Отворени геотермални системи с кладенец: принцип на действие, предимства и недостатъци

Още от 40-те години на XX век хората извличат геотермална енергия от дълбините на Земята, за да отопляват домовете и бизнес обектите си. Отворените геотермални системи изпомпват вода от подземни източници чрез кладенец и я изтеглят на повърхността, за да получат безплатна и възобновяема топлина. Тези системи не само осигуряват далеч по-висока енергийна ефективност в сравнение с традиционните печки, но с времето могат значително да намалят разходите за отопление на дома в сравнение с газовото или електрическото отопление.

Как работят отворените геотермални системи

Според Министерството на енергетиката на САЩ, докато температурите над земята варират силно в различните части на страната, температурите малко под повърхността остават между 7 и 24 градуса по Целзий през цялата година. Отворените геотермални системи използват кладенец, подобен на тези за питейна вода.

Водата се изтегля от кладенеца и се пропуска през топлообменник в близост до дома, където от нея се извлича топлинна енергия за отопление. Охладената вода след това се връща в подземния водоносен пласт чрез отделен кладенец — а в някои случаи дори през същия. Понякога водата се изпусква на повърхността или в близко езеро или река. През лятото реверсивен клапан на термопомпата обръща процеса: системата извлича топлината от дома и я пренася към хладните подземни водни маси, осигурявайки естествено охлаждане.

Предимства и недостатъци

За разлика от традиционните източници на топлина, които изгарят гориво, за да произвеждат енергия, геотермалните системи просто пренасочват и извличат вече съществуваща топлина. Това им позволява да постигат впечатляващ коефициент на ефективност между 300 и 600 процента.

Благодарение на тази висока ефективност много собственици на жилища отбелязват толкова голямо намаление на разходите за отопление и охлаждане, че успяват да си възвърнат инвестицията само в рамките на две до десет години, според Министерството на енергетиката.

От друга страна, пробиването на кладенец и монтажът на геотермална термопомпа не са задачи за самостоятелно изпълнение и изискват сериозна първоначална инвестиция. Тези системи струват значително повече от почти всяка друга технология за климатизация, което може да спре част от потенциалните купувачи. Държавните и местните програми за субсидии и данъчни облекчения обаче могат да компенсират значителна част от високата начална цена.

Важни съображения преди инсталиране

Много градове и региони налагат строги регулации върху кладенечните системи, за да предотвратят замърсяване на подземните водоизточници и изтощаване на водоносните пластове. Често има и конкретни изисквания за начина, по който използваната вода се връща в кладенеца или се изпусква към повърхностни водоеми.

Макар че повечето райони предлагат подходящи условия за геотермални термопомпи, задължително се консултирайте с хидролог и други специалисти, за да потвърдите, че такава система е подходяща за вашия имот.

Отворени срещу затворени геотермални системи

При избора на геотермално решение купувачите могат да заложат на отворена система, която изпомпва вода от кладенец, или на затворена система. Затворените системи са значително по-разпространени: те използват мрежа от херметични тръби, пълни с антифриз или друга топлопренасяща течност. Инсталаторите прокопават канали за тези тръби, които абсорбират или отделят топлина при преминаването си през почвата, след което течността достига топлообменник, който отоплява или охлажда дома.

Отворените системи обикновено са по-евтини при монтаж и се възползват от естествените водни източници, но може да не са практични за всеки имот поради големият обем вода, необходим за тяхната работа. Според експерти от изданието Mother Earth Living затворените системи са по-подходящи и рентабилни за повечето домакинства, защото заемат по-малко пространство и не зависят от богат воден източник.