Το επίκεντρο του ενδιαφέροντος του καταναλωτικού κοινού είναι η αξιοποίηση της γεωθερμίας για την παραγωγή θέρμανσης και ψύξης για ιδία χρήση, σε περιοχές που δεν χαρακτηρίζονται ως γεωθερμικό δυναμικό, με σκοπό την κατάργηση των συμβατικών καυσίμων και την εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων. Αυτό επιτυγχάνεται είτε μέσω απαγωγής φορτίων από τα υψηλότερα στρώματα του υπεδάφους ώστε να επιτυγχάνεται η θέρμανση του χώρου είτε και μέσω της εναπόθεσης φορτίων από την εγκατάσταση προς το υπέδαφος ώστε να επιτυγχάνεται η ψύξη του χώρου.
Παρ’ όλο που φαίνεται παράδοξο, τα γεωθερμικά συστήματα που εκμεταλλεύονται τη θερμοκρασία των γεωλογικών σχηματισμών και του επιφανειακού ή υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα και δεν χαρακτηρίζονται ως γεωθερμικό δυναμικό, είναι βασισμένα στην ηλιακή ενέργεια. Η ενέργεια που μεταφέρεται συνεχώς προς και από το έδαφος είναι αποτέλεσμα μίας σειράς κλιματολογικών μεταβολών, όπως η ακτινοβολία του ήλιου, ο αέρας, η βροχή και το χιόνι. Σε ποσοστό που αγγίζει το 50% είναι η ενέργεια που φτάνει στο έδαφος λόγω της συνεχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Η ποσότητα αυτή αποθηκεύεται στα επιφανειακά στρώματα της γης και παραμένει ανεκμετάλλευτη. Το μεγάλο προτέρημα που παρουσιάζει η ποσότητα της ενέργειας αυτής είναι ότι υπάρχει διαθέσιμη πάντα στη θέση του έργου και είναι ανεξάντλητη. Το έδαφος παρουσιάζει την ιδιότητα να μεταφέρει την ενέργειά του με πολύ αργούς ρυθμούς, ενώ έχει τη δυνατότητα πολύ μεγάλης αποθήκευσης, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία του να μεταβάλλεται με πολύ αργούς ρυθμούς καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους ακόμα και επί σειρά ετών. Λόγω της αργής μεταβολής της θερμοκρασίας του εδάφους, το αποτέλεσμα είναι να παρουσιάζεται υψηλή θερμοκρασία ακόμα και κατά τους χειμερινούς μήνες, όπως επίσης να επικρατούν αρκετά χαμηλότερες θερμοκρασίες από αυτές που διακυμαίνονται στο περιβάλλον κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Δηλαδή, η θερμοκρασία του εδάφους ακολουθεί τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, αλλά με «θερμοκρασιακή χρονοκαθυστέρηση» την οποία μπορούμε να εκμεταλλευτούμε ενεργειακά για τη θέρμανση και ψύξη του κτιρίου.
Τα περισσότερα γεωθερμικά συστήματα βρίσκονται στα επιφανειακά στρώματα του εδάφους, όπου η θερμοκρασία βρίσκεται πολύ κοντά στη μέση ετήσια θερμοκρασία περιβάλλοντος. Γενικότερα, παρουσιάζεται μία διακύμανση της θερμοκρασίας του εδάφους της τάξης των ± 6 βαθμών Κελσίου από την ετήσια μέση τιμή θερμοκρασίας του αέρα. Ωστόσο όμως, η διακύμανση της θερμοκρασίας του εδάφους, ακόμα και στα ρηχά πετρώματα, είναι αρκετά μικρότερη από τη διακύμανση της θερμοκρασίας που επικρατεί στην επιφάνεια, παρ’ όλο που η θερμοκρασία του εδάφους επηρεάζεται μερικώς από τη θερμοκρασία του αέρα.
Το έδαφος δρα σαν θερμομονωτικό στοιχείο, με αποτέλεσμα η οποιαδήποτε διακύμανση της θερμοκρασίας του εδάφους (μικρή ή μεγάλη) να εξαρτάται από τη γεωγραφική θέση, τις κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν στην επιφάνεια, την ποιότητα του εδάφους και την παρουσία ή όχι χιονιού.
Ο σκοπός οποιουδήποτε γεωθερμικού συστήματος είναι η ανταλλαγή θερμότητας και η μεταφορά ενεργειακών φορτίων από το έδαφος στον κλιματιζόμενο χώρο και αντιστρόφως. Κατά τη χειμερινή περίοδο, το γεωθερμικό σύστημα μεταφέρει τη θερμότητα του εδάφους στο εσωτερικό του κλιματιζόμενου χώρου ενώ το αντίστροφο συμβαίνει στην περίοδο του καλοκαιριού. Για την παραλαβή ή εναπόθεση του ενεργειακού φορτίου από και προς το έδαφος απαιτείται ένα μέσο μεταφοράς» της ενέργειας. Στην περίπτωση των γεωθερμικών συστημάτων ο «μεταφορέας» είναι το νερό (ή ένα διάλυμα νερού-αντιψυκτικού), το οποίο είτε αντλείται μέσω υδρογεωτρήσεων είτε ανακυκλοφορεί σε ενταφιασμένες σωληνώσεις στο έδαφος. Στην περίπτωση της άντλησης μέσω υδρογεωτρήσεων αναφερόμαστε στο ανοικτά γεωθερμικά συστήματα, ενώ στην περίπτωση της ανακυκλοφορίας του νερού στο έδαφος μέσα σε ενταφιασμένες σωληνώσεις αναφερόμαστε στα κλειστά γεωθερμικά συστήματα. Οι ενταφιασμένες σωληνώσεις στο έδαφος ονομάζονται γεωσυλλέκτες. Στην περίπτωση των κλειστών κυκλωμάτων η διάταξη του γεωσυλλέκτη δύναται να είναι κάθετη, οριζόντια ή κωνική.
Δεν είναι λίγες οι φορές που ο μελετητής καλείται να μετατρέψει την αρχική του μελέτη για φυσικούς λόγους, όπως το κλίμα της ευρύτερης περιοχής του έργου ή της γεωλογίας, ή για κοινωνιολογικούς πολιτικούς ή νομοθετικούς λόγους. Ωστόσο, όμως, οι περισσότερες μετατροπές μίας αρχικής μελέτης οφείλονται σε οικονομικούς λόγους και αναφέρονται στο ύψος της αρχικής επένδυσης. Οι περιορισμοί αυτοί αποτελούν τη λεπτή γραμμή ισορροπίας μεταξύ της εκτέλεσης ενός έργου ή όχι.
Ακολουθήστε το arta2day.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις