Ģeotermiskie kolektori - īsi paskaidrota funkcija un priekšrocības

Ģeotermālie kolektori sālsūdens/ūdens siltumsūkņiem ir seklās ģeotermālās enerģijas sistēmas, kas tiek uzstādītas tuvu zemes virsmai un iegūst siltumenerģiju no zemes aptuveni viena līdz divu metru dziļumā. Tās ir piemērotas dzīvojamām teritorijām, kurās juridisku iemeslu dēļ nav iespējams veikt dziļurbumu.

Ģeotermiskie kolektori iegūst ģeotermisko siltumu no tuvu zemes virsmai esošiem objektiem.

Lai atgūtu siltumu, ģeotermālos kolektorus uzstāda tuvu virsmai un zem sasaluma līnijas, līdzīgi kā zemgrīdas apkures sistēmu. Atkarībā no reģiona šī robeža ir atšķirīga, un to būtiski ietekmē augsnes dziļums. Praksē lielākā daļa ģeotermālo kolektoru tiek izvietoti horizontāli 1,0 līdz 1,5 m zem zemes virsmas. Visizplatītākie veidi ir virszemes kolektori, tranšeju kolektori, spirālveida kolektori un ģeotermiskie grozu kolektori. Atkarībā no kolektora veida un uzstādīšanas, rakšanas vai urbšanas darbi var sasniegt līdz pat piecu metru dziļumu. Ieklājot caurules, ir svarīgi nodrošināt, lai tās būtu izvietotas noteiktā attālumā viena no otras. Ja tas tā nebūs, dažās vietās kolektori no zemes iegūs pārāk daudz siltuma, kas var izraisīt to apkārtnes sasalšanu.

Kā darbojas ģeotermiskie kolektori

Ģeotermālos kolektorus parasti veido plastmasas caurules, kuru diametrs ir no diviem līdz četriem centimetriem. Cauruļu diametrs ir atkarīgs gan no augsnes apstākļiem, gan uzstādīšanas dziļuma, un tam pēc iespējas precīzāk jāatbilst siltuma pieprasījumam. Nepareiza konstrukcija negatīvi ietekmēs ekonomisko efektivitāti, un no tās būtu jāizvairās par katru cenu. Neatkarīgi no tipa kolektoru iekšpusē cirkulē sāls šķīdums, kas absorbē zemes siltuma enerģiju un nodod to zemes siltumsūknim.

Zemes siltumsūkņa iekšienē iegūtais siltums tiek nodots aukstumaģentam, kas pēc tam iztvaiko. Lai iegūto aukstumaģenta tvaiku paceltu līdz vajadzīgajai temperatūrai un izmantotu to centrālās apkures vai karstā ūdens uzsildīšanai, to saspiež ar kompresora palīdzību. Sīkāku informāciju par šā procesa darbību var atrast rakstā Kā darbojas sālījuma/ūdens siltumsūknis.

Salīdzinot ar ģeotermālajiem zondēm, ģeotermālo kolektoru uzstādīšanai nav nepieciešama atļauja, tikai jāpaziņo vietējai iestādei. Lai atrastu pareizos kolektorus, iepriekš jāņem vērā vairāki faktori. Tie ietver uzstādīšanas tehniku un grunts apstākļus.

Praksē ģeotermālos kolektorus bieži vien uzstāda horizontāli un līdzīgi kā zemgrīdas apsildi. Tomēr šai tehnoloģijai ir nepieciešama liela platība. Vajadzīgā telpa ir ļoti atkarīga no apkures prasībām. Tomēr parasti kolektora platībai jābūt aptuveni pusotru līdz divas reizes lielākai par apsildāmo platību. Ja telpa ir ierobežota, ir iespējama vertikāla uzstādīšana, piemēram, kā tranšejas kolektors vai ģeotermālais grozu kolektors. Svarīgi ir ņemt vērā maksimālo dziļumu, jo tas var novest pie iekļūšanas gruntsūdeņos, ja gruntsūdens līmeņa attālumi ir zemi.

Izvēloties pareizos ģeotermālos kolektorus, izšķiroša nozīme ir arī augsnes veidam. Izšķir mitras un sausas augsnes, jo sausās augsnes nodrošina ievērojami vairāk siltumenerģijas. Jebkurā gadījumā jāraugās, lai kolektora zona nekad netiktu aizklāta vai pat apbūvēta. Ja tas tiek darīts, augsne vairs nespēs reģenerēties, izmantojot saules gaismu un siltu lietu. Rezultātā tā nodrošinās mazāk siltuma.