Eine Anlage, die mit Geothermie betrieben wird, umfasst:
– Geothermische Sonde tief eingeführt, um Wärme mit dem Boden auszutauschen;
– Wärmepumpe im Gebäude installiert;
– Wärmeverteilungssystem „Niedrigtemperatur“ im Raum (Fußbodenheizungssysteme, Strahlungspaneele, Lüftungsschlitze usw.)
Der Wärmeaustausch mit dem Boden erfolgt durch Absorption der Sonde mit einem Perforationsdurchmesser von wenigen Zentimetern in einem Loch neben dem Gebäude, das nach Abschluss der Bauarbeiten unsichtbar ist.
Die Anzahl der Sonden und die Tiefe (50 bis 150 Meter) variieren je nach Bedarf an Wärmeenergie. Jede Sonde besteht aus zwei Modulen, von denen jedes aus einem Paar Polyethylenrohren besteht, die zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden sind (ein Rohr für den „Ausweg“ und eines für den „Rückweg“), in dem eine Glykolflüssigkeit fließt (Mischung aus Wasser und ungiftigem Frostschutzmittel).
Im Winter hat der Boden eine höhere Temperatur als draußen, die Glykolflüssigkeit fließt durch die Sonde und subtrahiert die Wärmeenergie vom Boden. Sobald es bei einer höheren Temperatur an die Oberfläche zurückgeführt wird, verdunstet es die Kältemittelflüssigkeit, die im System der Wärmepumpe zirkuliert. Die Flüssigkeit dehnt sich aus und absorbiert Wärme von der externen Quelle, dh vom Feld. Sobald es aus dem Verdampfer ist, befindet sich die Flüssigkeit jetzt im gasförmigen Zustand; es wird in den Kompressor gesaugt, der durch einen Elektromotor aktiviert die mechanische Energie liefert, die zum Komprimieren des Fluids erforderlich ist, wodurch ein Druckanstieg und damit ein Temperaturanstieg bestimmt wird. Die Flüssigkeit befindet sich nun unter optimalen Bedingungen, um durch den Kondensator (Wärmetauscher) zu gelangen. In dieser Phase
Der Zyklus endet mit der letzten Phase, in der die Flüssigkeit ein Expansionsventil durchläuft und teilweise in Dampf umgewandelt wird und abkühlt, wodurch zu den Anfangsbedingungen des Zyklusbeginns zurückgekehrt wird.
Das gleiche System kann mit bestimmten Modifikationen auch für die Klimatisierung verwendet werden. In diesem Fall ist der Zyklus umgekehrt und das System gibt dem Boden die Wärme, die in Innenräumen entzogen wird, während die Umgebung aufgefrischt wird. Für die Klimatisierung im Sommer ist es im Allgemeinen erforderlich, die Kälteanlagen mit Luft zu kühlen, deren Referenztemperatur im Sommer 32 ° C beträgt. Bei Verwendung von geothermischen Sonden beträgt die Referenztemperatur etwa 14 bis 16 °, sodass der Temperatursprung in den Maschinen, die gekühltes Wasser produzieren, nur 7 ° beträgt. Der Temperatursprung wird stark reduziert, was zu einem höheren Wirkungsgrad, einem geringeren Energieverbrauch und geringeren Kosten führt. Es sollte der Vorteil hinzugefügt werden, dass eine Vorkühlung der Luft durchgeführt werden kann, indem das im Bohrloch zirkulierende Fluid direkt verwendet wird. Während das gekühlte Wasser nur zur Entfeuchtung der Luft unterhalb des Taupunkts verwendet wird. Bei Wärmepumpen besteht der Vorteil der Nutzung einer einzigen Maschine, die dank eines Ventils reversibel ist, da sie die Funktionen der Luft umkehren kann Verdampfer und Kondensator sorgen im Sommer für frische Luft und im Winter für warme Luft. Die Umkehrung zwischen den beiden Systemen, Heizen und Kühlen, kann entweder mit einem Umkehrring oder durch Umkehren des Systems erfolgen.
Die Technik der Wärmeabnahme mit einer geothermischen Sonde ist sehr zuverlässig und Teil herkömmlicher Heizmittel, die in Nordeuropa und den USA bekannt und eingesetzt werden. Beispielsweise extrahiert eine Wärmepumpe, die an eine etwa 100 m tiefe Erdwärmesonde angeschlossen ist, ausreichend Geothermie, um ein Standardfamilienhaus zu heizen.
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe wird durch den Leistungskoeffizienten (COP) dargestellt, der als Verhältnis zwischen der dem zu erwärmenden Körper zugeführten Wärmeenergieausbeute und dem zum Transport dieser Wärme erforderlichen Stromverbrauch ausgelegt ist. Ein typischer COP-Wert eines effizienten Systems kann 3 sein (normale Werte liegen zwischen 2,5 und 3,5): Dies bedeutet, dass die Wärmepumpe für jede verbrauchte kWh Strom 3 kWh Wärmeenergie an den zu erwärmenden Körper erzeugt. Die Thermodynamik lehrt uns, aber es wird auch vom gesunden Menschenverstand nahegelegt, dass die Arbeit, die erforderlich ist, um die Wärmeenergie von einer niedrigeren Temperatur auf eine höhere Temperatur zu bringen, proportional zum Höhenunterschied oder zum Temperatursprung ist. Daraus folgt, dass die erste gute Regel für das Heizen der lebenden Umgebung (mit einer Komforttemperatur von etwa 20 ° C) darin besteht, die Temperatur der Flüssigkeit des Heizwerks bei 35 ° zu halten. Bei Wasser mit einer Temperatur von 10 bis 15 ° beträgt der Temperatursprung nur 20 bis 25 °, und unter diesen Bedingungen beträgt das Verhältnis zwischen der dem Heizsystem zugeführten Wärme und der von der Wärmepumpe (in guten modernen Maschinen) benötigten Leistung ungefähr 4 oder sogar 5. Dies bedeutet, dass wir durch die Verwendung von 1 kW für die Aktivierung der Anlage mindestens 4 kW Wärmeenergie für den Benutzer erhalten; Die anderen 3 KW, dh 75% des Wärmebedarfs, werden der Umgebung und insbesondere dem von uns angenommenen Fall vom Untergrund entnommen. Daher können wir dies sicherlich als „geothermische“ Quelle betrachten. Der Temperatursprung beträgt nur 20 bis 25 °, und unter diesen Bedingungen beträgt das Verhältnis zwischen der dem Heizsystem zugeführten Wärme und der von der Wärmepumpe (in guten modernen Maschinen) benötigten Leistung etwa 4 oder sogar 5. Dies bedeutet, dass wir durch die Ausgabe von 1 kW für die Aktivierung der Anlage mindestens 4 kW Wärmeenergie für den Benutzer erhalten; Die anderen 3 KW, dh 75% des Wärmebedarfs, werden der Umgebung und insbesondere dem von uns angenommenen Fall vom Untergrund entnommen. Daher können wir dies sicherlich als „geothermische“ Quelle betrachten. Der Temperatursprung beträgt nur 20 bis 25 °, und unter diesen Bedingungen beträgt das Verhältnis zwischen der dem Heizsystem zugeführten Wärme und der von der Wärmepumpe (in guten modernen Maschinen) benötigten Leistung etwa 4 oder sogar 5. Dies bedeutet, dass wir durch die Ausgabe von 1 kW für die Aktivierung der Anlage mindestens 4 kW Wärmeenergie für den Benutzer erhalten; Die anderen 3 KW, dh 75% des Wärmebedarfs, werden der Umgebung und insbesondere dem von uns angenommenen Fall vom Untergrund entnommen. Daher können wir dies sicherlich als „geothermische“ Quelle betrachten. dh 75% des Wärmebedarfs werden der Umgebung und insbesondere dem von uns angenommenen Fall vom Untergrund entnommen; Daher können wir dies sicherlich als „geothermische“ Quelle betrachten. dh 75% des Wärmebedarfs werden der Umgebung und insbesondere dem von uns angenommenen Fall vom Untergrund entnommen; Daher können wir dies sicherlich als „geothermische“ Quelle betrachten.
