Геотермическая установка состоит из двух элементов: геотермического зонда и термонасоса. Геотермальное тепло является частью возобновляемой энергии и может использоваться на различных глубинах под землей. Уже на 20 метрах под землей находятся постоянные температуры, которые не подвержены влиянию поверхностных климатических изменений; отсюда температура поднимается примерно на 1°C каждые 33 метра. На глубине 100 метров температура превышает 12°C.

Тепло от земли

Принцип работы геотермальной установки основан на этих предположениях — как вертикальная геотермальная установка (SGV), работающая на глубине, восстанавливающая максимально возможную температуру, так и горизонтальная геотермальная установка (SGO), работающая на небольшой глубине и обусловленная сезонными колебаниями температуры, компенсируют наименьший перепад температур с гораздо большей площадью обменной поверхности.

Первая система выполнена с вертикальной перфорацией на глубине от 50 до 150 метров, но может идти дальше в зависимости от требуемой тепловой энергии; в скважину вставляются геотермальные зонды, полиэтиленовые трубы, образующие замкнутый контур, в котором течет жидкость, улавливающая тепло из грунта.

Термический цикл замыкается с восстановлением этого теплового потенциала тепловым насосом, который при ограниченном потреблении энергии способен «усиливать» его, возвращая около 4 тепловых кВт на 1 кВт потраченной электроэнергии. Внутри затем, для оптимизации выхода, необходимо установить лучистую систему напольного отопления, которая требует гораздо более низких температур, чем традиционные системы.

Геотермальная система — идеальна для лучистого отопления

Работа геотермального насоса аналогична работе холодильника, который удаляет тепло из продуктов питания, передавая энергию окружающей среде. Тепло, извлеченное из недр, «перекачивается» при более высоких температурах для отопления и производства горячей воды: учитывая, что это связано с потреблением электроэнергии, на этапе проектирования требуется правильный размер. Фундаментальным для этого расчета является значение максимальной температуры потока, температуры на выходе, которая не должна превышать 45°C: по этой причине предпочтительнее использовать низкотемпературные системы отопления, такие как системы напольного или настенного отопления, для которых достаточно температуры на выходе 35°C. Существующие радиаторные системы требуют более высокой температуры, поэтому вряд ли когда-нибудь можно будет использовать тепловые насосы.

Элементы системы

Шнек диаметром около 15 сантиметров выкапывает яму глубиной около ста метров в среднем за несколько часов и в грунтах любого состава, от каменистых до песчаных. В пробуренное отверстие вводится зонд SGV (вертикальный геотермический зонд), который состоит из трубы с замкнутым контуром, содержащей воду и антифриз. Зонд действует как теплообменник с грунтом, где с глубины около 20 м гарантированы постоянные летние и зимние температуры (в Европе в среднем от 10° до 14° C), а с этой высоты он увеличивается на 1°C каждые 33 метра больше глубины.

Система поверхности

Если грунт достаточно большой, две горизонтальные цепи SGO располагаются под землей на небольшой глубине. Они обладают меньшим количеством тепла и поэтому должны распространяться на поверхность: по оценкам, на кВт тепловой мощности приходится от 25 до 50 квадратных метров площади. Выход SGO (горизонтального геотермического зонда) ниже, так как температура неглубокого слоя (около 5-6°C) меняется в зависимости от атмосферных условий, в отличие от SGV, которые работают, зимой и летом, при постоянной температуре окружающей среды. Выбор двух типов зондов нелегок и должен быть сделан после консультации со специалистом. Его окончательное суждение определяет, какой тип является наиболее выгодным, исходя из потребностей и геологических характеристик места.