Geoterminis šildymas — tai patalpų šildymas naudojant Žemėje besikaupiančią Saulės energiją. Tokia energija visiškai nieko nekainuoja, be to, ji kasmet atsinaujina. Ją įsisavinti padedantis įrenginys – šilumos siurblys. Geoterminis šildymas patogumu bei mažomis sąnaudomis pranoksta daugelį kitų šildymo būdų. Investavę į geoterminį šildymą visą laiką džiaugsitės mažomis šildymo sistemos eksploatacijos išlaidomis. Šių sistemų nauda įsitikino tūkstančiai namų savininkų.
Veikimo principas
Geoterminio šildymo sistema remiasi šilumos mainų dėsniais. Tam, kad energiją iš žemos temperatūros aplinkos (žemės) būtų galima perkelti į aukštesnės temperatūros aplinką (patalpas), tenka panaudoti šiek tiek elektros energijos. Vis dėlto šios energijos prireikia palyginti mažai. Populiariai sakant, 3/4 šiluminės energijos paimama iš žemės, 1/4 pagaminamas elektra. Kaip viskas vyksta?
Kad energija būtų perduodama iš vienos aplinkos į kitą, reikalingas temperatūrų skirtumas. Energija (šiluma) visada perduodama iš šiltos aplinkos į šaltą. Ypač daug energijos reikia medžiagos agregatinei būsenai pakeisti. Todėl šilumos siurblyje garuojant šilumos agentui (freonui) sugeriamas labai didelis kiekis šiluminės energijos. Toliau šis agentas kompresoriaus stipriai ir staigiai suspaudžiamas, kad greitai pakiltų jo temperatūra. Tada jau aukštoje temperatūroje iš žemės sugertą didelį energijos kiekį jis kondensuodamasis (vėl keisdamas agregatinę būseną ir dėl to prarasdamas daug šiluminės energijos) atiduoda į patalpų šildymo ar karšto buitinio vandens ruošimo sistemą. Šiuos procesus galima pavaizduoti maždaug taip:
Namo šildymui naudojama grindinio ir (arba) radiatorių šildymo sistema su vandeniu. Šilumos siurblys parenkamas pagal tai, kiek jūsų namui reikės šilumos ir buitinio karšto vandens.
Žemės kolektorius
Žemės šilumos kolektoriai
Geoterminės šildymo sistemos kolektoriai paprastai būna trijų rūšių: horizontalus, vertikalus arba vandens telkinyje. Bet kurio tipo tinkamai įklotas kolektorius pilnai patenkins namo šilumos poreikius. Jei kolektorius montuojamas aplinkoje, iš kurios šilumą išgauti sunkiau, didinamas kolektoriaus ilgis, kad išgaunamos šilumos kiekis būtų tas pats. O kaip žemės šilumos kolektoriai montuojami?
Horizontalus kolektorius
Šalia namo 1,2-1,5 m gylyje nutiesiamas horizontalus plastikinis vamzdynas. Jo ilgis priklauso nuo įvairių veiksnių, pavyzdžiui, namo šilumos poreikio, grunto tipo. Štai molis šilumą atiduoda dvigubai geriau nei smėlis ar žvyras, todėl molyje tiesiamas kolektorius visada bus maždaug dvigubai trumpesnis.
Vertikalus kolektorius
Šalia namo daromas vienas, du ar keli gręžiniai. Gręžinių skaičius ir gylis taip pat priklauso nuo įvairiausių veiksnių. Gręžinyje skystis juda žemyn ir į viršų U formos vamzdžiu, parnešdamas grunto ir gruntinio vandens šilumą į šilumos siurblį. Toks kolektorius reikalauja labai mažai vietos ir yra tinkamas visur – nesvarbu, koks grunto tipas. Tiesa, gręžimo darbai atsieina brangiau nei horizontalaus kolektoriaus tiesimo.
Kolektorius vandens telkinyje
Tai horizontalus kolektorius, klojamas tvenkinio ar ežero dugne. Tokiu atveju vandens telkinys turi būti namo šeimininko nuosavybė. Vamzdžiai tiesiami telkinio dugne bent 1,5-2,0 m gylyje ir prispaudžiami svarsčiais. Vanduo energiją atiduoda daug lengviau nei žemė, todėl toks kolektorius montuojamas trumpesnis.
Visų trijų rūšių kolektoriams naudojami plastikiniai 40 mm skersmens vamzdžiai. Vamzdynas užpildomas iki tam tikros temperatūros neužšąlančiu draugišku aplinkai skysčiu.
Dar vienas kolektoriaus variantas yra sistema, vadinama „vanduo–vanduo“ (kai iš gręžinio ar vandens telkinio imamas vanduo ir atvėsintas vėl išleidžiamas į aplinką).
Kokį lauko kolektorių pasirinkti?
Patogiausias ir labai efektyvus yra vertikalus žemės kolektorius (gręžiniai). Jis beveik neapriboja sklypo panaudojimo ir užtikrina labai pastovų sistemos darbą. Tačiau jis yra ir brangiausias. Šis kolektorius tinka tiek šildymo, tiek vėsinimo funkcijai.
Tvenkinyje įklotas kolektorius (klojamas ant dugno) yra taip pat labai efektyvus. Vanduo puikiai atiduoda šilumą. Kaina ir įrengimo galimybė priklauso nuo atstumo tarp namo ir tvenkinio (būtų geriausia, kad atstumas tarp tvenkinio ir namo neviršytų 50 metrų). Nerekomenduojamas vėsinimo funkcijai. Tvenkinys turėtų būti mažiausiai 2 metrų gylio, o geriau – 2,5-3,0 metrų. Žuvims kolektorius nekenkia. Tvenkinio valymas ar gilinimas, kai dugne įklotas šilumos kolektorius, gana sudėtingas. Kasant dugną bet kokia technika labai lengva pažeisti plastikinius vamzdžius.
Horizontalus kolektorius, jei tiksliai paskaičiuotas ir teisingai įklotas, taip pat puikiai atlieka savo funkcijas. Klojamo vamzdžio ilgis ir kolektoriaus kaina priklauso nuo grunto rūšies: geriausia molis, blogiau – mišrus, blogiausia – smėlis. Nerekomenduojamas vėsinimo funkcijai. Virš įkloto horizontalaus žemės kolektoriaus negalima sodinti medžių, kloti trinkelių ar asfalto, statyti pastatų. Maži augalai gali būti sodinami.
Jei kolektorius paskaičiuotas tinkamo galingumo ir teisningai įrengtas, nesvarbu ar jis būtų horizontalus, ar vertikalus, žiemą sunaudota grunto šiluma atėjus vasarai yra regeneruojama 100 procentų.