Viena no galvenajām zeme/ūdens siltumsūkņa priekšrocībām ir tā, ka siltuma avots ir pieejams praktiski bez maksas. Vienīgā enerģija, kas jāiegādājas, ir kompresora barošanai nepieciešamā elektroenerģija. Šajā gadījumā ideāla ir kombinācija ar fotoelementu sistēmu, lai saules starojumu varētu pārvērst elektroenerģijā. Gandrīz bezgalīgais siltuma avots palīdz arī nodrošināt, ka izejvielu cenas nav pakļautas ekonomiskām vai politiskām svārstībām. Tādējādi sistēmu īpašnieki ir ievērojami mazāk atkarīgi no kurināmā piegādātājiem. Zemes siltumsūkni var ekonomiski ekspluatēt monorežīmā vai duālajā režīmā. Tas nozīmē, ka izmantotajā apkures sistēmā par apkures siltumu un/vai karsto ūdeni ir atbildīgs viens vai divi dažādi siltuma ģeneratori.
Zeme/ūdens siltumsūknis - funkcijas un priekšrocības
Pieprasīt bezmaksas konsultāciju
Zeme ir milzīgs, gandrīz neizsmeļams akumulācijas sildītājs un vienlaikus viens no svarīgākajiem siltuma avotiem. Zemes pamattemperatūra noteiktā dziļumā ir aptuveni desmit grādu pēc Celsija. Salīdzinot ar apkārtējo gaisu, šī temperatūra ir ļoti nemainīga. Tas nozīmē, ka pat tad, ja augšējais zemes slānis ir sasalis, zemes siltumsūkņi var turpināt efektīvi darboties, jo starpība starp siltuma avota un plūsmas temperatūru saglabājas salīdzinoši neliela pat ziemā.
Zeme/ūdens siltumsūkņa darbība
Tāpat kā visi citi siltumsūkņi, zeme/ūdens siltumsūknis darbojas pēc viena un tā paša principa: Vispirms no zemes tiek iegūta siltumenerģija, kas pēc tam tiek nodota aukstumaģentam. Tas iztvaiko un papildus tiek saspiests, izmantojot kompresoru. Tas palielina ne tikai spiedienu, bet arī temperatūru. Iegūtais siltums tiek absorbēts siltummainī (kondensatorā) un nodots tālāk apkures sistēmai. Sīkāku informāciju par šā procesa darbību var uzzināt rakstā Kā darbojas zeme/ūdens siltumsūknis.
Principā ģeotermālo siltumu ar zemes siltumsūkņa palīdzību var iegūt divējādi: vai nu izmantojot ģeotermālos kolektorus, kas ir ierakti zemē zem sasalšanas zonas, vai arī izmantojot ģeotermālās zondes, kas ieurbtas zemē līdz pat 100 metru dziļumā . Turpmākajās nodaļās aplūkosim abus variantus.
Mājās ar Arndu Peiferu Tegernzē ielejā
Pilnība patīk Arndam Peifferam. Tāpēc bija tikai likumsakarīgi, ka biatlonists vērsās pie sava sponsorēšanas partnera Viessmann, lai plānotu un uzstādītu inovatīvu tehnoloģiju - siltumsūkni, fotoelementu sistēmu un enerģijas akumulatoru - enerģijas piegādei viņa jaunajā mājoklī.
Ģeotermiskie zemes kolektori
Lai iegūtu ģeotermālo siltumu, cauruļu sistēma ir izvietota horizontāli un serpentīna veidā ieraktas zem zemes sasaluma zonas. Dziļums ir aptuveni pusotra līdz divi metri zem augsnes virsmas. Cauruļu sistēmā cirkulē antifrīzs, kas ir nesasalstošs šķidrums, kurš absorbē siltumenerģiju un nodod to siltummainim. Vajadzīgais kolektora laukums ir atkarīgs no attiecīgās ēkas siltumenerģijas pieprasījuma , zemes kontūra caurules diametra un augsnes tipa. Praksē tas ir 1,5 līdz 2 reizes lielāks par apsildāmo platību. Ģeotermiskie kolektori absorbē zemes siltumenerģiju . Enerģiju zemei nodrošina saules starojums un lietus ūdens. Līdz ar to zemes stāvoklim ir izšķiroša nozīme kolektoru enerģijas ieguvē. Ir svarīgi, lai virs cauruļu sistēmas esošā teritorija nebūtu asfaltēta vai apbūvēta. Vairāk par to, kas jāņem vērā, ierīkojot ģeotermālos kolektorus, varat izlasīt rakstā Ģeotermālie kolektori zeme/ūdens siltumsūkņiem.
Zeme/ūdens siltumsūknis
[1] Vitocal zeme/ūdens siltumsūknis
[2] Karstā ūdens tvertne
[3] Apkures ūdens akumulators
Ģeotermālās zondes iegūst siltumu no zemes dziļākajiem slāņiem
Alternatīva ģeotermālajiem kolektoriem ir zondes. Izmantojot urbumus, ģeotermālās zondes tiek iegremdētas zemē vertikāli vai leņķī. Caur tām plūst neaizsalstošs šķīdums, kas 40 līdz 100 metru dziļumā absorbē ģeotermālo siltumu un nodod to tālāk siltummainim. Aptuveni desmit metru dziļumā temperatūra saglabājas nemainīga visu gadu, tāpēc ģeotermālās zondes efektīvi darbojas pat pie ļoti zemas ārējās temperatūras. Salīdzinot ar ģeotermālajiem kolektoriem, tiem ir nepieciešams maz vietas, un tos var izmantot arī dzesēšanai vasarā. Urbuma dziļums ir atkarīgs arī no siltuma pieprasījuma un zemes siltumvadītspējas. Tā kā līdz pat 100 metru dziļurbumā tiek šķērsotas vairākas gruntsūdeņu nesošās kārtas, urbumu ierīkošanai vienmēr ir jāsaņem atļaujas.
Zemes siltums (zonde)
[1] Vitocal siltumsūknis
[2] Karstā ūdens tvertne
[3] Apkures ūdens akumulators
Zeme/ūdens siltumsūkņa priekšrocības
Pateicoties ģeotermālās enerģijas izmantošanai, zeme/ūdens siltumsūknis ir efektīvs apkures veids. Ģeotermālā enerģija ir zem zemes pieejamā siltumenerģija, ko var izmantot kā siltuma avotu zemes siltumsūknim.
Ieguldījums zemes siltumsūknī nozīmē arī ieguldījumu nākotnē. Tas ir tāpēc, ka ģeotermālajiem kolektoriem un zondēm ir ļoti ilgs kalpošanas laiks. Iekārtām ir arī ļoti zemas uzturēšanas prasības, jo ir uzstādīti tikai daži kustīgi komponenti. Plānošanu un uzstādīšanu parasti veic apkures darbu veicējs, lai jau no paša sākuma būtu garantēta droša ekspluatācija.
Siltākajos vasaras mēnešos zeme/ūdens siltumsūkni var izmantot arī dzesēšanai. Izmantojot šo funkciju, telpas siltums no apkures sistēmas tiek nodots ģeotermālajai zondes sistēmai . Pēc tam zemē tiek uzkrāts siltums, lai to varētu izmantot nākamajā apkures periodā. Šajā režīmā darbojas tikai cirkulācijas sūknis un vadības bloks, padarot dabisko dzesēšanu par enerģiju taupošu un rentablu ēku dzesēšanas metodi. Kā šis process izskatās detalizēti, ir izskaidrots sadaļā " Dabiskā un aktīvā dzesēšana".
Papildus ekonomiskajiem ieguvumiem ir arī daudzi ekoloģiski apsvērumi, kas pamato zemes siltumsūkņa izmantošanu. Tas ir tāpēc, ka apkurei nepieciešamā enerģija, ir klimatam draudzīga un ir pieejama tieši pie jūsu īpašuma. Pilnībā tiek novērsti gari un CO₂ietilpīgi transporta ceļi. Ģeotermālās enerģijas izmantošana nozīmē arī kaitīgo CO₂ emisiju samazināšanos. Salīdzinot ar gāzes vai šķidrā kurināmā apkures sistēmu, ozona slāni sasniedz līdz pat 90 procentiem mazāk dūmgāzu.
Zeme/ūdens siltumsūkņa darbībai papildus jau minētajām priekšrocībām ir vēl viens pozitīvs efekts: Eksperti šeit saskata lielu potenciālu ES izvirzīto klimata mērķu sasniegšanā. Svarīgākais termins šeit ir "nozaru sasaiste", t. i., elektroenerģijas un siltumapgādes tirgu apvienošana. Šīs vīzijas pamatā ir arvien pieaugošais tīras elektroenerģijas īpatsvars. Vēja un fotoelementu sistēmas jau šobrīd ražo tik daudz elektroenerģijas, ka tās uz laiku ir jāizslēdz, lai nedestabilizētu elektrotīklu. Daudzi eksperti ir apņēmušies rast veidus, kā šo enerģijas pārpalikumu izmantot ar siltumsūkņu palīdzību.
Viessmann zemes siltumsūkņa izmantošana sniedz daudzas priekšrocības. Starp svarīgākajām ir:
- bezmaksas siltuma avots pieejams jebkurā diennakts laikā
- Efektīva darbība pat ziemā, pateicoties nemainīgi augstai temperatūrai.
- vasarā var izmantot dabiskai dzesēšanai
- CO₂ emisiju samazināšana
Zeme/ūdens siltumsūkņi komercobjektiem un pašvaldību iestādēm
Zeme/ūdens siltumsūkņi izmanto zemi kā primāro enerģijas avotu. Tas tiek panākts ar ģeotermālajiem kolektoriem vai ģeotermālajām zondēm, kas tiek ievietotas zemē, lai iegūtu tur esošo siltumu. Zeme/ūdens siltumsūkņi komercobjektiem un pašvaldību iestādēm ir videi draudzīgi un ievērojami samazina apkures enerģijas un karstā ūdens ražošanas izmaksas.
