi secțiunea transversală a țevii pentru sonda geotermală este mai mare de 32 mm (40 mm), iar țevile trebuie să fie din polietilenă (PE), care asigură un bun schimb de căldură și este rezistent la presiune, umiditate, dăunători și microorganisme. Toate spațiile goale dintre țeavă și pământ trebuie umplute cu un material foarte conductiv, o suspensie de apă și ciment (bentonită). Adâncimea și diametrul uneia sau mai multor sonde geotermale depind de nevoile termice ale clădirii și de puterea pompei de căldură instalate. Sondele sunt cel mai adesea introduse în godeuri în două versiuni de bază:

- ca o sondă dublă cu tub în U (mediul de lucru răcit intră printr-un braț, mediul de lucru încălzit se întoarce la pompa de căldură prin celălalt braț) și
- ca țeavă coaxială (conducta interioară este din PE și prin ea curge un mediu de lucru rece, în timp ce țeava exterioară este din oțel, iar prin ea curge mediul de lucru încălzit către pompa de căldură).

2.3. Caracteristicile de bază și instalarea sondei geotermale

Sondele geotermale nu ocupă mult spațiu, iar temperatura izvorului este ridicată pe tot parcursul anului, deci este posibilă răcirea directă. În funcție de calitatea solului, pentru 1 kW a pompei de căldură este necesară o adâncime de puț de 10-20 m. Distanța minimă dintre puțuri ar trebui să fie de 5 până la 6 m, iar distanța minimă de la fundația clădirii ar trebui să fie de 2 m. Calitatea sau tipul solului trebuie întotdeauna luată în considerare, deoarece acești factori influențează adâncimea puțului.

3. Energia geotermală din straturile pământului

În funcție de proprietățile solului, câștigul de căldură pe metru este în medie de 50-100W / m din lungimea sondei, adică adâncimea puțului. Acolo unde solul este poros, sunt posibile valori mai mari. Cantitatea de apă și porozitatea solului au o mare influență asupra conductivității termice; câștigurile medii de căldură sunt:

- sol nisipos uscat: 20W/m,
- sol nisipos umed: 40 W/m,
- sol pietros umed: 60 W/m,
- sol cu apă subterană: 80-100 W/m.

Temperatura solului la o adâncime de 15 m este în mod constant în jurul valorii de 10 ° C și, aproximativ, crește cu 1 ° C la fiecare 33 m adâncime.

4. Energie geotermală pentru pompe de căldură

Utilizarea unei pompe de căldură este cea mai ecologică și cea mai răspândită modalitate de obținere a energiei geotermale pentru încălzire sau răcire, deoarece nu există impacturi negative asupra mediului. Un astfel de sistem de încălzire transfera căldură de la sol și din sol cu un consum minim de energie, nu poluează mediul înconjurător și este unul dintre cele mai eficiente sisteme de încălzire și răcire. Sistemul geotermal transmite energia solară și a solului către clădire printr-un sistem de țevi instalate în pământ. Pompele de căldură geotermale pot fi utilizate pentru a încălzi temperatura de la 5 ° C și în sus. Când vine vorba de un sistem de încălzire cu pompa de căldură, cel puțin 75% din energie este folosită pentru încălzirea spațiului și a apei sanitare din sursa de căldură la care este conectată pompa de căldură. Cu o sursă de căldură și 25% energie electrică, pompa de căldură produce 100% energie termică.

4.1. Puterea pompei de căldură

Legea nr 372/2005, publicată în M.Of. partea I nr. 1144/19.12.2005 este legea care reglementează procesul de certificare energetica și care clasifică clădirile în funcție de performanța energetică.

Certificatul de performanță energetică prezintă două elemente: clasa energetică, cuprinsă între A și G (clasa A fiind cea mai eficientă din punct de vedere energetic, respectiv un consum de aproximativ 125 de kWh/mp/an, iar clasa G corespunde celui mai ridicat consum energetic de peste 820 de kWh/mp/an) și nota energetică ( între 1 si 100, nota 100 fiind cea mai buna).

În prima tabelă sunt clasele energetice și de mediu pentru clădiri de locuit individuale, iar în cea de-a doua tabelă clasele energetice și de mediu pentru clădiri de locuit colective.

4.2. Sistem sol-apă (sondă geotermală)

O sondă geotermală este un tip închis de sondă geotermală prin care se exploatează energia. Acolo unde nu există suficientă apă subterană, se instalează un sistem de sol-apă. În acest caz, se forează una sau mai multe puțuri la o adâncime de 80-150 m, în care sunt amplasate 4 țevi, dintre care două și două sunt conectate într-o buclă în U. Pompele de căldură sol-apă folosesc energia solară stocată în pământ, care poate fi folosită cu ajutorul unei pompe de căldură pentru a încălzi o casă sau apă sanitară. Pentru a obține căldură se folosește o sondă geotermală verticală sau un colector orizontal. Apa sau mediul la care s-a adăugat antigel circulă într-un sistem de țevi închise. Apa sau mediul din țevi transferă căldura pompei de căldură, care o încălzește în continuare (până la 65 ° C) cu ajutorul unui curent suplimentar și o returnează atunci când este răcită cu aproximativ 5 ° C.

4.3 Sistem apă-apă (puț)

Este o sondă de tip deschis sau puț geotermal și cel mai eficient sistem de exploatare a surselor regenerabile de energie cu ajutorul unei pompe de căldură. Pompa de căldură apă-apă este potrivită pentru încălzirea clădirilor rezidențiale și comerciale și pentru încălzirea apei sanitare. Apa subterană este folosită ca sursă de căldură. Procesul are loc astfel încât apa subterană să fie pompată de la primul puț (de exploatare) la pompa de căldură printr-o pompă submersibilă, unde este răcită cu aproximativ 5 ° C, iar apoi returnată la cel de-al doilea, așa-numit puț de întoarcere (absorbție). Distanța dintre unul și celălalt puț este de cel puțin 12 m și este foarte important modul în care sunt orientate, având în vedere direcția curgerii apei subterane. Apele subterane au o medie, constantă, de 12 ° C, indiferent de condițiile meteorologice sau de temperatura exterioară.

Dacă vă decideți pentru acest tip de foraj de puțuri, ne puteți contacta și la DaiBau.ro. Pe portalul nostru veți găsi mai multe sfaturi legate de acest subiect, dar și executanții și producătorii cu care lucrăm și care vor răspunde cererii dumneavoastră cu o ofertă adecvată.

Puteți vedea informații despre preț în calculatorul nostru.