V vsakem od teh odsekov so značilne temperaturne razlike.
Geotermalno ogrevanje in hlajenje
Geotermalno ogrevanje in hlajenje obstaja v dveh primarnih oblikah. Prvi izkoristiti vire toplote, ki ležijo blizu zemeljske površine, da bi prenesli toploto nad zemljo in jo razdelili kot radiator za ogrevanje domov in drugih prostorov. Druga oblika izkorišča relativno stabilno temperaturo, ki obstaja povsod drugje pod zemljo, da bi nadomestila razliko v bolj spremenljivih temperaturah zraka nad tlemi.
Geotermalno ogrevanje iz izhodnih virov toplote
Geotermalno ogrevanje z uporabo površinskih virov toplote običajno vključuje večje naprave, kjer se lahko črpa toplota in distribuira velikemu številu prejemnikov. Dober primer je kompleks geotermalne energije, ki obstaja na Islandiji. Tam je toplota iz naravnih virov pod zemljo porazdeljena po bivalnih območjih, vključno z zgradbami in cestami. Te večje geotermalne naprave običajno združujejo ogrevanje s proizvodnjo električne energije.
Geotermalno ogrevanje in hlajenje pod pogoji stabilnosti pod zemeljsko temperaturo
Bolj neposredna in razširjena metoda izkoriščanja geotermalnih pogojev je uporaba temperaturne stabilnosti, ki obstaja tik pod zemljo. Najpreprostejši izraz pomeni pošiljanje tekočine nad zemljo skozi cevovodno omrežje, ki je zakopano pod zemljo. Ko se tekočina premika nad in pod zemljo, lahko prenese razlike v temperaturi med dvema medijema.
Nadzemna tekočina je nadzorovana s pomočjo geotermalne toplotne črpalke, ki deluje kot hladilnik ali obratno in ima dodatno prednost, da lahko črpa tako od temperature zraka kot od tal. Lahko izloči temperaturni pogoj iz zraka ali tal in ga nato prenese na drugo stran. Prenos temperature iz zraka v zemljo omogoča, da se prenesena temperatura shrani v zemljo, ki se nato lahko uporabi kasneje. Obrnitev tega procesa omogoča nadzor nad temperaturo zraka nad tlemi.
Zemeljske izvorne geotermalne toplotne črpalke so lahko praktična rešitev za tiste, ki želijo vključiti obnovljivi vir energije, da bi izkusili ne le manjšo porabo energije, ampak tudi nižje račune za energijo.
Toplotna črpalka ima zmožnost vzeti eno enoto toplote (1 kilovatno uro) in jo pretvoriti v pet enot toplote (5 kilovatnih ur). Ta pretvorba toplote se imenuje »koeficient učinkovitosti«. Torej ima toplotna črpalka v tem primeru koeficient učinkovitosti 5. Standardni električni kotel ali grelnik vode ima koeficient učinkovitosti 1. Koeficient učinkovitosti toplotne črpalke se običajno spreminja od 1-6.
Ko toplotna črpalka deluje, se koeficient učinkovitosti poveča in se temperatura vode zmanjša.
Primer geotermalnih prihrankov
Predstavljajmo si, da se voda v cisterni volumna okoli 3000 l ogreva s toplotno črpalko na zemeljski vir, zahtevana temperatura vode za sevalno talno ogrevanje pa je 37,7 °C. Ko ta toplotni hranilnik doseže to nastavljeno točko, se bo toplotna črpalka izklopila. Med tem obratovalnim načinom se bo toplotna črpalka odzvala z visoko učinkovitostjo okoli 4,8.
Če isti 3000 litrski toplotni rezervoar zahteva temperaturo vode 54,4 ºC, se učinkovitost toplotne črpalke zmanjša na 3,4, da bi se dosegla ta temperatura. V tem primeru bo toplotna črpalka porabila 29 % manj električne energije za doseganje temperature vode.
V nekaterih primerih toplotna črpalka ne bo mogla doseči teh višjih temperatur vode in bo potreben dodaten električni kotel ali grelni element, ki bo dopolnil ogrevalne zahteve. Če si kot vir toplote prizadevate za geotermalno energijo, se prepričajte, da bo toplotna moč primerna za ogrevanje vašega doma.
I.K.
