ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΒΑΘΟΥΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑΣ

 

γεωθερμια

Στην αβαθή γεωθερμία μια πλήρης εγκατάσταση αποτελείται κυρίως από τα παρακάτω τμήματα:

Α. Γεωθερμική αντλία θερμότητας (ΓΑΘ).
Β. Γεωθερμικός εναλλάκτης (γεωεναλλάκτης).
    i) Κλειστού κυκλώματος (κάθετο – γεωτρήσεις, οριζόντιο, σπειροειδές).
    ii) Ανοικτού κυκλώματος (γεωτρήσεις, πηγάδια, λίμνες, ποτάμια, θάλασσα).
Γ. Σύστημα θέρμανσης/ψύξης εντός του κτιρίου (αεραγωγοί, ενδοδαπέδια-ενδοτοίχια, fan coils, καλοριφέρ).

Α.  Γεωθερμική Αντλία Θερμότητας (ΓΑΘ)

Η γεωθερμική αντλία θερμότητας είναι η ΄΄καρδιά΄΄ στην αβαθή γεωθερμία.
Δεν έχει μεγάλες διαφορές από τις γνωστές μικρές κλιματιστικές συσκευές ή εν μέρει τα ηλ. ψυγεία και αποτελείται από 4 στοιχεία: εξατμιστή, συμπιεστή, συμπυκνωτή και στοιχείο εκτόνωσης.

Η γεωθερμική αντλία θερμότητας (heat pump) λειτουργεί όπως οι αντλίες νερού μόνο που ανυψώνει, αντί για νερό, θερμική ενέργεια. Δηλαδή αντλεί ενέργεια από ένα χώρο (π.χ. θερμοκρασίας 5ºC) και τη μεταφέρει σε άλλο με υψηλότερη θερμοκρασία (π.χ. 25ºC).

Σε αντίθεση με τα συμβατικά συστήματα οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας (ΓΑΘ) δεν καίνε ορυκτά καύσιμα για την παραγωγή θερμότητας και ελάχιστο ρεύμα για τη ψύξη.

Β. Γεωθερμικός εναλλάκτης

Τα  συστήματα γεωθερμίας που εκμεταλλεύονται την αβαθή γεωθερμική ενέργεια διακρίνονται στις εξής κατηγορίες:

i) Συστήματα γεωθερμίας κλειστού κυκλώματος
    α ) οριζόντια γεωθερμικά συστήματα (εκσκαφή)
    β ) κατακόρυφα γεωθερμικά συστήματα (γεωτρήσεις)
 ii) Συστήματα γεωθερμίας ανοικτού κυκλώματος.

i) Οι γεωθερμικοί εναλλάκτες κλειστού κυκλώματος αποτελούνται από υπόγειο δίκτυο με πλαστικούς σωλήνες υψηλής αντοχής (γεωεναλλάκτης), που λειτουργεί ως εναλλάκτης θερμότητας, με διάρκεια ζωής άνω των 50 ετών.

Στους  εναλλάκτες γεωθερμίας κυκλοφορεί διάλυμα νερού με φιλικό προς το περιβάλλον αντιψυκτικό , οι οποίοι συνδέονται με την αντλία θερμότητας όπου και ολοκληρώνεται κύκλωμα.

Ένα κλειστό κύκλωμα συνεχώς επανακυκλοφορεί, υπό πίεση, το διάλυμα που μεταφέρει την θερμότητα. Για την ομαλή τροφοδοσία της αντλίας θερμότητας είναι απαραίτητος κυκλοφορητής. Το κύκλωμα της γης και του σπιτιού, είναι κλειστό και κατά συνέπεια δεν παρουσιάζονται επικαθίσεις αλάτων, με αποτέλεσμα οι απαιτήσεις για συντήρηση του συστήματος να είναι μικρές.

Οι γεωθερμικοί εναλλάκτες κλειστού κυκλώματος, μπορεί να είναι : α) οριζόντιοι γεωεναλλάκτες, β) κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες (γεωτρήσεις), ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησης των σωλήνων μέσα στη Γή.

α) Τα οριζόντια συστήματα γεωθερμίας(horizontal-erdreich/ flaechenkollektor) χρησιμοποιούν γεωθερμικό εναλλάκτη, που είναι τοποθετημένος παράλληλα προς την επιφάνεια του εδάφους σε βάθος συνήθως 1.2-1.8 μ σε μια ή περισσότερες στρώσεις σωλήνων.

β) Στα κατακόρυφα συστήματα  γεωθερμίας (vertical-tiefenbohrung/erdsonde) ο γεωθερμικός εναλλάκτης είναι τοποθετημένος κάθετα στην επιφάνεια του εδάφους, μέσα σε γεωτρήσεις ανοιγμένες από γεωτρύπανο και σε βάθη που κυμαίνονται συνήθως από 50-150 μ.

Συγκριτικά μπορούμε να πούμε ότι τα κατακόρυφα συστήματα (γεωτρήσεις) πλεονεκτούν των οριζοντίων, γιατί δεσμεύουν μικρότερες ποσότητες επιφάνειας γης για την εγκατάσταση τους και είναι πιο «σταθερά», διότι δεν επηρεάζονται σχεδόν καθόλου από τις εποχικές μεταβολές, λόγω μεγαλύτερου βάθους εγκατάστασης.

ii) Οι γεωθερμικοί εναλλάκτες ανοιχτού κυκλώματος χρησιμοποιούν υπόγεια ύδατα (από υδρογεωτρήσεις)   ή επιφανειακά (από λίμνη, πηγάδι, ποτάμι,  ή τη θάλασσα), ως πηγή θερμότητας - ψύξης και χώρους απόθεσης/επιστροφής του νερού. Αντλούν νερό από υπόγειο ταμιευτήρα με χρήση γεώτρησης και ενδιάμεσου εναλλάκτη νερού/νερού που παρεμβάλλεται μεταξύ της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας (ΓΑΘ) και του ανοικτού κυκλώματος, προσδίδουν ή απορροφούν ενέργεια στο σύστημα πριν το νερό επιστρέψει στον ταμιευτήρα από άλλη γεώτρηση. Το σύστημα αυτό ενδείκνυται σε περιοχές με ρηχό βάθος υδροφόρου ορίζοντα, ώστε να απαιτούνται μικρές γεωτρήσεις νερού. Και σε αυτή την περίπτωση αξιοποιείται  με γεωτρήσεις η ιδιότητα της σταθερής θερμοκρασίας που έχουν τα νερά του υπόγειου ταμιευτήρα καθ' όλο τον χρόνο ανεξάρτητα από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες που επικρατούν.

Στην αβαθή γεωθερμία ανοιχτού κυκλώματος απαιτούνται δύο τουλάχιστον γεωτρήσεις. Από τη μία γεώτρηση γίνεται άντληση νερού από τους υπόγειους υδροφόρους και διοχετεύεται στη γεωθερμική αντλία όπου προσδίδει ή απορροφά ενέργεια στο σύστημα μας πριν το νερό επιστρέψει στον ταμιευτήρα από τη δεύτερη γεώτρηση.

Γ. Εσωτερική εγκατάσταση θέρμανσης – ψύξης.

Η εγκατάσταση θέρμανσης και ψύξης της κατοικίας, δεν διαφέρει σε τίποτε από τις γνωστές μας εγκαταστάσεις. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ενδοδαπέδιο ή ενδοτοίχειο σύστημα θέρμανσης και δροσισμού ή σύστημα fan coils για θέρμανση και ψύξη. Ακόμη και σώματα θερμαντικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν (αλλά θα είναι πολύ μεγάλα σε μέγεθος).