I kampen for energieffektivitet, giver teknologi os mulighed for at udnytte energikilder såsom sol, vind eller vand til at oplyse, flytte og opvarme eller afkøle vores hjem. Næste skridt kan være at kigge ned under vores fødder, et par meter over jorden, hvor temperaturen er varm og konstant hele tiden. Igen handler det om at udnytte energien omkring os. Det meste af den varme, der når os fra solen, absorberes af jordskorpen og forbliver under jorden. Takket være jordvarmepumper, kan vi udnytte varmen fra undergrunden til at opvarme eller afkøle vores hjem.
I denne artikel skal vi forklare, hvad geotermiske varmepumper er, deres egenskaber, drift, effektivitet og meget mere.
Hvad er geotermiske varmepumper
en jordvarmepumpe Det er et varme- og kølesystem, der bruger den termiske energi, der er lagret i Jorden, til at regulere temperaturen i en bygning eller et hjem. I modsætning til traditionelle systemer, der brænder fossile brændstoffer eller bruger elektricitet til at generere varme eller kulde, er geotermiske varmepumper mere effektive og miljøvenlige.
Disse pumper udnytter det faktum, at temperaturen få meter under jorden forbliver konstant hele året, uanset ydre vejrforhold. Det betyder, at geotermiske varmepumper kan levere både varme om vinteren og køling om sommeren effektivt og bæredygtigt.
Sådan fungerer jordvarmepumper
El drift af en jordvarmepumpe Den er baseret på den termodynamiske cyklus og deler teknologi med andre typer varmepumper, såsom dem der bruges i konventionelt klimaanlæg. Men i stedet for at udvinde varme fra luften, udvinder geotermiske varmepumper den fra undergrunden. For at gøre dette bruger de et lukket kredsløb af nedgravede rør, der udveksler varme med jorden.
Systemet kan fungere på to hovedmåder:
- I opvarmningstilstand: Pumpen trækker varme fra jorden og overfører den til boligens varmesystem.
- I køletilstand: I løbet af sommeren vendes processen, og varme udvindes fra boligens indre og overføres til jorden.
Cyklussen består af følgende grundlæggende elementer:
- Kompressor: Det er ansvarligt for at øge trykket af varmeoverførselsvæsken, opvarme den for at generere den ønskede temperatur inde i hjemmet.
- Fordamper: Enhed, der reducerer væskens tryk, sænker dens temperatur, så den kan fange varme fra jorden.
- Kondensator: Hvor varme overføres til boligens varme- eller kølesystem.
- Ekspansionsventil: Ventilen, der regulerer flowet af kølemiddelvæsken, så cyklussen kan fortsætte.
Denne cykliske proces med fordampning og kondensering er det, der gør det muligt for systemet at fungere til både opvarmning og køling og tilpasser sig hjemmets behov i hver sæson af året.
Installationer med jordvarmepumper
Der findes flere typer geotermiske installationer afhængigt af arrangementet af solfangerne, der udveksler varme med jorden. Vi skal tage hensyn til faktorer som tilgængeligheden af plads og terrænets egenskaber for at vælge den bedst egnede type. De mest almindelige konfigurationer er:
Horisontal geotermisk fangst
Denne type installation er kendetegnet ved en vandret lægning af rør gennem en grund. Rørene placeres normalt i en dybde på mellem 1 og 2 meter.
Det er det mest økonomiske og nemmeste format at installere, men det kræver meget plads. Derfor er det mere almindeligt i enfamiliehuse, der har store grunde. På små grunde er denne mulighed ikke altid levedygtig.
Vertikal geotermisk fangst
I områder, hvor der ikke er plads nok til vandret montering, er valget taget for lodret optagelse. I dette tilfælde bores der dybe brønde, mellem 50 og 150 meter, hvor de geotermiske sonder er installeret.
Selvom det kræver flere initialinvesteringer på grund af det specialiserede maskineri til boring, er denne mulighed normalt mere effektiv, da jorden ved større dybde holder en mere konstant og højere temperatur.
Fangst i vand (søer eller floder)
Hvis du har adgang til en nærliggende sø, flod eller vandreservoir, er det også muligt at installere geotermiske samlere i disse vandområder. Gennem denne teknik udveksler systemet varme med vand, hvilket kan være meget effektivt på grund af vandets termiske kapacitet.
Den største ulempe ved dette system er dog, at det ikke altid er tilgængeligt, da det afhænger af nærheden til en passende vandkilde.
Fordele og ulemper ved jordvarmepumper
Advantage
- Energieffektivitet: Geotermiske varmepumper er yderst effektive, med ydelsesforhold (COP), der kan nå op på 4 eller 5. Det betyder, at for hver kWh elektricitet, der forbruges, genererer de mellem 4 og 5 kWh termisk energi.
- Bæredygtighed: Dette system bruger en vedvarende energikilde, der er tilgængelig hele året rundt, hvilket bidrager til reduktion af CO2-udledning og brug af fossile brændstoffer.
- alsidighed: Jordvarmepumper bruges ikke kun til opvarmning, men også til køling og til produktion af varmt brugsvand (DHW).
- Holdbarhed: Geotermiske systemer er kendt for deres levetid, der let overstiger 20 til 30 års brugstid.
- Langsigtet investering: Selvom den oprindelige investering kan være høj, er drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne lave, så de afskrives inden for en rimelig periode.
Ulemper
- Høje startomkostninger: Den initiale investering kan være betydelig, især i systemer med vertikal indsamling. Det betaler sig dog normalt tilbage på mindre end 10 år takket være energibesparelser.
- Kræver plads: Denne type installation kan kræve betydelig plads til horisontale opsamlingssystemer.
- Geoteknisk undersøgelse: Afhængigt af terrænets karakteristika er det nødvendigt at udføre tidligere undersøgelser, der kan øge omkostningerne.
- Hævnens time: Selvom jordvarmepumper er meget effektive, kan de i nogle tilfælde tage op til 7-10 år at betale for sig selv.
Under alle omstændigheder er geotermiske varmepumper en fremragende langsigtet investering, både ud fra et økonomisk og økologisk synspunkt. Takket være dets høje ydeevne og lave energiforbrug, vælger flere og flere mennesker dette system til deres hjem.