Kako deluje toplotna črpalka slanica/voda

Tako kot vse druge toplotne črpalke tudi toplotna črpalka slanica/voda deluje po istem principu: najprej se toplotna energija pridobi iz zemlje in nato prenese na hladilno sredstvo. Ta izhlapi in se dodatno stisne s kompresorjem. To ne poveča le njegovega tlaka, ampak tudi temperaturo. Nastalo toploto absorbira toplotni izmenjevalnik (kondenzator) in jo prenese v ogrevalni sistem. Kako ta proces poteka, si lahko podrobneje ogledate v članku Kako deluje toplotna črpalka slanica/voda.

Geotermalno toploto je načeloma možno črpati s toplotno črpalko zemeljski vir na dva načina: bodisi preko geotermalnih kolektorjev, ki so položeni blizu površine, bodisi preko geotermalnih sond, ki prodrejo do 100 metrov v zemljo. V naslednjih razdelkih si bomo ogledali obe različici.

Geotermalni kolektorji so položeni pod zemljo

Za pridobivanje geotermalne toplote je cevni sistem položen vodoravno in v serpentinasti obliki pod mejo zmrzali. Globina je približno en do dva metra pod površino trate ali zemlje. V cevnem sistemu kroži slanica iz tekočine, odporne proti zmrzali, ki absorbira toplotno energijo in jo prenaša v izmenjevalnik toplote. Velikost potrebne površine kolektorja je med drugim odvisna od toplotnih potreb stavbe. V praksi gre za 1,5- do 2-kratno površino, ki jo je treba ogrevati. Geotermalni kolektorji absorbirajo toplotno energijo blizu površine. Energijo zagotavlja sončno sevanje in deževnica. Posledično ima stanje tal odločilno vlogo pri energijskem donosu kolektorjev. Pomembno je, da območje nad cevnim sistemom ni asfaltirano ali pozidano. Več o tem, kaj je treba upoštevati pri polaganju geotermalnih kolektorjev, si lahko preberete v članku Geotermalni kolektorji za toplotne črpalke slanica/voda.

Geotermalne sonde črpajo toploto iz globljih plasti zemlje

Alternativa geotermalnim kolektorjem so sonde. Geotermalne sonde s pomočjo vrtin potopimo navpično ali pod kotom v zemljo. Skozenj teče tudi slanica, ki absorbira geotermalno toploto v globini od 40 do 100 metrov in jo predaja toplotnemu izmenjevalniku. Iz globine okoli deset metrov je temperatura konstantna vse leto, zato geotermalne sonde učinkovito delujejo tudi pri zelo nizkih zunanjih temperaturah. Prav tako zahtevajo malo prostora v primerjavi z geotermalnimi kolektorji, poleg tega pa se lahko uporabljajo tudi za hlajenje poleti. Globina vrtine je odvisna tudi od potrebe po toploti in toplotne prevodnosti tal. Ker se v vrtini do 100 metrov prebije več plasti, ki vsebujejo podzemno vodo, je za vrtanje vrtin vedno treba pridobiti dovoljenja.