Η αβαθής γεωθερμία https://nikolaospsarras.com/ μπορεί να αξιοποιηθεί για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών ενός κτιρίου, μέσω των γεωθερμικών συστημάτων κλιματισμού με γεωθερμικές αντλίες θερμότητας. Η γεωθερμία στις κατοικίες έχει τη δυνατότητα να καλύψει τις ανάγκες για θέρμανση, ψύξη και δροσισμό του χώρου. Τα γεωθερμικά συστήματα κλιματισμού μπορούν να παρέχουν θέρμανση και ψύξη των εσωτερικών χώρων, ζεστό νερό χρήσης και θέρμανση πισίνας. Εξασφαλίζεται μια άνετη και ευχάριστη ατμόσφαιρα όλους τους μήνες του έτους, με σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων.
Η αρχή λειτουργίας του γεωθερμικού συστήματος βασίζεται στην ανταλλαγή ποσών θερμότητας με το υπέδαφος. Το υπέδαφος ή ο υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας διατηρεί μια σχεδόν σταθερή θερμοκρασία, ανεπηρέαστη από τις εξωτερικές συνθήκες, καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους. Έτσι κατά τη χειμερινή περίοδο, το υπέδαφος έχει υψηλότερη θερμοκρασία από τον ατμοσφαιρικό αέρα με αποτέλεσμα να απαιτείται μικρό ποσοστό κατανάλωσης ενέργειας για τη θέρμανση του χώρου. Το ίδιο ισχύει και κατά την καλοκαιρινή περίοδο, όπου το υπέδαφος έχει χαμηλότερη θερμοκρασία από τον ατμοσφαιρικό αέρα, με αποτέλεσμα να μπορούμε να επιτύχουμε ψύξη του χώρου οικονομικότερα από ότι με ένα συμβατικό σύστημα.
Οι ενεργειακές μετατροπές λαμβάνουν χώρα σε γεωθερμικές αντλίες θερμότητας. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια και δεν απαιτείται η χρήση κάποιου συμβατικού καυσίμου. Έχουν φιλική συμπεριφορά προς το περιβάλλον, καθότι το εργαζόμενο μέσο είναι το φρέον R410A.
Είδη Γεωθερμικών Συστημάτων- Εξωτερικός Χώρος
Ο βασικός διαχωρισμός των γεωθερμικών συστημάτων είναι σε ανοικτά και κλειστά, ανάλογα με τον τύπο του κυκλώματος που είναι εγκατεστημένος στο εξωτερικό τμήμα του κτιρίου.
Τα ανοικτά γεωθερμικά συστήματα κάνουν χρήση του υπόγειου υδροφόρου ορίζονται μέσω δύο υδρογεωτρήσεων. Η μία γεώτρηση ονομάζεται γεώτρηση άντλησης και η δεύτερη, γεώτρηση εμπλουτισμού. Σε κάποιες περιπτώσεις μικρών ενεργειακών απαιτήσεων και πλούσιας υδροφορίας, μπορεί να πραγματοποιηθεί η ανόρυξη μιας μόνο τηλεσκοπικής υδρογεώτρησης με άντληση και εμπλουτισμό να πραγματοποιείται εντός της ίδιας. Το σύστημα αυτό μπορεί να εφαρμοστεί σε όλες τις περιοχές όπου η υδροφορία είναι άφθονη και συνεχής καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους. Επίσης μπορεί να εφαρμοστεί και σε παραθαλάσσιες περιοχές, όπου γίνεται αξιοποίηση του υφάλμυρου νερού, μέσω δύο υδρογεωτρήσεων και κατάλληλου εξοπλισμού υφαλμυρότητας που βοηθάει στην προστασία της εγκατάστασης από την διάβρωση και τις επικαθίσεις. Η επιλογή ενός τέτοιου συστήματος θεωρείται συμφέρουσα σε χώρους άνω των 100 τ.μ., όταν η υδροφορία είναι συνεχής και πλούσια και δεν απαιτείται ιδιαίτερα μεγάλο βάθος ανόρυξης.
Τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα κλιματισμού εφαρμόζονται σε περιοχές όπου η υδροφορία είναι περιορισμένη και ανεπαρκής για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της εγκατάστασης. Η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας πραγματοποιείται μέσω ενταφιασμένων σωληνώσεων, που καλούνται γεωσυλλέκτης. Τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα υφίστανται περαιτέρω διαχωρισμό σε οριζόντια, κάθετα και κωνικά, ανάλογα με τη μορφή του γεωσυλλέκτη. Η επιλογή του κάθε συστήματος εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα του περιβάλλοντα χώρου.
Τα κλειστά οριζόντια γεωθερμικά συστήματα αξιοποιούν τη θερμοκρασία των γεωλογικών σχηματισμών (εδάφους) ή του επιφανειακού υδροφόρου ορίζοντα (π.χ. λίμνη)διαμέσου ενός υδάτινου διαλύματος, που ανακυκλοφορεί σε ένα ενταφιασμένο δίκτυο σωληνώσεων (γεωσυλλέκτης οριζόντιας διάταξης). Ο γεωσυλλέκτης τοποθετείται στον περιβάλλοντα χώρο του κτιρίου, όμως δύναται να τοποθετηθεί και κάτω από το “μπετό καθαριότητας”, στα θεμέλια του κτιρίου για την εξοικονόμηση χώρου. Η εκσκαφή πραγματοποιείται σε βάθος 1μέτρου από την επιφάνεια του εδάφους και ενδέχεται να πραγματοποιηθεί επίστρωση και σε πολλαπλά στρώματα. Τα οριζόντια γεωθερμικά συστήματα θεωρούνται η οικονομικότερη κατασκευαστική λύση από οποιοδήποτε άλλο γεωθερμικό σύστημα.
Τα κλειστά κωνικά γεωθερμικά συστήματα αξιοποιούν τη θερμοκρασία των γεωλογικών σχηματισμών (εδάφους) μέσω υδάτινου διαλύματος που ανακυκλοφορεί εντός του γεωσυλλέκτη σε μορφή κώνου. Για την ταφή του γεωσυλλέκτη πραγματοποιούνται τοπικές εκσκαφές. Το κωνικό σχήμα υπερτερεί του κυλινδρικού γιατί αποτρέπει τη θερμική συμφόρηση του εδάφους κατά τον κάθετο άξονα και βοηθάει στην απαγωγή και απορρόφηση του ενεργειακού φορτίου. Το πλήθος των κώνων εξαρτάται από τα θερμικά και ψυκτικά φορτία που απαιτούνται στο χώρο και το ελάχιστο βάθος τοποθέτησης κάθε κώνου ανέρχεται στα 3,5 μέτρα από την επιφάνεια. Θεωρείται η βέλτιστη λύση στις περιπτώσεις όπου δεν μπορεί να εφαρμοστεί το οριζόντιο σύστημα επειδή δεν υπάρχει διαθεσιμότητα χώρου και το κάθετο σύστημα αποτελεί ακριβή κατασκευαστική λύση.
Τα κλειστά κάθετα γεωθερμικά συστήματα χρησιμοποιούν τη θερμοκρασία των γεωλογικών σχηματισμών μέσω υδάτινου διαλύματος που ανακυκλοφορεί μέσα σε γεωσυλλέκτη, τοποθετημένο σε κάθετη διάταξη. Αποτελεί το ακριβότερο σύστημα στην κατασκευή του, λόγω του υψηλού κόστους ανόρυξης των οπών για την ταφή του γεωσυλλέκτη και εφαρμόζεται όταν τα υπόλοιπα συστήματα δεν είναι εφικτά. Απαιτεί ελάχιστο περιβάλλοντα χώρο και έχει σταθερούς συντελεστές απόδοσης, λόγω βάθους και ελαχιστοποίησης της διακύμανσης της θερμοκρασίας του εδάφους.
