Energia geotermalna wykracza poza budownictwo indywidualne
Wykorzystujące ciepło ziemi jako naturalne źródło energii pompy ciepła stają się coraz popularniejsze, gdyż dają możliwość zmniejszenia kosztów energii oraz zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. W systemach takich zwykle znajduje się wymiennik ciepła połączony z gruntem lub wodami gruntowymi, którego zdaniem jest pozyskiwanie lub rozpraszanie ciepła. Pionowe pompy ciepła należą do najpopularniejszych systemów tego rodzaju. Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt ECO-GHP (Multi-criteria assessment and optimization of geothermal heat pump systems), aby rozszerzyć zastosowanie pompy ciepła z budownictwa indywidualnego na większe obiekty. Innowacyjne komputerowe metody oceny i optymalizacji umożliwiły zaprojektowanie optymalnej konfiguracji wielu pomp ciepła. Zastosowano między innymi ewaluację oceny cyklu życia różnych konfiguracji pomp ciepła oraz ocenę kryteriów techniczno-ekonomicznych. Wykorzystując liniowe metody programowania i algorytmy ewolucyjne w połączeniu z numerycznymi i analitycznymi metodami obliczeniowymi, naukowcy badali różne hipotetyczne i realistyczne scenariusze. Obejmowały one występowanie lub brak występowania przepływów wód gruntowych, a także jednorodne i niejednorodne warunki hydrogeologiczne. Ponadto, badano pola pomp ciepła o różnej wielkości, przy zmieniającym się sezonowo zapotrzebowaniu na energię cieplną i chłodzenie. Ustalono, że optymalną konfiguracją pomp ciepła jest rozmieszczenie ich na krawędziach pola, zamiast w układzie siatkowym, co pozwala zwiększyć przewodzenie poprzeczne ciepła. Symulacje potwierdziły, że metoda ta jest skuteczniejsza niż konwencjonalne techniki. Dzięki projektowi ECO-GHP powstała solidna metodologia, którą można stosować w różnych warunkach geologicznych przy planowaniu i eksploatacji wielu pomp ciepła. Prawidłowo zaprojektowane i zainstalowane, systemy te stanowią atrakcyjną alternatywę dla ogrzewania opartego na paliwach kopalnych.
Słowa kluczowe
Energia geotermalna, duże budynki, pompy ciepła, wymiennik ciepła, ogrzewanie i chłodzenie
