Γεωθερμία Εφαρμ ογές εγκαταστάσεων στην πράξη Σαββανής Παναγιώτης, Μηχανολόγος Μηχανικός ΤΕ
Γεωθερμ ική Εγκατάσταση Θέρμ ανσης - Ψύξης Σκοπ ός της εγκατάστασης είναι π αραγωγή ενέργειας για ψύξη και θέρμ ανση μ ε πλεονέκτημ α το χαμ ηλό κόστος λειτουργίας. Τα συστατικά π ου απ αρτίζουν μ ια γεωθερμ ική εγκατάσταση είναι: 1. Γη Έδαφος Η γη απ οτελεί την δεξαμ ενή απ οθήκη ενέργειας π ου μ ας τροφοδοτεί για την λειτουργία της εγκατάστασης. 2. Αντλία Θερμότητας Click to edit Master subtitle style Η αντλία θερμ ότητας αναλαμ βάνει τη μ εταφορά της ενέργειας απ ό τη γη στο κτήριο και αντίστροφα μ ε την π ροσθήκη π άντα του απ αραίτητου π οσού ηλεκτρικής ενέργειας. 3. Εσωτερική εγκατάσταση Απ οτελείται απ ο τις εσωτερικές εγκαταστάσεις διανομ ής ενέργειας π ου τροφοδοτούνται απ ό την αντλία θερμ ότητας για την κάλυψη των θερμ ικών ψυκτικών αναγκών του κτιρίου.
Γη - Έδαφος Για την εκμετάλευση του εδάφους ως πηγή ενέργειας χρησιμοποιούμε τις παρακάτω μεθόδους: Κλειστά Συστήματα Είναι οι γεωθερμικοί εναλλάκτες κλειστού τύπου και σκοπό έχουν την συναλλαγή θερμότητας με το έδαφος. Είναι κατασκευασμένοι απο δίκτυα σωληνώσεων εντός του εδάφους όπου κυκλοφορεί διάλυμμα νερού-γλυκόλης. Ανοιχτά συστήματα Βασίζονται στην άντληση των υπεδαφικών νερών και εκμετάλευσης της περιεχόμενης θερμικής ενέργειας.
Κλειστά συστήματα Οριζόντιοι Γεωθερμικοί Εναλλάκτες Στην εγκατάσταση αυτή δημιουργείται συναλλαγή θερμότητας με το έδαφος τοποθετώντας σωλήνες κατάλληλης διαμέτρου σε οριζόντια διάταξη. Ο τρόπος τοποθέτησης μπορεί να είναι είτε σε ενιαία οριζόντια εκσκαφή είτε σε τάφρους. Η τοποθέτηση γίνεται σε βάθος από 1.0 έως 2,0μ με πυκνότητα 0,5μ ή σε σπείρες. Ο οριζόντιος εναλλάκτης συνιστάται σε κατασκευές με άφθονο περιβάλλοντα χώρο και μη βραχώδη εδάφη. Πλεονέκτημα του η ευκολία κατασκευής και το χαμηλό κόστος.
Τυπικές εγκαταστάσεις οριζοντίων εναλλακτών
Κλειστά Συστήματα Κατακόρυφοι Γεωθερμικοί Εναλλάκτες Για την συναλλαγή θερμότητας με το υπέδαφος όταν οι συνθήκες δεν επιτρέπουν την εγκατάσταση οριζόντιου συστήματος, χρησιμοποιείται ο κατακόρυφος εναλλάκτης. Η ανάπτυξη του γεωθερμικού εναλλάκτη γίνεται με σωλήνες κατακόρυφα εντός γεωτρήσεων διαμέτρου 6 8 και βάθους μέχρι 120μ. Το πλήθος των γεωτρήσεων είναι συνάρτηση της ισχύος της εγκατάστασης. Οι κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες εφαρμόζονται σε εγκαταστάσεις με περιορισμένο περιβάλλοντα χώρο ανεξαρτήτως σύστασης υπεδάφους.
Κατακόρυφοι Γεωθερμικοί Εναλλάκτες & Αποδόσεις Για την επιλογή του κατάλληλου μεγέθους γεωθερμικού εναλλάκτη πρέπει να ληφθούν υπόψη τα παρακάτω. Τύπος εδάφους (αμμώδη, βραχώδη κλπ) Ενεργειακές απαιτήσεις κτιρίου
Στάδια εφαρμογής κατακόρυφου γεωθερμικού εναλλάκτη
Δίκτυα Ανοικτού Κυκλώματος Χαρακτηριστικό του συστήμ ατος είναι η άντληση υπεδαφικών υδάτων και η θερμ ική εκμ ετάλλευση τους μ ε την απόρριψη ή απορρόφηση θερμ ότητας. Το νερό αντλείται από τον υδροφόρο ορίζοντα του υπεδάφους, μπορεί όμως να είναι και θαλασσινό νερό ή νερό παρακείμ ενης λίμ νης ή ποταμ ού. Μετά τη χρήση του το νερό επιστρέφεται πάντα πίσω στη πηγή. Η χρήση της μ εθόδου αυτής προτείνεται για περιοχές μ ε πλούσια υδροφορία και όταν η κατώτερη στάθμ η άντλησης από γεώτρηση δεν υπερβαίνει τα 50 μέτρα.
Στάδια κατασκευής ανοικτού συστήματος
Γεωθερμική Αντλία Θερμότητας H θερμότητα που συλλέγεται από το υπέδαφος οδηγείται σε γεωθερμική αντλία θερμότητας (Heat Pump) μέσω της οποίας παράγεται Ψύξη ή Θέρμανση, ανάλογα με τις ανάγκες.
Τύποι Αντλιών Θερμότητας Τα βασικά χαρακτηριστικά των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας είναι: Συνθήκες λειτουργίας o o Θερμοκρασία ρευστού πλευράς εδάφους : -7 C min, + 50 C max Θερμοκρασία νερού προσαγωγής εσ. τμήματος : +6 C έως +75 C o o o Τύποι λειτουργίας Απλής κατασκευής ψυκτικού κυκλώματος Με ανάκτηση θερμότητας για ταυτόχρονη παραγωγή θέρμανσης και ψύξης Διβάθμιου ψυκτικού κυκλώματος για υψηλές θερμοκρασίες o Αυτοματισμοί αντλίας θερμότητας Βασικοί αυτοματισμοί ψυκτικής λειτουργίας o Σύνθετοι αυτοματισμοί εσωτερικής εγκατάστασης για έλεγχο θέρμανσης ψύξης ζεστού νερού χρήσης κλπ λειτουργιών ωτερικής εγκατάστασης.
Εσωτερικές Εγκαταστάσεις Αποτελούν τις εγκαταστάσεις διανομής ενέργειας εντός του κτιρίου. Οι πιο βασικές είναι: Παραγωγή ζεστού νερού χρήσης Η παραγωγή ΖΝΧ γίνεται σε κατάλληλα δοχεία που συμφωνούν με τις απαιτήσεις λειτουργίας των αντλιών θερμότητας (μεγάλη επιφάνεια συναλλαγής και μεγάλο όγκο αποθήκευσης). Εγκατάσταση συστημάτων ακτινοβολίας Τα συστήματα ακτινοβολίας (ενδοδαπέδιο, επιτοίχιο, οροφής) είναι τα ιδανικότερα για χρήση με αντλία θερμότητας καθώς οι ήπιες θερμοκρασίες που απαιτούνται οδηγούν την εγκατάσταση σε καλύτερες αποδόσεις. Εγκατάσταση συστημάτων βεβιασμένης κυκλοφορίας αέρα Τέτοια συστήματα είναι τα fan coils και οι κλιματιστικές μονάδες επεξεργασίας αέρα. Αποτελούν συνηθισμένες λύσεις για επαγγελματικούς χώρους (πχ ξενοδοχεία & κτίρια γραφείων).