ЕНЕРГИЯ ОТ ЗЕМЯТА

Термопомпите са с най-добри характеристики сред възобновяемите източници, твърдят специалисти

Автор: Строителство Градът


Една геотремална инсталация на вода за 150 кв.метра къща струва около 6 000 евро, това включва вадене на водата, инсталацията, машината, системата за охлаждане. Икономията се изплаща за около 5-6 години
За едно денонощие в атмосферата се отделят средно 16 тона въглероден диоксид. Около 1/10 от сметките за електричество на едно домакинство са от уреди, оставени в т. нар. режим на изчакване. От общата консумирана енергия в дома 40% са за отопление и охлаждане, а 37% от използване на електрически уреди.
Тези факти са само една малка част от всички направени изследвания колко много неща правят дома или офиса неенергоефективен. И колко малко усилия са нужни, за да се промени това.

Максимална енергийна независимост
Наред със стандартните мерки като изолация, стъклопакет, материали често на преден план възниква и въпросът какво отопление и климатизация да се предвидят, за да бъде домът максимално енергоефективен и да се гарантира енергийният баланс. "От всички възможни варианти за отопление или охлаждане на сградата най-ефективно е геотремалното отопление, защото температурата на земята не се влияе от външната температура", коментира инж. Пламен Цонев, който има реализирани редица проекти с геотермални помпи. Термопомпите предлагат най-голяма енергийна ефективност при отоплението именно защото използват като източник околната среда. Топлинният източник може да бъде въздух, вода или земя, като работата на помпата извлича слънчева енергия и я трансформира в топлинна и използва електричество само за пренос на тази топлина. Така се постига и намалена консумация на енергия.

Техническият процес
За да се определи приложимостта на всеки конкретен проект, са нужни детайлни изчисления на разходите и икономическите ползи. След като има идеен проект за дадена сграда, се прави анализ и геотехническо проучване на терена от специализирана фирма. При геотермалното отопление вариантите са директно използване на вода, като се прави кладенец, или разполагане на топлообменници - хоризонтални или вертикални. Преди да вземе решение за приложението на термопомата обаче, инвеститорът трябва да обърне внимание на няколко значими фактора, съветват специалистите. Това са функция на сградата, дали ще бъде жилищна или обществена, какви уреди се използват– домакински, офисни или промишлени системи, какви са настоящите енергийни разходи и към какви икономии се стреми. Наред с това трябва да се предвидят и разходи за поддръжка на инсталацията, като според специалистите тя е минимална.

Приложение
"Една термопомпа разгръща своето оптимално действие само тогава, когато е адаптирана и съгласувана с всички компоненти на сградната техника. Важно изискване е да се свържат всички засегнати частични системи в една високоефективна цялостна система от най-високо качество и дълготрайност", казва Диана Несторова, търговски сътрудник в "Рехау". Специалистите обясняват, че за дома може да се използват различни видове термопомпи в зависимост от това дали става въпрос за фамилна къща или апартамент, колко място има около постройката, дали наблизо има воден източник и много други особености, които се уточняват в предварителните проучвания по проекта. На практика основен фактор, определящ вида на термопомпената система, е какъв е най-близкият до сградата геотермален източник. Г-жа Несторова изброява три вида термопомпи в зависимост от източника на енергия: земя/вода, вода/вода и въздух/вода.
"При завършен строеж най-подходящи са термопомпите въздух-вода, тъй като са лесни за инсталиране, монтират се на открито и не трябва да се разкопава. Те използват топлия въздух от студената външна среда и го предават вътре в жилището", разказва инж. Цонев. За да се инсталира подобен уред, е нужно и съвсем малко място. Като източник на топлина в помещението отново съществуват няколко варианта. Най-ефикасният е подово отопление, защото така тялото се чувства най-добре, обясняват експертите. За най-добър ефект трябва да се реализира под дюшеме или дървен под. Друг вариант е чрез конвекторни системи. Тук специалистите препоръчват да се избират безшумни и по възможност без вибрации. "Те са подходящи, ако помещението ще се охлажда, но за най-добър ефект препоръчвам комбинация от двете", добавя Пламен Цонев. И като трети вариант е отоплението чрез съществуващите радиатори, но то е по-неефективно спрямо предходните.
Засега в България термопомпените инсталации са намерили приложение в неголям брой обекти, коментират специалистите. Но факторите като икономия на енергия, спестени въглеродни емисии и устойчивост ще ги популяризират, вярват те.

Други възобновяеми енергийни източници, при които се получава пряко извличане на топлинна енергия от земните недра, са подземните въздушни топлообменници.
"През зимния период температурата на земята е по-висока от температурата на външния въздух, а през летния период отношението е обратно. Тези температурни разлики са предпоставка за усвояването на възобновяеми енергийни източници за пряко извличане на акумулираната топлина от земята и усвояването й като полезна топлинна енергия", казва проф. инж. Росен Малчев, управител на "Бюро за икономия на енергия в строителството" ЕООД.

Топлоносителят – въздух от помещенията в сградата, преминава принудително през подземна топлообменна система, която включва хоризонтални тръбни топлообменници, положени на определена дълбочина в земята, непосредствено под помещенията; вертикални смукателни клонове с вентилационно съоръжение за принудително движение на въздуха и вертикални нагнетателни клонове за подаване в помещенията на преминалия през топлообменниците въздух. Вътрешният въздух след многократно преминаване през подземната топлообменна система кондиционира в контакт със земната среда, при което неговата температура се доближава до земната температура.
През летния период, когато температурата на външния въздух достига до 40ºС, в земните маси на дълбочина около 3 м температурата е 12º -15ºС, а преминалият през тръбните топлообменници вътрешен въздух след многократна рециркулация излиза с температура 18ºС -21ºС. През зимния период температурата на външния въздух достига до –20ºС, а в земните недра температурата е 9ºС -12ºС, поради което вътрешният въздух излиза с температура 7ºС-8ºС.

"Тези източници са подходящи за приложение в едноетажни широкоплощни сгради с големи размери, за промишлени, търговски, складови, изложбени, спортни и други цели. Ефектът от използването им се гарантира при достатъчна дължина(мин. 30 м) на тръбите на подземната топлообменна система. През летния период системата може да поддържа работна температура на вътрешния въздух (20ºС-2ºС) без допълнителни конвенционални климатични инсталации при минимални експлоатационни разходи", добавя инж. Малчев.

Видове помпи
Земя-вода - използва топлината от земните недра. За да може земната топлина да се използва, в почвата се полагат хоризонтално земни колектори или вертикално чрез сондажи земни сонди. Те отнемат от земята топлина, която бива охладена в термопомпата. При процеса на охлаждане охладителният агент се изпарява в термопомпата и при това се отделя топлина.
Вода-вода – използват се подпочвени води или води от разположени наблизо езера или реки като източник на енергия. За тези цели се изгражда кладенец, който снабдява термопомпата с вода. Тя отнема от водата енергия, като охлажда тази вода. Накрая водата бива върната в първоначалния източник през втори кладенец.
Въздух-вода – термопомпата се снабдява с енергия от атмосферния въздух и принципно функционира като геотермална термопомпа. Атмосферният въздух се всмуква през смукателен отвор и бива охладен в термопомпата. Отделената при това топлина се използва за отопление на жилищни помещения, както и за БГВ. Термопомпата може да бъде програмирана и по този начин да се управлява нейният разход на енергия.
Предварителните оценки за целесъобразността от изразходването и усвояването на възобновяемите енергийни източници ВЕИ-ЗН за пряко извличане на топлинна енергия от земята се основават на няколко качества:
- директно действие – пряко използване на нископотенциална земна топлина без преобразуване на енергията
-неизчерпаемост – топлинната енергия в земните недра е безпределна
-стабилност – температурата на земните маси варира в малки граници
- достъпност – извличането на енергия става непосредствено под сградата
- екологичност – процесът се осъществява без замърсяване на околната среда
- икономичност – ниски разходи при извличане и пренос на енергията