Saulės šiluma kaupiasi visur aplink mus – žemėje, vandenyje, ore. Kad ir kur gyventumėte, jūsų aplinkoje yra šilumos, kuria galima naudotis nemokamai ir šildyti savo namą. Teigiama, jog grunte yra sukaupta net iki 98 % saulės išspinduliuojamos energijos. Žiemos metu, žemiau įšalo lygio grunto temperatūra laikosi apie 7 laipsnius, o to visiškai užtenka siurbliui tinkamai funkcionuoti.
Geoterminis šildymas yra visiškai ekologiškas. Į aplinką neišskiriama jokių dujų ar kitokių kenksmingų medžiagų. Žemės energijos naudojimas padeda išsaugoti švarią aplinką jūsų pačių kieme.
Šalyse, kuriose gausu karštųjų versmių, šildymui dažnai naudojama jų energija. Didžiojoje pasaulio dalyje naudojama paviršiniuose žemės sluoksniuose susikaupusi Saulės energija. Geoterminis šildymas montuojamas ir privačiuose namuose, ir didesniuose objektuose, tokiuose kaip viešbučiai, mokyklos, šiltnamiai, įvairios gamyklos ir kitur.
Sistemą sudaro trys pagrindinės grandys:
- Kolektorius
- Šilumos siurblys
- Akumuliacinė talpa (boileris)
Kolektorius
Tradiciškai tai yra vamzdinis šilumokaitis, patalpintas į šilumos šaltinį (gruntą, artezinio šulinio ar telkinio vandenį). Kolektoriaus vamzdžiais cirkuliuoja neužšąlantis geoterminis šilumnešis, kuris priima šilumą iš šilumos šaltinio ir perneša ją iki šilumos siurblio. Čia atnešta šiluma išgarina šilumos siurblyje cirkuliuojantį darbo agentą.
Horizontalūs kolektoriai – dažniausias variantas, kai šalia namo 1,2-1,8 m gylyje nutiesiamas horizontalus vamzdynas. Jo ilgis priklauso nuo įvairių veiksnių, pavyzdžiui, namo šilumos poreikio, grunto tipo. Štai drėgnas molis šilumą atiduoda dvigubai geriau nei smėlis ar žvyras, todėl molyje tiesiamas kolektorius visada bus maždaug dvigubai trumpesnis nei smėlyje.
Vertikalūs kolektoriai naudojami tuo atveju, jeigu sklype nėra pakankamo ploto horizontalių sistemų klojimui arba gruntas yra labai akmenuotas. Gręžinio gylis priklauso nuo grunto struktūros ir reikiamo geoterminio šilumos siurblio šildymo pajėgumo. Gręžinyje skystis juda žemyn ir į viršų U formos vamzdžiu, parnešdamas grunte esančią šilumą į šilumos siurblį. Toks vertikalus kolektorius reikalauja labai mažai vietos. Tiesa, gręžimo darbai atsieina kiek brangiau.
Dar viena galimybė ― kolektorių įrengti tvenkinio ar ežero dugne. Žinoma, to daryti neįmanoma, jei vandens telkinys nėra privatus. Kolektoriaus vamzdžiai išguldomi bent 1,5 m gylyje ir kas 2 m prispaudžiami 4 kg svarsčiais. Vanduo energiją atiduoda daug lengviau nei žemė, todėl šilumos siurblio eksploatacijos išlaidos tokiu atveju būtų mažesnės nei naudojant grunto energiją.
Šilumos siurblys
Siurblys transformuoja iš aplinkos šaltinio išgautą mažo potencialo šilumos energiją, dar netinkančią pastato šildymui, į aukšto potencialo šilumą. Pagaminta šiluma nukreipiama į pastato šildymo sistemas ir karštam vandeniui ruošti. Šilumos siurblį sudaro 4 pagrindinės dalys: garintuvas, kompresorius, kondensatorius ir išsiplėtimo vožtuvas. Garintuvas ir kondensatorius atlieka šilumokaičių funkcijas.
Grunto šiluma išgarina šilumos siurblyje cirkuliuojantį darbo agentą. Garo būsenoje esantį agentą kompresorius suslėgia, taip stipriai padidindamas jo temperatūrą. Ši šiluma kondensatoriuje perduodama tiesiogiai šildymo sistemai arba akumuliacinei talpai (pagal kliento poreikius) arba boileriui.
Geoterminio šilumos siurblio bendras metinis efektyvumo rodiklis yra didesnis negu oras-vanduo šilumos siurblių. Žiemos metu šąlant orams, oras-vanduo šilumos siurblio efektyvumas sparčiai mažėja, labai dažnai tokie šilumos siurbliai esant šaltiems orams įjungia papildomai elektrinį teną, kai tuo metu geoterminio siurblio efektyvumas išlieka toks pat aukštas net ir šalčiausiomis žiemos dienomis. Grunte žiemos metu laikosi 4-6 laipsniai šilumos. Tai užtikrina efektyvų darbą net ir ruošiant karštą vandenį buitiniam naudojimui.
Boileris/Akumuliacinė talpa
Boileris – talpa kurioje ruošiamas karštas vanduo buitiniam vartojimui. Akumuliacinė talpa – tokia talpa, kurioje sukaupiama šiluma namo šildymui. Populiariausios sistemos, kai šilumos siurblys šildant namą dirba tiesiogiai į šildomas grindis ir esant poreikiui persijungia šildyti boilerį. Taip pat dažnos sistemos, kai įrengti ir boileris ir akumuliacinė talpa. Tokiose sistemose šilumos siurblys vienu įsijungimu dirba ilgiau, tačiau paruošęs abi talpas ilgesnį laiko tarpą stovi nedirbdamas. Rečiausiai naudojamos multifunkcinės talpos, kurios naudojamos ir šildymui ir karštam vandeniui.