Pompa ciepła...

Od ćwierćwiecza termin "pompa ciepła" oznaczał coś w rodzaju 'lodówki' czy 'chłodziarki'. Urządzenie pobierało ciepło z jednego miejsca oraz oddawało je w innym miejscu. Na przestrzeni otwartej byłoby to bez sensu. Jednak podzielenie przestrzeni na dwie komory nadało temu wynalazkowi praktyczny wymiar.

Zadanie było proste. W izolowanej od otoczenia komorze umieszczono część urządzenia, które pobierało ciepło z wnętrza. Użyte medium przenosiło to ciepło do drugiej części urządzenia i tam pobrane ciepło było przekazywane otoczeniu. Efekt był niesamowity - w zamkniętej przestrzeni spadała temperatura - co pozwoliło na przykład na wydłużenie terminu przydatności produktów spożywczych. W miarę upływu lat to urządzenie modyfikowano i uzyskano całkiem przyzwoite warunki przechowywania...

I w ten sposób z 'chłodziarki' uzyskaliśmy nowe urządzenie - 'klimatyzator'. Dzięki temu urządzeniu można było schładzać duże przestrzenie użytkowe, co podnosiło komfort osób przebywających w środku mimo, że na zewnątrz temperatura był raczej trudna do wytrzymania.

Kolejnym etapem było wykorzystanie tego urządzenia do ogrzewania zamkniętych przestrzeni. Konstrukcja urządzenia pozwala na odparowywanie medium w niewielkiej temperaturze a ogromna wydajność tego urządzenia pozwala dogrzewać zamknięte wnętrza do odpowiednio wysokiej temperatury. I to właśnie urządzenie nazwano 'pompą ciepła'.

O ile pozyskiwanie ciepła może odbywać się przy niskich temperaturach źródła, to jednak zmiana ciśnienia medium wymaga odpowiednio dużego sprężenia cieczy roboczej. Do tego celu służy kompresor zasilany energią elektryczną...

I tu zaczyna się problem, bo - o ile spada koszt pozyskania medium grzewczego (węgiel gaz), to wzrasta koszt energii elektrycznej niezbędnej do uzyskania właściwej różnicy temperatur.

I tutaj dochodzimy do kolejnego rozwiązania - które polega na wykorzystaniu energii geotermalnej. W tym przypadku należy wykonać dwa odwierty w pewnej odległości od siebie. Odwiert pierwszy musi znaleźć się w miejscu zapewniającym dostęp do wysokich temperatur na dużych głębokościach. Dla celów technicznych dokonano podziału - otwory w głąb ziemi do głębokości 2 km wiążą się z pojęciem 'pompy ciepła' otwory w głąb Ziemi przekraczające głębokość 2 km uważa się za źródła ciepła energii geotermalnej.

W tym przypadku albo sięgamy do wód termalnych na dużych głębokościach (w Polsce jest to około 7 km) i pobieramy je za pomocą otworu zasysającego. Na powierzchni buduje się wymiennik ciepła - gdzie woda z głębi Ziemi oddaje swoje ciepło sieci cieplnej inwestora. Następnie woda głębinowa drugim otworem jest zatłaczana do warstw geotermalnych i w ten sposób obwód jest zamknięty a duży przepływ pozwala na uzyskanie dużych ilości ciepła bez konieczności stosowania paliw kopalnych.

Jest też technika "jednootworowa". Jeżeli dowierci się do warstwy odpowiednio ciepłej, ale bez wód geotermalnych, wprowadza się dwa przewody w jednym otworze. W najniższej części tworzy się wymiennik ciepła, który nagrzewa płyn dostarczony z powierzchni Ziemi i tak nagrzane medium przekazuje ciepło z głębi Ziemi do wymiennika ciepła.

Z energią geotermalną wiąże się jeszcze jedno zjawisko - temperatury pobieranych wód geotermalnych. Waha się ona w granicach 30-70 st C. Z uwagi na duży koszt samych odwiertów, jest to raczej inwestycja dla dużego odbiorcy energii cieplnej i zbyt droga dla indywidualnego inwestora. Z uwagi na temperaturę pozyskanych wód termalnych może zdarzyć się konieczność dodatkowego ogrzewania przy bardzo niskich temperaturach w okresie zimowym.

Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, by stosować i geotermię termalną, i pompę ciepła do dogrzewania wód technicznych w sieci w okresie, gdyby wydajność źródła energii geotermalnej była niewystarczająca.

Ważne, że energia cieplna pozyskana w ten sposób nie wymaga już paliw kopalnych. Nie ma tutaj ani ognia, ani produktów spalania - co powinno sprzyjać polityce ochrony środowiska. Warto też mieć na uwadze, że poziom kosztów ponoszonych na rzecz ochrony środowiska mogą unicestwiać działania tych państw, gdzie nie prowadzi się żadnej polityki na rzecz ochrony środowiska. Obszary objęte działaniami wojennymi są rażącym przykładem bezsensownego podnoszenia kosztów bytowych społeczeństwa, bo uzyskiwane efekty są wprost niweczone z uwagi na ruch Ziemi wokół Słońca, tym samym następuje swobodna wymiana substancji emitowanych do środowiska.

Innym problemem jest sposób gospodarki, który przeczy ochronie środowiska w państwach azjatyckich, w Afryce czy w Ameryce Południowej...