Ogrzewanie geotermalne
Energia geotermalna to energia czerpana z wnętrza ziemi. Zasadniczo tego pojęcia używa się w dużej energetyce do nazwania zasobów energii pod postacią gorącej wody dostępnej z podziemnych złóż. Możliwe jest wykorzystanie tej wody do produkcji energii elektrycznej i ciepła w ciepłowniach geotermalnych.
W Polsce funkcjonuje kilka ciepłowni geotermalnych, które od zwykłych lokalnych ciepłowni różnią się niewiele. Z punktu widzenia źródła ciepła i całej aparatury, rzecz jasna, różnica jest ogromna i zasadnicza. W takiej ciepłowni ciepło pozyskuje się z ziemi przez wydobywanie gorącej wody ze studni głębinowej i zrzucanie do drugiej studni wody po schłodzeniu.
W mniejszej skali, nasze domy też mogą być ogrzewane geotermalnie, czyli ciepłem z ziemi. W większości przypadków dotyczy to jednak ciepła z płytkich warstw gruntu, które nie pochodzi z rozgrzanego wnętrza ziemi. Jeśli zatem nie z wnętrza ziemi, to skąd?
Ano ogrzewanie pompą ciepła z gruntowym wymiennikiem jako dolne źródło ciepła tak naprawdę pozwala na pozyskiwanie energii słonecznej zmagazynowanej w gruncie. Jak to wygląda w szczegółach, przedstawia poniższa ilustracja.
Rozkład temperatur w gruncie i schemat ideowy wymiennika ciepła w gruncie.
Powyższy obrazek przedstawia zmiany rozkładu temperatur w gruncie na przestrzeni roku, kierunek przepływu ciepła oraz ideowy schemat wymiennika ciepła dla pompy ciepła. Wymiennik w gruncie zakopany jest najczęściej na głębokości 1,6-2,2 metra, zależnie od strefy klimatycznej, w której zlokalizowany jest budynek. Na tej głębokości temperatura nie spada poniżej kilku stopni Celsjusza. Na głębokości 4 metrów od powierzchni temperatura jest niemalże stała, zmienia się w ciągu roku w zakresie 7-11°C.
Ciepło dociera do przypowierzchniowych warstw gruntu głównie przez przewodzenie, zasilane przez promieniowanie słoneczne. Rocznie tego promieniowania słonecznego powierzchnia gruntu otrzymuje w Polsce ok. 1 000 kWh/m². Ciepło wnika też do gruntu za pośrednictwem wód opadowych, które wsiąkają niosąc ciepło w głąb gleby. Dlatego niektórzy polecają, by w trawniku, pod którym zainstalowany jest wymiennik pompy ciepła, rozsączać wodę deszczową z dachu budynku.
Inspiracją dla narysowania tego obrazka był dla mnie ten artykuł, dane odnośnie temperatury gruntu wziąłem stąd.
Więcej informacji na temat scentralizowanego (ale nie tylko) ogrzewania geotermalnego znajdziesz tutaj.
