Sisteme geotermale de climatizare

Sisteme geotermale de climatizare____

Sistemele geotermale de climatizare va pun la dispozitie energie  la costuri scazute si un nivel ridicat de confort pentru ca se bazeaza pe energia termala naturala a Pamantului.

Aceste sisteme au nevoie de o cantitate scazuta de energie electrica pentru a concentra ceea ce natura ne pune la dispozitie si apoi incalzesc sau racesc interiorul cladirilor.

Conform Agentiei de Protectie a Mediului (EPA) a Guvernului American,  extraordinara eficienta a sistemelor geotermale le plaseaza pe primul loc al tehnologiilor de climatizare , reprezentand astfel o investitie excelenta pe termen lung in orice domeniu. Ca un beneficiu suplimentar, sistemele geotermale va pun la dispozitie apa calda pentru o varietate de aplicatii comerciale.

Din aceste motive EPA si  Departamentul Energiei americane  le sustin si le promoveaza.

Sistemele geotermale se adapteaza practic oricarui tip de cladire, mare sau mica.

Aplicatii tipice ale acestor sisteme sunt  locuinte mono sau multifamiliale, hoteluri si moteluri, magazine, centre comerciale, benzinarii, cladiri pentru birouri, spitale, banci si scoli, cladiri militare, sere.

In SUA sunt in prezent peste 500 de scoli sau universitati care folosesc aceasta tehnologie.

Alt avantaj este costul minim al intretinerii, iar circuitul geotermal se gaseste in pamant, la adapost de conditii climatice si vandalism.

Principiul de functionare 

Principiul de functionare este diferit de cel al sistemelor conventionale, care ard un combustibil, gaz metan, propan sau combustibil lichid, pentru a produce energie.

In cazul sistemelor geotermale nu este necesar sa se produca energie, deci nu este necesara combustia chimica.

Caldura naturala a pamantului este captata de un sistem de tevi de plastic ingropate , prin care circula un fluid, de obicei  un amestec de apa cu antigel.

In timpul iernii, fluidul absoarbe energia pamantului si o transporta in cladire. In interior, pompele de caldura concentreaza caldura si o distribuie la o temperatura mai mare.

Vara, procesul este inversat, excesul de caldura din cladire este extras de pompa de caldura si dispersat in pamant.

Pentru a mari eficienta sistemului, excesul de caldura din cladire, in loc sa fie trimis in pamant, este folosit la producerea apei calde  menajere absolut gratis.

Sistemele geotermale racesc cladirea in acelasi mod in care functioneaza un frigider, adica extragand caldura din cladire, nu introducand frig.

Avand in vedere ca solul la o adancime de 180 cm are o temperatura intre 8 si 12 gradeC pe tot parcursul anului, consumul de energie este redus deoarece sistemele geotermale extrag energia dintr-o sursa cu temperatura moderata.

Pe scurt, cum functioneaza un sistem geotermal de climatizare?
In ciclul de incalzire, energia (sub forma de caldura), este transferata din Pamant in cladire.
In ciclul de racire, procesul se inverseaza, excesul de energie (caldura) din cladire, este transferat in Pamant. 

Tipuri de instalatii 

Au fost identificate pana in prezent 88 aplicatii comerciale.

Un sistem geotermal se compune dintr-un circuit geotermal folosit pentru schimbul de caldura cu solul, cu apa de suprafata sau freatica, si una sau mai multe pompe de caldura.

Datorita faptului ca pot incalzi si/sau raci, se obtine o climatizare foarte precisa, pe zone, cu costuri foarte mici.

Pentru aplicatii mari, se folosesc mai multe pompe integrate, care opereaza zone diferite, cu necesitati de incalzire si/sau racire diferita, situatie in care se foloseste energie dintr-o zona care trebuie racita, la alta care trebuie incalzita.

Circuitul geotermal 

Circuitul geotermal are functia de schimbator de caldura cu pamantul.

Se foloseste o teava de polietilena de inalta densitate care are in general o garantie din partea producatorului de 50 ani, si o durata de viata estimata la 100 de ani.

Acest circuit odata instalat, nu necesita intretinere, nu face decat schimb de caldura cu solul, neavand nici o alta influenta asupra mediului.

Exista o varietate de configuratii ale circuitului geotermal, in functie de climat, suprafata disponibila si de puterea sistemului.

Eficienta

Sistemele geotermale au cele mai mici costuri de operare existente in climatizarea rezidentiala sau comerciala. Fata de un sistem de climatizare electric, costurile sunt scazute cu pana la 70%, cu 50% fata de pompele de caldura cu sursa din aer.

In cazul centralelor utilizatoare de combustibili fosili, costurile se reduc cu pana 70%, iar in procesul de racire al cladirilor, economiile sunt de 30%.

Coeficientul de performanta al pompelor de caldura geotermale este 3,5-6, ceea ce reprezinta faptul ca la fiecare unitate de energie electrica introdusa in sistem obtinem 3,5-6 unitati de caldura in cladire, deoarece 2,5-5 unitati de caldura provin din Pamant, gratuit.

Avantajele sistemelor geotermale

• Economie realizata fata de orice alt sistem clasic
• Protectia si economia resurselor naturale limitate
• Protectia mediului, deoarece nu ard combustibili fosili, nu produc gaze, fum sau cenusa.
• Nu folosesc flacara deschisa si nu exista nici un pericol de explozie
• Sunt silentioase si nu necesita intretinere costisitoare
• Fiabilitate

Exemple de eficienta

1. Garsoniera tip ANLCosturi de instalareUS$  4900

Costuri anuale incalzire   US$125

2. Apartament 3 camere   Costuri instalare US$ 7400

Costuri anuale clima   US$   320

3. Cladire rezidentiala de 600 mp,

 Costuri anuale incalzire cu Combustibil Lichid  US$  9840

 Costuri de instalare a sistemului geotermalUS$ 48600

 Costuri anuale climatizare geotermala   US$  2823

 Economii fata de CLUUS$ 6977/an

In acest caz sistemul se amortizeaza complet din economii in 7 ani.

Sistem de Climatizare cu pompa de caldura geotermala 13-16 kW/20-24 kW 

Un sistem de climatizare cu pompa de caldura geotermala acopera integral necesarul de caldura al unei locuinte de 130-250 mp, respectiv 200-350 mp, in functie de izolarea termica.

Acelasi sistem produce apa racita in timpul verii, eliminand necesitatea aparatelor de aer conditionat. Pompa de caldura produce apa calda la 45 °C si apa rece la 12 °C.

Eficienta unui sistem de climatizare geotermal la incalzire, respectiv COP, este de 4, ceea ce inseamna ca la un kilowatt de energie electrica platit, in cladire se obtin 4 kilowatti de caldura. In cazul folosirii unei pardoseli radiante, eficienta creste la 6.

Sistemul functioneaza cu un circuit geotermal inchis orizontal sau vertical, sau cu un sistem deschis, cu apa de put.

O varianta a acestui sistem este cel care foloseste ca sursa de caldura aerul, caz in care este folosita o pompa de caldura aer-apa.

Costuri sisteme de baza

Putere   13-16 kW   20-24 kW

Costul sistemului  57.000 RON71.400 RON

(TVA inclus)

Costurile beneficiar  32.000 RON46.400 RON

Subventie  25.000 RON25.000 RON

Avantaje

Dupa calcule si practica , economiile realizate prin inlocuirea unui sistem de incalzire pe gaz metan cu un sistem de climatizare geotermal se traduce prin economii de 60 % la costuri,  situatie in care nu se mai consuma 3200 mc de gaz metan pe sezonul de incalzire, in cazul unui sistem de 13-16 kW, sau 4800 mc de gaz metan in cazul unui sistem de 20-24 kW.