Wie funktioniert es?

Eine der Methoden zur Erzeugung der geothermischen Energie ist das Pumpen von heißem Wasser aus sedimentären Quellen geothermischen Ursprungs. Der Dampf, der durch dieses Verfahren erzeugt wird, wird verwendet, um Elektrizität zu erzeugen. Der kondensierte Dampf wird in die durchlässigen sedimentären Strom von einer Quelle in Umlauf zurückgebracht.

Eine andere Methode ist das Nutzen von Vulkanmagma. Die Temperatur des teilweise geschmolzenen Magmas ist etwa 650 Grad Celsius. Diese Wärme wird zum Kochen von Wasser zur Stromerzeugung genutzt.

Einige geothermischen Anlagen nutzen auch gehärtetes Magma, das extrem heiß ist. Dieses System verwendet Hot-Dry-Steine. Die mit Wasser gefüllte Rohrleitung wird durch diese heißen, trockenen Steine verlegt. Die Wärme der Steine verwandelt das Wasser in Dampf vor der Übertragung der Wärme an einen Dampferzeuger.

Eine Wärmepumpe ist ein Gerät, das eine kleine Menge Energie verbraucht, um Wärme von einem Ort zum anderen zu übertragen. Wärmepumpen werden in der Regel verwendet, um die Wärme der Luft oder dem Erdreich zu entziehen und diese dann zum Heizen eines Hauses oder Büros zu benutzen, oder sie in die Rückwärtsrichtung laufen zulassen, um das Gebäude zu kühlen. Wenn Sie wissen, wie eine Klimaanlage funktioniert, wissen Sie bereits viel darüber, wie eine Wärmepumpe funktioniert, weil Wärmepumpen und Klimaanlagen in sehr ähnlicher Weise betrieben werden.

Wärmepumpen sind ein einzigartiger Typ des Heizungssystems, weil sie wie ein Ofen und gleichzeitig eine Klimaanlage, funktionieren können. So gibt es keine Notwendigkeit, separate Systeme zum Heizen und Kühlen zu Hause zu installieren. Wärmepumpen können auch extrem effizient arbeiten, weil sie Wärme einfach übertragen, anstatt Brennstoff verbrennen zu müssen, um Energie zu schaffen.

Arbeitsweise des geothermischen Heizungs- und Kühlungssystems:

Eine geothermische Wärmepumpe nutzt die Erde, die Sie bereits zum Heizen und Kühlen Ihres Zuhauses besitzen. Geothermik arbeitet mit dem Temperaturunterschied zwischen der Außenluft und dem Boden. Der Boden ist wie Ihr eigenes Solar-Modul, er absorbiert fünfzig Prozent der Sonnenenergie, die Bodentemperatur hält konstant fünfundfünfzig Grad. Wenn die Sommersonne die fünfundneunzig Heizgradtage produziert, bleibt der Boden in seiner konstanten fünfundfünfzig Grad Temperatur. Im Winter bleibt die Bodentemperatur etwa fünfundfünfzig Grad, sogar mit Schnee.

Zur Nutzung dieser Temperaturunterschiede werden Löcher überall von fünfzig bis hundert Meter tief gebohrt, wo ein System von Rohrleitungen, bekannt als Rohrleitungsfeld, eingebracht wird. Diese Löcher werden mit einer Fugenmasse gefüllt, um die Wärmeübertragung mit der Erde zu verbessern. Das Rohrleitungsfeld wird im Haus installiert, wo es mit der Thermalwärmepumpe verbunden wird. Im gesamten System zirkuliert ein Wasser-Gemisch.

Im Winter entnimmt das Wasser die Wärme dem Erdreich, die dann von der Wärmepumpe auf eine höhere Temperatur verdichtet und im ganzen Haus verteilt wird. Für jede in diesem Prozess verwendete Einheit Strom werden vier Wärmeeinheiten erzeugt. Die effizientesten Gasheizkessel sind vierundneunzig Prozent effizienter. Geothermie ist vierhundert Prozent effizienter.

Die Betriebskosten eines geothermischen Systems können bis zu siebzig Prozent weniger als herkömmliche Systeme ausmachen. Im Sommer ist es der gleiche Prozess, außer dass jetzt der Boden umgekehrt wirkt wie Sake. Hitze und Feuchtigkeit werden aus dem Haus gezogen und wieder in die Erde abgegeben. Kalte Luft wird in der gesamten Wohnung mit Klimaanlage verteilt. Die Erdwärmepumpe ist auch mit einem Enthitzer ausgestattet, durch Vorheizen sparen Sie sogar noch mehr Geld bei der Warmwasserbereitung!

Die Grundelemente eines geothermischen Wärmepumpen-Systems bestehen aus

Ground loop — ist ein System von mit Flüssigkeit gefüllten Schläuchen aus Kunststoff, das in flachgründigen Böden verlegt ist.

Wärmepumpe – entzieht Wärme aus der Lösung in Schläuchen, verdichtet sie und leitet sie in das Gebäude (für Kühlung, der Prozess verläuft dann in umgekehrter Reihenfolge)

Luft-Beförderungssystem – es werden konventionelle Rohrleitungen verwendet, um beheizte oder gekühlte Luft im gesamten Gebäude zu verteilen.

Mit einfachen Worten, ein GHP funktioniert ähnlich wie der Kühlschrank in der Küche, mit der Ergänzung von ein paar zusätzlichen Ventilen, die Wärmeaustausch in einer Wärmeträgerflüssigkeit in zwei getrennten Kreisläufen ermöglichen: einem fürs Heizen und dem anderen fürs Kühlen. Die GHP entzieht Wärme einer warmen Umgebung und überführt die Wärme an einen kühleren Bereich, und umgekehrt. Das Schönste an einem solchen System ist, dass es sowohl für Heizung und Kühlung – je nach Bedarf ohne Anschaffung der separaten Heizkessel und Klimaanlage- als auch für kostenfreie Warmwasserbereitung in den Sommermonaten genutzt werden kann.

Geothermische Wärmepumpen nutzen Strom zum Heizen und Kühlen, wie bei einer konventionellen Wärmepumpe. Doch im Gegensatz zu einer herkömmlichen Wärmepumpe nutzen GHPs die relativ konstante Temperatur des Erdreichs als Wärmequelle im Winter und als Wärmespeicher im Sommer.

Im Winter wird Wärmeträgerflüssigkeit in der verlegten Sammelleitung durch die Erdwärme warmgehalten. Die gesammelte Wärme wird extrahiert und in der Wärmepumpe gespeichert und danach durch die Leitung im Gebäude verteilt .

Zur Kühlung des Gebäudes im Sommer wird dieser Prozess umgekehrt – die Wärmepumpe bewegt Wärme aus der Raumluft in die Untergrund Schläuche, wo sie auf den relativ kühlen Boden übertragen wird. Die Wärme aus der Raumluft im Sommer kann entfernt oder verwendet werden, um Warmwasser zu erzeugen oder Swimmingpools zu heizen, statt sie in den Boden abzuleiten.

Typen der geothermischen Wärmepumpensysteme

Geothermische Wärmepumpensysteme werden als geschlossene Systeme und offene Systeme je nach Typ der verwendeten Rohrleitungen klassifiziert:

Closed-Loop-Systeme. In geschlossenen Systemen zirkuliert eine Lösung aus Wasser und Kältemittel durch eine Rohrleitung. Die Schläuche können im Boden horizontal oder vertikal installiert oder sie können in einem Körper von Wasser, wie z.B. ein Teich, platziert werden.

Open-Loop-Systeme. Im offenen Loop-System wird Grund- oder Oberflächenwasser genutzt. Sobald die Wärme in das oder aus dem Wasser übertragen wird, fließt das Wasser zu einem Brunnen oder Abflusskanal zurück, statt durch das System zurückzukehren. Offene Loop-Systeme sind nicht für Wohnzwecke empfohlen.

Hauptbestandteile der geothermischen Wärmepumpe

Der Verdampfer – (sozusagen das verschnörkelte Ding im kalten Bereich Ihres Kühlschranks) nimmt die Wärme aus dem Wasser in die Rohrleitung

Der Kompressor – (das ist, was Geräusche im Kühlschrank erzeugt) bringt ein gasförmiges Kältemittel in Bewegung rund um die Wärmepumpe und verdichtet es auf die Temperatur, die für die Wärmeverteilung im Kreislauf benötigt wird.

Der Kondensator – (warme Teil an der Rückseite Ihres Kühlschranks) gibt die Wärme an den Warmwassertank ab, der das Verteilernetz versorgt.