Zemlja, vir energije

Toploto sonca in toploto v notranjosti Zemlje, ki znaša približno 6700 °C imenujemo okoljska toplota. Te toplote je dovolj, da jo lahko izkoriščamo še v prihodnjih milijon letih. Je idealno gorivo za stanovanje ali hišo. Poznamo tri okoljevarstvene nosilce energije: Zemlja. zrak in voda. 

Zemeljski toplotni zbiralniki

Zemlja je neskončen vir energije. V povezavi s toplotno črpalko so predvsem zgornje plasti (od 1 do približno 100 m ) pomembne za izkoriščanje toplotne energije. Govorimo o bližnji geotermiji. Toplota iz zgornjih zemeljskih plasti je od sonca, ki direktno seva na površino zemlje ali prihaja v zemljo preko padavin. Toplotni zbiralnik v spodnjih zemeljskih slojih napaja toplota iz notranjosti zemlje.

Energijo v osnovi pridobivamo z dvema načinoma: zemeljskimi zbiralniki in zemeljskimi toplotnimi sondami. Toplotni zemeljski zbiralniki so toplotni izmenjevalniki, ki jih polagamo plitko pod površino zemlje, potrebujejo pa več prostora. Nameščamo jih približno 20 cm pod lokalno globino, do katere zemlja zmrzuje. Absolutna globina je torej približno od 1 do 1,20 m.

Slika – Shema cevne napeljave pri zemeljskem hranilniku

Po navadi jih nameščamo na dva različna načina, kot cevni register, pri katerem cevi polagamo paralelno v razmiku od 30 do 80 cm, na kvadratni meter. Pri tem potrebujemo 1,30 m do 3,0m cevi na m². Cevi so po navadi izdelane iz posebne umetne mase (HDPE - umetna masa), napolnjene so z vodo in dodanim sredstvom proti zmrzali ali solnico.

Poznamo tudi tako imenovane kapilarne rogoznice, ki jih uporabljamo kot zemeljske toplotne zbiralnike. Te »rogoznice« sestavljajo tanke kapilarne cevi, ki so iz polipropilena in so postavljene paralelno. V glavi in peti jih med seboj povezujejo razdelilne cevi. Tudi v njih se lahko pretaka voda in sredstvo proti zmrzali. Pri tem načinu izkoriščanja zemeljske toplote potrebujemo veliko prostora.

Po pravilu potrebujemo 1,5 do 2 krat večjo površino, kot je površina ogrevanja. To pomeni, da potrebuje za ogrevanje hiše, ki ima 100 m², približno 150 do 200 m² zbiralnih površin. Površina na kateri so postavljeni zbiralniki ne smemo pozidati. Zemeljski toplotni zbiralniki dobijo toplotno energijo direktno s sevanjem sonca, preko padavin in z zrakom, ki ogreva zemeljsko površino.

Ker se cevi nahajajo tik pod zemeljsko površino vplivajo na njih tudi drugi dejavniki, (razlika temperature v poletnih in zimskih mesecih), kar vpliva tudi na delovanje naprave in to tako, da takrat, ko bi naj bila toplotna črpalka najbolj obremenjena, to je v zimskem obdobju, so temperature v zemlji nizke. Pri načrtovanju takšne naprave moramo to upoštevati. To rešimo tako. da napravo odgovarjajoče povečamo. Cenovno to ne predstavlja večjega stroška, zato so zemeljski zbiralniki konkurenčni proti drugim.

Približna vrednost postavitve toplotne črpalke

Če nameravate v svojo hišo vgraditi toplotno črpalko, lahko uporabite spodaj napisane podatke za enodružinsko hišo, približne velikosti 150 m² stanovanjske površine: