Privātmāju un industriālo ēku plānošanā arvien lielāku uzmanību gūst ģeotermālie siltumsūkņi, kas sniedz būtisku ieguldījumu pārejai pie alternatīvās enerģijas avotiem.
Ģeotermālo siltumsūkņu pirmsākumi meklējami jau 19. gadsimtā, kad Lords Kelvins pierādīja, ka apkurei var izmantot arī aukstumiekārtas. Pirmais ģeotermālā siltumsūkņa prototips tika izmantots 1855.g. Austrijā, sāls ieguvei. 1938. gadā pirmo reizi ģeotermālais sūknis tika izmantots ēku apkurei Šveicē, Cīrihē. Pirmais ar zemi savienotais siltumsūknis Vācijā tika izmantots tikai 1972. gadā. Kopš tā laika ģeotermālās enerģijas izmantošanas tehnoloģija tika pastāvīgi uzlabota. Ģeotermālo siltumsūkņu ekonomiskā nozīme atklājas 1978. g., kad siltumsūkņu izmantošana no valsts puses tika atbalstīta ar likumu.
Apkures ar ģeotermālo siltumsūkni priekšrocības ir izdevīgas apkures izmaksas, turklāt sistēma neprasa daudz vietas. Neatkarība no konvencionālā kurināmā padara siltumsūkņu apkuri videi draudzīgu un uz nākotni vērstu.
ĢEOTERMĀLĀ SILTUMSŪKŅA DARBĪBAS PRINCIPS
Šīs tehnoloģijas ietvaros apkures mērķiem tiek izmantoti fizikālie procesi - iztvaikošana un kondensēšana. Sākumpunkts ir augsnē uzkrātais, saules starojuma rezultātā un zemes rotācijas rezultātā radies siltums. Mūsu platumos, arī stipru salu laikā, dziļumā ap 80 centimetriem, augsnes temperatūra pārsniedz 0 Celsija grādu. Ģeotermālie siltumsūkņi funkcionē līdzīgi ledusskapim, tikai radītais siltums tiek izmantots apkurei. Tāpēc daudzas sistēmas vasarā var tikt izmantotas dzesēšanai.
Augsnē uzkrāto siltumu uzņem sistēmā cirkulējošais aukstumaģents, kas uzsildās un transportē šo siltumenerģiju ģeotermālajā siltumsūknī. Ar kompresora palīdzību no siltumnesēja tiek iegūts siltums. Kompresors ieslēdzas, palielinās spiediens, un aukstumaģents tiek transportēts uz siltummaini. Apkures ūdens un karstais ūdens lietošanai uzsildās, kamēr aukstumaģents atdziest. Pēc tam tas atkal var tikt transportēts uz iztvaicētāju un cikls sākas no jauna.
Ģeotermālo siltumsūkņu konstrukcijas veidi
Kompresijas siltumsūknī tiek izmantots iztvaikošanas princips. Kondensators un iztvaicētājs maina lokā cirkulējošā aukstumaģenta agregāta stāvokli - no/uz šķidro un no/uz gāzveidīgo.
Absorbcijas siltumsūkņos tiek izmantots divu šķidrumu vai gāžu samaisīšanas reakcijas rezultātā radies siltums. Divos lokos šķīdinātājs tiek izšķīdināts aukstumaģentā.
Adsorbcijas siltumsūkņos cietais šķīdinātājs (absorbents) tiek adsorbēts un desorbēts aukstumaģentam, ar kā palīdzību procesam tiek paņemts un pievadīts siltums. Adsorbcija un desorbcija tiek cikliski mainītas, lai cietais šķīdinātājs cirkulētu vienā lokā.
