Kolektory geotermalne - funkcja i korzyści krótko wyjaśnione

Kolektory geotermalne do pomp ciepła solanka/woda to płytkie systemy geotermalne instalowane blisko powierzchni, które pozyskują energię cieplną z gruntu na głębokości około jednego do dwóch metrów. Nadają się one do obszarów mieszkalnych, gdzie głębokie wiercenie nie jest możliwe ze względów prawnych.

Kolektory geotermalne pozyskują ciepło geotermalne blisko powierzchni ziemi

W celu odzyskania ciepła kolektory geotermalne instaluje się blisko powierzchni i poniżej linii mrozu, podobnie jak w przypadku systemu ogrzewania podłogowego. W zależności od regionu granica ta będzie się różnić i znacząco wpłynie na nią głębokość gruntu. W praktyce większość kolektorów geotermalnych umieszcza się poziomo na głębokości od 1,0 do 1,5 metra pod powierzchnią gruntu. Do najczęściej spotykanych typów należą kolektory powierzchniowe, kolektory kanałowe, kolektory spiralne oraz geotermalne kolektory koszowe. W zależności od rodzaju kolektora i instalacji, wykopy lub wiercenia mogą sięgać nawet pięciu metrów głębokości. Podczas układania rur należy zwrócić uwagę na to, aby były one rozmieszczone w pewnej odległości od siebie. W przeciwnym razie kolektory będą w niektórych miejscach pobierać zbyt dużo ciepła z ziemi, co może spowodować zamarznięcie terenu wokół nich.

Jak działają kolektory geotermalne

Kolektory geotermalne składają się zazwyczaj z plastikowych rur o średnicy od dwóch do czterech centymetrów. Średnica rur zależy zarówno od warunków glebowych, jak i głębokości montażu i powinna jak najdokładniej odpowiadać zapotrzebowaniu na ciepło. Nieprawidłowy projekt będzie miał negatywny wpływ na efektywność ekonomiczną i należy go za wszelką cenę unikać. Niezależnie od rodzaju, wewnątrz kolektorów krąży czynnik solankowy, który odbiera energię cieplną z gruntu i przekazuje ją do gruntowej pompy ciepła.

W gruntowej pompie ciepła pozyskane ciepło jest przekazywane do czynnika chłodniczego, który następnie odparowuje. Aby podnieść powstałą parę czynnika chłodniczego do wymaganej temperatury i wykorzystać ją do wspomagania ogrzewania lub podgrzewania ciepłej wody użytkowej, jest ona sprężana za pomocą kompresora. O tym, jak przebiega ten proces, można dowiedzieć się szczegółowo w artykule Jak działa pompa ciepła solanka/woda.

W porównaniu z sondami geotermalnymi, na montaż kolektorów geotermalnych nie jest wymagane pozwolenie, wystarczy zgłoszenie do urzędu gminy. Aby dobrać odpowiednie kolektory, należy wcześniej wziąć pod uwagę kilka czynników. Należą do nich technika montażu oraz warunki panujące w gruncie.

W praktyce kolektory geotermalne często montowane są poziomo i w sposób podobny do ogrzewania podłogowego. Technologia ta wymaga jednak dużej powierzchni. Miejsce, które musi być dostępne w bardzo dużym stopniu zależy od zapotrzebowania na ogrzewanie. Z reguły jednak powierzchnia kolektora powinna być około półtora do dwóch razy większa od powierzchni, która ma być ogrzewana. Jeśli przestrzeń jest ograniczona, możliwy jest montaż pionowy, np. jako kolektor kanałowy lub jako geotermalny kolektor koszowy. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę maksymalną głębokość, ponieważ w przypadku niskich odległości zwierciadła wód gruntowych może to prowadzić do wkraczania w wody gruntowe.

Przy wyborze odpowiednich kolektorów geotermalnych decydującą rolę odgrywa również rodzaj gleby. Rozróżnia się gleby wilgotne i suche, przy czym te drugie dostarczają znacznie więcej energii cieplnej. W każdym przypadku należy zwrócić uwagę na to, aby powierzchnia kolektora nigdy nie została przykryta lub nawet zabudowana. Jeśli tak się stanie, gleba nie będzie już mogła się regenerować poprzez promienie słoneczne i ciepły deszcz. Efekt: będzie dostarczać mniej ciepła.