Z geotermalno vrtino lahko izkoristite toploto, shranjeno globoko pod površjem, in jo uporabite za ogrevanje svojega doma. Gre za enega najbolj zanesljivih in učinkovitih načinov uporabe obnovljive energije.
V našem vodniku o virih energije za toplotne črpalke smo predstavili, od kod lahko toplotna črpalka pridobiva toploto: iz zraka, vode ali zemlje. Tokrat si bomo podrobneje ogledali geotermalno vrtino oziroma vrtino za geosondo.
Geotermalno energijo je mogoče izkoriščati tudi z:
Želim brezplačno svetovanje o geotermalnem ogrevanju
Pri izvedbi geotermalne vrtine se globoko v zemljo izvrta navpična vrtina, v katero se vstavi geosonda. Po njej kroži tekočina, odporna proti zmrzovanju, ki sprejema toploto zemlje in jo prenaša do toplotne črpalke zemlja/voda.
Toplotna črpalka nato pridobljeno toploto dvigne na temperaturno raven, primerno za ogrevanje prostorov in sanitarne vode.
Takšen sistem izkorišča plitvo geotermalno energijo oziroma toploto zgornjih plasti Zemlje, praviloma do globine približno 200 metrov. Gre za skoraj neizčrpen vir energije, ki izvira iz toplote notranjosti Zemlje in sončne energije, shranjene v zgornjih plasteh tal.
V primerjavi s toplotnimi črpalkami zrak/voda geosonde vse leto zagotavljajo stabilnejšo temperaturo vira. Zato lahko sistem dosega zelo visoko učinkovitost tudi v hladnih zimskih dneh.
Geotermalna energija je toplota, shranjena v zemlji. Izvira predvsem iz dveh virov:
Na globini približno 15 metrov se temperatura tal skozi leto skoraj ne spreminja in znaša okoli 10 °C. Z večanjem globine temperatura praviloma narašča – v srednji Evropi povprečno za približno 3 °C na vsakih 100 metrov.
Izraz geotermalna energija izvira iz grških besed geo, ki pomeni zemlja, in therme, ki pomeni toplota.
Globoka geotermalna energija se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije in daljinsko ogrevanje, pri stanovanjskih stavbah pa večinoma izkoriščamo plitvo geotermalno energijo.
Gre za obnovljiv, zanesljiv in od vremenskih razmer skoraj neodvisen vir toplote.
Tako zemeljski kolektorji kot geosonde izkoriščajo toploto, shranjeno v zemlji. V obeh sistemih po zaprtem cevnem omrežju kroži tekočina, ki sprejema toploto tal in jo prenaša do toplotne črpalke.
Glavna razlika je v načinu in globini vgradnje.
Zemeljski kolektorji so položeni vodoravno, praviloma na globini od približno 1,2 do 1,5 metra.
Ker so blizu površine, na njihovo temperaturo nekoliko bolj vplivajo vremenske razmere in letni časi. Za vgradnjo potrebujejo večjo prosto površino zemljišča, pogosto približno od 1,5- do 2-krat toliko, kot znaša ogrevana površina stavbe.
Primerni so predvsem za novogradnje z dovolj veliko parcelo.
Geosonde so vstavljene navpično v vrtine, ki so običajno globoke od 40 do 200 metrov. Pri stanovanjskih stavbah so pogosto globoke približno od 100 do 150 metrov.
Temperatura zemlje je na tej globini stabilna vse leto, zato geosonda omogoča visoko učinkovitost in zanesljivo delovanje. Ker potrebuje zelo malo površine, je primerna tudi za manjše parcele.
Začetna investicija je višja kot pri zemeljskem kolektorju, vendar geosonda praviloma zagotavlja boljšo sezonsko učinkovitost in dolgo življenjsko dobo.
Možnost izvedbe geotermalne vrtine je odvisna od lokacije, geološke sestave tal, podzemnih voda in morebitnih omejitev na območju. Pred začetkom je zato potrebno strokovno načrtovanje in pridobitev ustreznih dovoljenj.
Specializirano podjetje najprej preveri toplotne potrebe stavbe in geološke razmere na lokaciji. Na podlagi teh podatkov določi potrebno globino vrtine in število geosond.
Pred vrtanjem je treba pripraviti zahtevano dokumentacijo ter pridobiti dovoljenje za raziskavo podzemnih voda oziroma druga potrebna soglasja. Natančen postopek je odvisen od globine vrtine, lokacije in morebitnih varovanih območij.
Po pridobitvi dovoljenj se začne vrtanje navpične vrtine. Njen premer običajno znaša približno od 15 do 18 centimetrov.
Glede na potrebno moč sistema se lahko izvede ena globlja vrtina ali več krajših vrtin.
V vrtino se vstavi zaprt cevni sistem iz trpežne umetne mase. Prostor okoli cevi se nato zapolni z ustreznim materialom, ki zagotavlja dober prenos toplote ter zaščito podzemnih voda.
Cevi se napolnijo z mešanico vode in sredstva proti zmrzovanju. Tekočina sprejema toploto zemlje in jo prenaša do toplotne črpalke.
Geosonde se prek razdelilnega jaška povežejo s toplotno črpalko v stavbi. Sistem lahko nato stabilno toploto zemlje uporablja za ogrevanje prostorov in sanitarne vode.
Toplotna črpalka s pomočjo kompresorja zviša temperaturo pridobljene toplote in jo prenese v ogrevalni sistem. Ohlajena tekočina se vrne v geosondo, kjer ponovno sprejme toploto zemlje.
Potrebna globina vrtine je odvisna predvsem od toplotnih potreb stavbe in geoloških razmer na lokaciji.
Pri običajni enodružinski hiši je vrtina praviloma globoka od 40 do 200 metrov, najpogosteje pa približno od 100 do 150 metrov.
Pomemben podatek je specifična odvzemna moč tal. Ta pove, koliko toplote lahko geosonda pridobi iz enega metra vrtine. Orientacijska vrednost je približno 50 W/m, vendar se lahko glede na sestavo in vsebnost vode v tleh precej razlikuje.
Če stavba potrebuje 4.000 W toplotne moči in lahko iz enega metra vrtine pridobimo 50 W, bi bila potrebna skupna globina vrtine približno 80 metrov.
Namesto ene globoke vrtine je mogoče izvesti tudi več krajših. Med njimi mora biti zagotovljena ustrezna razdalja, da geosonde ne vplivajo druga na drugo.
Toplotne potrebe stavbe
Večje kot so potrebe po toploti, globlja mora biti vrtina oziroma več geosond je potrebnih.
Geološka sestava tal
Tla z dobro toplotno prevodnostjo omogočajo krajšo vrtino. Suha peščena tla imajo praviloma manjšo odvzemno moč kot z vodo nasičene plasti, apnenec ali peščenjak.
Odvzemna moč tal
Količina energije, ki jo lahko geosonda pridobi iz zemlje, je odvisna od sestave tal, njihove vlažnosti in prisotnosti podzemne vode.
Velikost parcele
Če ena globoka vrtina ni izvedljiva, je mogoče predvideti več krajših vrtin. V tem primeru mora biti na parceli dovolj prostora za ustrezne medsebojne razdalje.
Globina vrtine (m) = potrebna toplotna moč (W) ÷ odvzemna moč tal (W/m)
Potrebna toplotna moč: 7.200 W oziroma 7,2 kW
Odvzemna moč tal: 45 W/m
7.200 ÷ 45 = 160 m
Potrebna skupna globina vrtine je približno 160 metrov.
Potrebna toplotna moč: 7.200 W oziroma 7,2 kW
Odvzemna moč tal: 70 W/m
7.200 ÷ 70 ≈ 103 m
V tleh z dobro toplotno prevodnostjo bi zadostovala približno 100 metrov globoka vrtina.
| Potrebna moč | Odvzemna moč tal | Izračun | Potrebna globina |
|---|---|---|---|
| 7,2 kW | 45 W/m | 7.200 ÷ 45 | 160 m |
| 7,2 kW | 70 W/m | 7.200 ÷ 70 | približno 100 m |
Boljša kot je toplotna prevodnost tal, krajša je lahko vrtina. Zato je preverjanje geoloških razmer eden najpomembnejših korakov pri načrtovanju sistema.
Izračun je zgolj orientacijski. Končno globino in število vrtin mora določiti usposobljen projektant na podlagi dejanskih razmer in toplotnih potreb stavbe.
Oglejte si toplotno črpalko
Oglejte si toplotno črpalko
Oglejte si toplotno črpalko
Cena geotermalne vrtine je odvisna predvsem od:
Kot zelo groba orientacija se cena vrtanja pogosto ocenjuje glede na meter izdelane vrtine. Cena je odvisna od izvajalca, lokacije in zahtevnosti geoloških razmer.
Končna cena lahko vključuje tudi geosondo, polnjenje in zapolnitev vrtine, povezavo do objekta, razdelilni jašek, pripravo gradbišča, odvoz materiala ter pripravo dokumentacije.
Za realno oceno je zato potreben ogled lokacije in individualna ponudba izvajalca.
| Strošek | Tla z dobro prevodnostjo, 120 m | Tla s slabšo prevodnostjo, 160 m |
|---|---|---|
| Vrtanje po 80 €/m | 9.600 € | 12.800 € |
| Dokumentacija in dovoljenja | odvisno od projekta | odvisno od projekta |
| Priprava gradbišča | odvisno od lokacije | odvisno od lokacije |
| Skupna orientacijska cena | po ponudbi izvajalca | po ponudbi izvajalca |
Navedene vrednosti so informativne. Dejanske cene se lahko glede na lokacijo, izvajalca in geološke razmere bistveno razlikujejo.
Za toplotne črpalke so lahko na voljo tudi nepovratne finančne spodbude Eko sklada. Višina in pogoji so odvisni od trenutno odprtega javnega poziva.
Toplotne črpalke zemlja/voda z geosondo so zelo učinkovite in zanesljive, vendar zahtevajo višjo začetno investicijo. Pred odločitvijo je zato smiselno primerjati njihove glavne prednosti in omejitve.
Analitični piškotki nam pokažejo, katere strani so vam v pomoč, da jih lahko izboljšamo. Oglasnih piškotkov ne uporabljamo. Politika zasebnosti
Izberite, katere piškotke dovolite. Izbiro lahko kadar koli spremenite prek povezave »Piškotki« v nogi strani.
Potrebni za delovanje strani in obrazcev. Shranijo tudi vašo izbiro glede piškotkov (ai_soglasje, 6 mesecev).
Google Analytics 4 nam pokaže, koliko obiskovalcev pride na stran in katere vsebine berejo. Podatki so zbrani skupno, brez vašega imena (_ga, _ga_NCSX2BT8ZP, 2 leti).