Energia geotermalna podobnie jak energia słoneczna jest zaliczana do odnawialnych źródeł energii. Z racji stosunkowo niewysokiej, jednak stałej temperatury Ziemi, do ogrzewania wykorzystuje się instalacje pomp ciepła, które zwiększają potencjał energetyczny źródła. Energię geotermalną najczęściej pozyskuje się za pomocą wymienników woda-grunt.

Ogrzewanie geotermalne korzysta z energii skumulowanej we wnętrzu Ziemi. Może ono służyć do zasilania całych miast, a w mniejszej skali również domów jednorodzinnych. Pozyskiwanie energii najczęściej odbywa się za pomocą instalacji pomp ciepła, które pobierają ciepło zawarte w gruncie za pomocą poziomych bądź pionowych wymienników ciepła.

Ogrzewanie geotermalne - skąd pobierana jest energia?

Ogrzewanie geotermalne domu realizowane jest za pomocą instalacji pomp ciepła, które czerpią ciepło z gruntu. Energia geotermalna jest niczym innym jak ciepłem skumulowanym we wnętrzu naszej planety, które powstaje na skutek rozpadu pierwiastków promieniotwórczych. Ciepło w sposób ciągły przepływa od jądra Ziemi do powierzchni, dostarczając energię termiczną.

Rodzaje ogrzewania geotermalnego

W naszym kraju energię geotermalną najczęściej pozyskuje się poprzez instalację pomp ciepła. Ich zasada działania jest dokładnie taka sama jak w przypadku domowych chłodziarek. Energia jest pobierana w parowniku, a następnie, po sprężeniu czynnika chłodniczego transportującego energię, jest oddawana podczas kondensacji w skraplaczu. Ciepło z gruntu może być pobierane za pomocą pomp ciepła typu:

  • woda-woda - w tym przypadku ciepło jest pobierane ze studni zasilających. Służy do tego wymiennik ciepła, w którym znajduje się parownik. Woda oddaje ciepło czynnikowi niskowrzącemu, by następnie, po sprężeniu, oddać je instalacji centralnego ogrzewania;
  • grunt-woda - w tym sposobie wykorzystuje się dwa rodzaje wymienników:
    • poziome gruntowe wymienniki ciepła, w których występuje poziomy układ rur w gruncie umieszczany na głębokości ok. 0,2-0,5 m poniżej granicy przemarzania, którego powierzchnia zależy od przepuszczalności gleby oraz opadów deszczu. Rury poziomego wymiennika ciepła układa się w formie wężownicy na całej powierzchni wykopu, zachowując odstępy o wielkości od 0,4 do 1,2 m. Zaletą takiego sposobu rozmieszczenia jest brak konieczności uzyskiwania pozwolenia na tego typu przyłącze cieplne do budynków;
    • pionowe gruntowe wymienniki ciepła, w których układ rur jest pionowy, a głębokość odwiertów zależy od właściwości podłoża gruntowego oraz przepływu wód gruntowych. Zazwyczaj głębokość ta wynosi od 40 do 150 m. Pionowy gruntowy wymiennik ciepła składa się z pionowych odcinków rur tworzących pętle, które nazywane są sondami geotermalnymi. W przypadku takiego zastosowania konieczne jest uwzględnienie minimalnych odległości pomiędzy wymiennikami ciepła, aby grunt nie uległ schłodzeniu, a także sporządzenie dokumentacji powykonawczej i przekazanie jej do odpowiedniego organu administracji geologicznej.

Ogrzewanie geotermalne - koszt

Geotermalne ogrzewanie domu pozwala na duże oszczędności. Pompy ciepła, które wykorzystują energię zgromadzoną we wnętrzu Ziemi, mają znacznie wyższe średnioroczne COP (z ang. Coefficient of Performance - współczynnik efektywności pompy ciepła) niż powietrzne pompy ciepła, co zapewnia im wysoką wydajność przy stosunkowo niskim poborze energii elektrycznej.

Całkowita kwota instalacji jest uzależniona od warunków geologicznych i może wynosić od kilkudziesięciu do nawet kilkuset tysięcy złotych. Koszty odwiertów za metr bieżący wynoszą od 100 do 120 zł, natomiast kosz przykładowej instalacji 6 kW w zależności od producenta waha się od 20 do nawet 30 tysięcy zł.

Ogrzewanie geotermalne - wady i zalety

Do zalet ogrzewania geotermalnego można zaliczyć:

  • nieograniczone oraz niewyczerpywalne zasoby energii Ziemi;
  • brak emisji do atmosfery szkodliwych zanieczyszczeń powstających przy spalaniu paliw kopalnych;
  • niski koszt eksploatacji;
  • niezależność od warunków pogodowych;
  • stosunkowo szybki zwrot inwestycji;

Do wad ogrzewania geotermalnego można zaliczyć:

  • wysokie początkowe koszty inwestycji, które mogą okazać się nie do udźwignięcia;
  • nieopłacalność tego rodzaju inwestycji w niektórych lokalizacjach - sytuacja taka ma miejsce w przypadku podłoża skalistego, gdzie należałoby wprowadzić sondy na głębokość poniżej 100 metrów, a koszt takiej instalacji wyniósłby kilkaset tysięcy złotych;
  • korozję rur, na którą wpływa zasolenie wód gruntowych.