Az alternatív fűtési megoldások nyomába eredő sorozatunk első részében a levegőből és a vízből hőt elnyerni képes hőszivattyúkkal foglalkoztunk. Most a talaj melegének elnyerésére alkalmas geotermikus módszereket tekintjük át.

Geotermikus rendszerekkel

a felszín alatti rétegekben a napsugárzásból nyert, talajhő formájában raktározott energiát lehet kinyerni zárt rendszerben keringő hőhordozó által.

Ennek a megoldásnak az az előnye, hogy ezekben a rétegekben viszonylag állandó, 12 fok körüli hőmérséklettel lehet számolni. Így a hőszivattyúnk teljesítménye is egyenletesebb lehet pl. a levegős rendszerekéhez képest.

A geotermikus energia ugyanis egy olyan energiatároló egységből érkezik, mely korlátlan mértékben képes a hőszolgáltatásra, ráadásul a rá épített rendszer akár mínusz 30-35 fokig is üzembiztos. Ezzel gyakorlatilag nincs olyan nap Magyarországon, amikor ne lehetne használni.  A csövek elhelyezésének irányától és struktúrájától függően megkülönböztetünk talajszondákat, talajkollektorokat és földhőkosarakat.

A talajkollektorokat

főggőlegesen vezetik le akár 20-120 méteres mélységbe fúrt lyukakban. A méretezést a ház hőszükségletét feltérképezve érdemes szakemberre bízni.

A furatba leeresztett csőpár végére egy visszafordító idom van felszerelve a megfelelő folyadékáramlás miatt, ez a rész kerül a furat aljára. A rendszerbem a szivattyú fagyálló folyadékot  keringet. Ez veszi fel a talaj hőmérsékletét és vezeti a hőszivattyúhoz. A hatásfoka függ a talaj minőségétől. Minél több nedves rétegen keresztül halad – a víz jó hőközvetítő képessége  okán -, annál több energiát képes felvenni.

Viszont  számolni kell azzal, hogy a hőcserélőben leadott energia miatt, lefelé már hidegebb víz fog áramolni, amely a fűtési szezon alatt pár fokkal csökkenti a talajhőt. Éppen ezért nyáron gondoskodni kell a földréteg visszamelegítéséről.

Ezzel a korszerű technológiával oldották meg pl. Hajdúszoboszlón a Hufbau-Szűcs Építőpontnál fenntartható és környezetbarát módon – egyszersmind példát is mutatva, tippet adva a fűtőrendszert választani készülő ügyfeleiknek  -  a bemutatóterem és az irodák temperálását.

Hetven méteres talajszondák kúsznak a mélybe, és onnan szállítják a hőszivattyú hőcserélőjéhez az energiát. Nyáron ugyanez a rendszer passzív hűtési üzemre vált, amennyiben a 10-12 fokos vizet  ilyenkor közvetlenül a belső terek hőleadóiban keringetik. Ezekben a víz pár foknyi hőt is felvesz a belső terekből, és azt visszaszállítja a talajba, hiszen jó lesz az még télen is. A szivattyúk és a kompresszor pedig az épületen elhelyezett napelemek termelte elektromos energiát használják.

Talajszonda | Forrás: easykit.hu

Talajkollektor működése

A geotermikus hőszivattyú működéséhez szükséges másik talajhő forrás lehet a horizontális talajkollektor.

A hőszivattyús rendszerek közül a földkollektoros rendszerek üzemeltetési költsége nagyon alacsony.  A talaj ugyanis magába fogadja és őrzi a Nap melegét, ezért  és 1,2-1,4 méter mélység alatt egész évben viszonylag egyenletes, állandó hőmérséklet uralkodik: kb. 10 °C.

Ez a tartomány igen eredményes működést biztosít  300-600 % -os hatékonyság mellett. A zárt rendszerű hőkinyerés egyik legnagyobb előnye a nyíltvizeshez képest, hogy elmarad a víz szűrése, estleges kezelése viszont a  hőnyerő „csőkígyókat”  a ház alapterületéhez képest  2,5-3,5-szeres részen kell elhelyezni, azaz a nagy helyigény és aföldmunkálatok miatt a ház építésekor a tereprendezés előtt érdemes megvalósítani.

Talajkollektor horizontálisan

A Földhőkosár

előnye a  a talajkollektoros rendszerekkel szemben a kisebb helyigény, a kevesebb földmunka. egyik hátrányának a nagy területű földmunkát szokták emlegetni.

Az  energiakosár (földhőkosár) szerkezetét a talajszint felé, azaz fölfelé nyíló csőspirál alkotja. A szerkezetet munkagéppel előre kiásott gödörbe lehet elhelyezni. Telepítésénél ügyelni kell arra, hogy a felső szondahurok fölé legalább 1 méter földnek kell kerüljön a biztonságos üzemelés érdekében.

Ezzel az elrendezéssel ki lehet küszöbölni a spirálszondák hátrányát, amelyeknél a csőhurkok hatással vannak egymásra. Így a hőkihozatal egy energiakosár esetén jóval kedvezőbb, a kosármérettől függően 0,7-2 kW.

Földhőkosár | Forrás: BetaTherm

A környezetbarát

fűtési rendszerek között – a fentiek alapján – a hőszivattyús technológia mindenképpen előkelő helyen áll. Energiára csupán a kompresszornak, illetve a vizes és geotermikus szisztémák esetén a keringető szivattyúknak van szüksége. Viszont ha valóban környezettudatosak vagyunk, ezt az energiaszükségletet akár napelemekkel vagy napelemes tetőcseréppel is megtermelhetjük.

Ha ez nem lehetséges az áramszolgáltató is támogatja a megújuló energiaforrás használatát, ezért az október 15. és április 15. közötti fűtési szezonban úgynevezett H tarifával, olcsóbb árammal működtethető a hőszivattyú és a kapcsolódó berendezések. Egyes helyeken elérhető még a GEO tarifa is, mely kicsit drágább a H-nál, viszont egész évben rendelkezésre áll.

A hűtésre akár pár forintos költség is kijöhet óránként, ami összehasonlítva a többi alternatívával, magasan a legjobbnak mondható. Mivel a hőszivattyúk a lakásban elhelyezett hőleadók számára általában 30-40 fokos vizet állítanak elő, fontos az épület professzionális hőszigetelése, a megfelelő nyílászáró megválasztása.

Új építés esetén pedig hasznos  úgy megtervezni, tájolni az épületet, hogy az természetes, passzív módon “ejtse foglyul” például a nap melegét.  A kijelölt rendszer beépítése előtt  mindenképpen fel kell mérni az otthonunk hőigényét, és a tervezést a méretezéssel egyetemben szakemberre bízni. A műszaki előkészítésre fordított befektetés meg fog térülni a fűtőrendszerünk optimális működésében és tartósságában.

Vízkutas változat | Forrás: easykit.hu

A biztonsága pedig kiemelkedő, sem gázszivárgásból eredő robbanásveszélytől, sem az égéstermékek nem megfelelő elvezetéséből adódó szén-monoxid-mérgezéstől nem kell tartani.
A folytatásban megvizsgáljuk a napkollektorokról működő elektromos fűtés előnyeit.