I tidligere artikler har vi talt om geotermisk opvarmning. I det nævner vi, at en af de nødvendige komponenter til at bruge denne type opvarmning er jordvarmepumpe, hvis drift svarer til den almindelige varmepumpes. Den vigtigste forskel er dog, at den bruger varmeenergi udvundet fra jorden til sin drift.
Kunne du tænke dig at vide i detaljer, hvordan en jordvarmepumpe fungerer, og hvad dens egenskaber er? Disse oplysninger vil være meget nyttige, hvis du overvejer at installere denne type system i dit hjem.
Geotermisk varmepumpe
For i detaljer at forstå, hvad en jordvarmepumpe er, er det vigtigt først at huske, hvad jordvarme er. Denne teknologi bruger varme udvundet fra undergrunden, enten fra klipper eller grundvand, til at opvarme en bygning. Varme transporteres af varmt vand, der cirkulerer gennem et system af specielt installerede underjordiske rør.
Den geotermiske varmepumpe er et nøgleelement i dette system. Faktisk er brugen udvidet til det punkt, at Varmepumpemarkedet er vokset med 20% årligt i de seneste år. Hvis du nogensinde har bemærket den varme, der udsendes af et køleskabs bagerør, har du allerede en generel idé om, hvordan det fungerer: køleskabet udleder varme fra indersiden til ydersiden. Jordvarmepumpen gør noget lignende, men i den modsatte retning; Det vil sige, at den tager varme udefra (under jorden) og overfører den til boligens indre.
Geotermisk varmepumpedrift
Funktionsprincippet for den geotermiske varmepumpe ligner princippet for ethvert kølesystem, såsom et køleskab eller klimaanlæg. Nøglen i begge systemer er brugen af en kølevæske, der cirkulerer gennem et system af rør. Denne væske har den egenskab, at den opvarmes, når den komprimeres og afkøles, når den udvider sig.
Om vinteren cirkulerer kølevæsken, som er blevet komprimeret og opvarmet, gennem en varmeveksler, der overfører den energi til boligens varmesystem. Væsken afkøles derefter og udvider sig, en proces, hvor den igen kommer i kontakt med geotermisk kilde (varmen fra undergrunden) for at genoplade med termisk energi. Denne cyklus gentages konstant for at holde hjemmet på en behagelig temperatur.
Selvom varmepumpen bruger elektricitet til at flytte væske gennem systemet, er dens effektivitet bemærkelsesværdig høj. Moderne geotermiske varmepumpesystemer kan generere op til 4 kW varme for hver kW forbrugt elektricitet. Denne effektivitet er mulig, fordi det ikke er nødvendigt at generere varme, men blot udvinde den fra jorden, hvor temperaturen altid er mere stabil end på overfladen.
Derudover findes der vendbare pumper, som også kan køle boligen om sommeren. Disse pumper arbejder omvendt og udleder varme fra husets indre til undergrunden. Dette opnås gennem en ventil, der styrer retningen af varmestrømmen.
Måder at udvinde geotermisk energi på
Der er forskellige måder at udnytte jordvarmen med varmepumper. Brugere er normalt bekendt med at bruge udeluft til opvarmning, men i tilfælde af jordvarmepumper er energikilden varmelagret under jorden. Denne type energi overvejes vedvarende y praktisk talt uendelig, som sørger for opvarmning året rundt på en effektiv og bæredygtig måde.
Denne type system har en klar fordel i forhold til andre opvarmningsmetoder, der er afhængige af udeklimaet, såsom aerotermisk. Mens en konventionel varmepumpe nedsætter sin effektivitet, når udetemperaturen er for kold, mister jordvarmepumpen aldrig effektivitet, da undergrunden holder en stabil temperatur, uanset vejrforholdene på overfladen.
Typer af geotermiske varmepumper: lodrette og vandrette
Der er to hovedtyper af geotermiske varmepumper, som adskiller sig i måden, hvorpå de rør, der trækker varme fra jorden, er installeret:
- Vertikale geotermiske varmepumper: De er de mest populære og installeres i dybder mellem 150 og 200 fod under overfladen. I denne konfiguration indsættes rør i lodrette perforeringer i jorden, hvorigennem der cirkulerer en frostvæske, der løfter varmen til systemets kølevæske.
- Horisontale geotermiske varmepumper: I dette tilfælde placeres rørene tættere på overfladen, omkring 6 fod dybe, fordelt vandret. Denne type installation kræver mere plads, hvilket gør den ideel til store jordlodder. Selvom den er billigere end den vertikale pumpe, kan den også være mindre effektiv med hensyn til varmeoverførsel.
I begge systemer kan udvekslingssonderne installeres i land tæt på vandområder, såsom floder, søer eller laguner, uden at dette påvirker systemets effektivitet.
Geotermisk fangst i vand
En interessant variant af geotermiske systemer er geotermisk vandopsamling, hvor rør føres direkte ind i en vandmasse, såsom søer eller floder. Dette system er enklere og billigere med hensyn til installation og giver stor effektivitet, så længe den akvatiske ressource er tilgængelig.
Startinvestering og økonomisk afkast
En af de største barrierer for dem, der overvejer at installere en geotermisk varmepumpe, er dens startomkostninger. Geotermiske systemer kræver en betydelig investering i begyndelsen, da det er nødvendigt at udføre tidligere undersøgelser af terrænet, bore og anskaffe specialudstyr.
I en familiebolig kan montering af jordvarmeanlæg eksempelvis koste mellem 6.000 og 13.000 euro. Det er dog vigtigt at fremhæve, at selvom den initiale investering er høj, giver geotermiske varmepumpeanlæg betydelige besparelser på lang sigt. Det vurderes, at brugerne kan reducere energiforbruget til opvarmning mellem 30 % og 70 %, og ved køling mellem 20 % og 50 %. Afhængigt af anvendelsen giver disse besparelser mulighed for at afskrive den oprindelige investering i en periode, der varierer mellem 5 og 10 år.
Brugen af denne teknologi gavner ikke kun ejeren af systemet, men også miljøet, da forbruget af ikke-vedvarende energikilder er drastisk reduceret og dermed drivhusgasemissionerne.
Geotermiske varmepumper er en ideel mulighed for dem, der ønsker at minimere deres langsigtede miljøpåvirkning og samtidig sikre et effektivt og økonomisk varme- og kølesystem.