IN CURAND, CENTRALE IN RATE !!!

Exploatarea energiei geotermale de potenţial termic scăzut necesită echipamente special concepute pentru ridicarea temperaturii până la un nivel care să permită încălzirea şi/sau prepararea apei calde, ceea ce reprezintă un dezavantaj faţă de energia geotermală de potenţial termic ridicat.

Echipamentele menţionate, poartă denumirea de pompe de căldură şi au acelaşi principiu de funcţionare ca al maşinilor frigorifice, funcţionând cu energie electrică.

 

Pompele de căldură şi sursele de energie geotermală

Pompele de căldură, pot să absoarbă căldura din sol, de la diferite adâncimi, din apa freatică, din apele de suprafaţă (dar numai cu condiţia să nu existe pericolul ca apa să îngheţe), sau chiar din aer (dar numai în perioadele în care temperatura aerului este suficient de mare, pentru a permite funcţionarea pompelor de căldură, cu o eficienţă ridicată). Indiferent de sursa de căldură, pompele de căldură utilizează indirect, energia solară acumulată în sol, apă sau aer.

Câteva dintre condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească sursa de căldură, pentru a putea fi utilizată de către pompele de căldură sunt următoarele:

- Disponibilitate în cantitate suficientă;

- Capacitate cât mai mare de a acumula căldură;

- Nivel cât mai ridicat de temperatură;

- Capacitate de regenerare suficient de mare;

- Posibilitate de captare în condiţii cât mai economice.

Sursele de căldură prezentate anterior, solul, apa şi aerul, satisfac toate aceste cerinţe, iar piaţa pompelor de căldură, utilizând toate aceste surse de căldură este actualmente în continuă creştere. În paragrafele următoare vor fi prezentate diverse pompe de căldură utilizând toate aceste tipuri de surse de căldură.

 

Solul reprezintă o sursă de căldură eficientă, deoarece acumulează căldură atât direct sub formă de radiaţie solară cât şi indirect de la ploi, respectiv de la aer. Căldura poate fi preluată cu ajutorul unor circuite intermediare plasate în sol, care absorb căldură şi o transmit vaporizatorului pompei de căldură.

Este posibilă şi amplasarea direct în sol a vaporizatorului pompei de căldură.

Circuitele intermediare de preluare a căldurii din sol, sunt compuse din schimbătoare de căldură, denumite colectori, pompe de circulare a agentului intermediar din aceste circuite, vas de expansiune, sistem de distribuţie a agentului intermediar în colectori, dispozitive de aerisire, etc.

Agentul intermediar din circuitele intermediare este reprezentat de soluţii apoase de tip antigel, iar majoritatea producătorilor recomandă diverse amestecuri ecologice de acest tip. Uneori pot fi utilizate şi soluţii de apă sărată, dar nu se poate utiliza apa simplă, deoarece pe timp de iarnă există pericolul ca apa să îngheţe, cel puţin în porţiunile de conducte aflate la suprafaţa solului, sau chiar în aer liber (chiar dacă sunt izolate). Dacă agentul intermediar ar îngheţa funcţionarea pompei de căldură ar deveni imposibilă.

Temperatura de îngheţ recomandată de majoritatea producătorilor pentru soluţiile de tip antigel utilizate în circuitul intermediar, este de –15°C.

Există două tipuri de colectori care pot fi utilizaţi în circuitele intermediare de preluare a căldurii din sol. În figura 2 sunt prezentaţi colectori orizontali, care se montează la adâncimi de cca. 1,2…1,5m, iar în figura 3  sunt prezentaţi colectori verticali, denumiţi şi sonde, care se montează în orificii practicate prin forare, la adîncimi de până la cca. 100m, peste aceste adâncimi fiind dificil de obţinut autorizaţii pentru realizarea forajelor.

 Fig. 2. Colectori orizontali pentru captarea căldurii din sol

Pompe de caldura cu sonde de adincime (SAU verticale)

 

Se recomanda cand nu se dispune de spatiu suficient in jurul constructiei.

Forajele se pot executa pina la 250m. In general sondele de adincime se foreaza la 100m iar in cazul ca nu sunt conditii la 50m.

Puterea de extragere a caldurii cu sonde de adancime:

Distanta dintre sonde este de minim 5m.

 

Puterea termică extrasă printr-un puţ se recomanda a fi de cca 7 …10, 5 kW. În fiecare puţ se introduce o conductă în formă de buclă U. Aceste bucle sunt conectate la conductele de colectare-distribuire plasate orizontal în şanţuri şi care fac legătura cu pompa termică amplasată în clădire. Conform normelor în vigoare (ISO-13256) temperatura standard a fluidului din buclele de colectare este pentru încălzire de 0 ⁰C iar  pentru răcire de 25 ⁰C.

Adâncimea de forare depinde de puterea termică a pompei termice (fig.30).Pompele termice frecvent întâlnite pe piaţă sunt în gama de puteri 10…30 kW, fiind însă în continuă extindere. Preţurile de achiziţie a pompelor termice  scad odată cu creşterea puterii acestora ( o pompă termică de 1,7 kW costă aproximativ 1000 $, iar una de  5 kW  revine la un preţ cuprins între 2000 şi 3000 $, însă la puteri ce depăşesc 10 kW preţul  poate ajunge la 4000…5000 $). Dacă supradimensionarea pompei termice conduce la funcţionarea ciclică exagerată a acesteia, subdimensionarea sa atrage consumuri suplimentare de combustibil pentru sistemul de încălzire auxiliar; acesta din urmă trebuie