מערכת הקירור הגיאותרמי הראשונה הוקמה בשנת 1912, והחלה לתפוס תאוצה ברחבי העולם רק בשנות ה-60 וה-70 של המאה ה-20. כיום מאמצים אותה במיזמים ציבוריים גדולים ובבתים פרטיים.
מערכת גיאותרמית משתמשת בטמפרטורה של הקרקע, השומרת על יציבות חום יחסית לכל אורך השנה. לא משנה אם שלג מקפיא או חמסין, חום הקרקע מתחת לשלושת המטרים העליונים נשאר קבוע – 17–23 מעלות, תלוי במיקום על פני כדור הארץ. המים הם מעבירי חום מצוינים. צנרת מים במעגל סגור נושאת את החום מהמבנה אל תוך הקרקע הקרה יחסית, מצננת את המים, ואלה חוזרים מקוררים כדי לקחת איתם אנרגיית חום נוספת מהמבנה. במקומות קרים בחו"ל משמשת המערכת גם לחימום בחורף.
בפועל יש שתי מערכות מים נפרדות הנושאות את החום. מערכת אחת זורמת בקרקע, מגיעה למחלף חום (צ'ילר בלעז) וחוזרת אל הקרקע. מערכת מים שנייה מוליכה מים מקוררים אל המבנה, וחוזרת עם מנת חום אל המחלף.
תפקיד המים במחלף החום הגיאותרמי זהה לזה של המאווררים במחלף חום של מיזוג האוויר: לקרר את צינורות העיבוי של גז המדחס, שמתחממים בעת דחיסת הגז לקירור המים המוזרמים אל הבניין. הגז הנדחס לצינור הוא שנותן את הקור למים המוזרמים לבניין.
אפשר להטמין את הצנרת המובילה את המים בקרקע בשתי צורות: אנכית לעומק האדמה ואופקית. בהנחה אופקית יש להיזהר שצינורות המים לא יפגעו בהקמת תשתיות אחרות בסביבה.
בפרוייקט ברמת הנדיב בזכרון יעקב, היו הראשונים שהשתמשו במערכת זו בארץ.
יתרונותיה של מערכת הקירור הגיאותרמית על מערכת מיזוג אוויר קונבנציונלית1. חיסכון בחשמל: שמירה על הטמפרטורה של צינורות העיבוי נעשית בקירור גיאותרמי על ידי זרימת המים, בניגוד לקירור צינורות העיבוי במערכת מיזוג רגילה, המתבצע בעזרת מאווררים זללני חשמל. החיסכון של עלות הקירור עומד על 25% בצריכת החשמל.
2. חיסכון בשטח אחסון: יחידת מחלף החום של הקירור הגיאותרמי קטנה כדי עשירית מיחידת מחלף החום של מיזוג אוויר רגיל.
3. גמישות במקום ההתקנה: מאחר שמחלף החום הגיאותרמי אינו נזקק למאווררים ואינו פולט אוויר, אפשר לאחסנו בכל מקום, גם סגור (למשל, מתחת למדרגות בתוך הבית).
4. מניעת זיהום רעש: מחלף החום של מערכת גיאותרמית אינו מייצר זיהום רעש בהשוואה למערכות מיזוג קונבנציונליות, שכן הקירור נעשה באדמה ולא בתוך מחלף החום.
5. מניעת פליטת חום לאטמוספרה: מערכת קירור גיאותרמית מטמיעה את החום המגיע מהבניין בתוך הקרקע, בעוד שמערכת מיזוג אוויר פולטת את החום אל האטמוספרה, שהיא ממילא חמה. יעיל וחסכני לפלוט אנרגיה חמה למקום קר מאשר לפלוט אנרגיה חמה למקום חם. צריכת אנרגיה נמוכה מקטינה את פליטת גזי החממה מתחנות הכוח לאטמוספרה.
6. הימנעות משיאי צריכה: כיוון שהטמפרטורה של הקרקע נשארת כל הזמן קבועה, אין שיאי צריכה, בעוד שבמערכת מיזוג אוויר קונבנציונלית צריכת החשמל היא בהתאם לטמפרטורה בחוץ: ככל שחם יותר בחוץ, מושקעת יותר אנרגיה בדחיסת החום לאטמוספרה.
7. שמירת הטבע על ידי מזעור בעיות סביבתיות כגון: גשם חומצי, זיהום אוויר ודילול שכבת האוזון.
8. תחזוקה מזערית: התחזוקה של מערכת גיאותרמית היא כרבע בהשוואה למערכת מיזוג אוויר רגילה.
מערכת גיאותרמית משתמשת בטמפרטורה של הקרקע, השומרת על יציבות חום יחסית לכל אורך השנה. לא משנה אם שלג מקפיא או חמסין, חום הקרקע מתחת לשלושת המטרים העליונים נשאר קבוע – 17–23 מעלות, תלוי במיקום על פני כדור הארץ. המים הם מעבירי חום מצוינים. צנרת מים במעגל סגור נושאת את החום מהמבנה אל תוך הקרקע הקרה יחסית, מצננת את המים, ואלה חוזרים מקוררים כדי לקחת איתם אנרגיית חום נוספת מהמבנה. במקומות קרים בחו"ל משמשת המערכת גם לחימום בחורף.
בפועל יש שתי מערכות מים נפרדות הנושאות את החום. מערכת אחת זורמת בקרקע, מגיעה למחלף חום (צ'ילר בלעז) וחוזרת אל הקרקע. מערכת מים שנייה מוליכה מים מקוררים אל המבנה, וחוזרת עם מנת חום אל המחלף.
תפקיד המים במחלף החום הגיאותרמי זהה לזה של המאווררים במחלף חום של מיזוג האוויר: לקרר את צינורות העיבוי של גז המדחס, שמתחממים בעת דחיסת הגז לקירור המים המוזרמים אל הבניין. הגז הנדחס לצינור הוא שנותן את הקור למים המוזרמים לבניין.
אפשר להטמין את הצנרת המובילה את המים בקרקע בשתי צורות: אנכית לעומק האדמה ואופקית. בהנחה אופקית יש להיזהר שצינורות המים לא יפגעו בהקמת תשתיות אחרות בסביבה.
בפרוייקט ברמת הנדיב בזכרון יעקב, היו הראשונים שהשתמשו במערכת זו בארץ.
מערכת צינורות להובלת מים מהאדמה ואליה.
מחלף חום גיאותרמי
חלון לצינורת התת קרקעיים
יתרונותיה של מערכת הקירור הגיאותרמית על מערכת מיזוג אוויר קונבנציונלית1. חיסכון בחשמל: שמירה על הטמפרטורה של צינורות העיבוי נעשית בקירור גיאותרמי על ידי זרימת המים, בניגוד לקירור צינורות העיבוי במערכת מיזוג רגילה, המתבצע בעזרת מאווררים זללני חשמל. החיסכון של עלות הקירור עומד על 25% בצריכת החשמל.
2. חיסכון בשטח אחסון: יחידת מחלף החום של הקירור הגיאותרמי קטנה כדי עשירית מיחידת מחלף החום של מיזוג אוויר רגיל.
3. גמישות במקום ההתקנה: מאחר שמחלף החום הגיאותרמי אינו נזקק למאווררים ואינו פולט אוויר, אפשר לאחסנו בכל מקום, גם סגור (למשל, מתחת למדרגות בתוך הבית).
4. מניעת זיהום רעש: מחלף החום של מערכת גיאותרמית אינו מייצר זיהום רעש בהשוואה למערכות מיזוג קונבנציונליות, שכן הקירור נעשה באדמה ולא בתוך מחלף החום.
5. מניעת פליטת חום לאטמוספרה: מערכת קירור גיאותרמית מטמיעה את החום המגיע מהבניין בתוך הקרקע, בעוד שמערכת מיזוג אוויר פולטת את החום אל האטמוספרה, שהיא ממילא חמה. יעיל וחסכני לפלוט אנרגיה חמה למקום קר מאשר לפלוט אנרגיה חמה למקום חם. צריכת אנרגיה נמוכה מקטינה את פליטת גזי החממה מתחנות הכוח לאטמוספרה.
6. הימנעות משיאי צריכה: כיוון שהטמפרטורה של הקרקע נשארת כל הזמן קבועה, אין שיאי צריכה, בעוד שבמערכת מיזוג אוויר קונבנציונלית צריכת החשמל היא בהתאם לטמפרטורה בחוץ: ככל שחם יותר בחוץ, מושקעת יותר אנרגיה בדחיסת החום לאטמוספרה.
7. שמירת הטבע על ידי מזעור בעיות סביבתיות כגון: גשם חומצי, זיהום אוויר ודילול שכבת האוזון.
8. תחזוקה מזערית: התחזוקה של מערכת גיאותרמית היא כרבע בהשוואה למערכת מיזוג אוויר רגילה.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה