Ο φλοιός της γης, απορροφά σε μορφή θερμότητας ένα μεγάλο ποσό ενέργειας από τον ήλιο, που συντελεί στην διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας στα επιφανειακά στρώματα, ανεξάρτητα από τις κλιματικές αλλαγές.Η γεωθερμία μας δίνει τη δυνατότητα να εκμεταλλευτούμε την ενέργεια του φλοιού της γης και να την μετατρέψουμε σε ένα ωφέλιμο θερμικό ή ψυκτικό φορτίο.
Η γεωθερμία, αποτελεί μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον,
που μας προσφέρει οικονομία έως και 55%, λόγω της χαμηλής κατανάλωσης σε ηλεκτρική ενέργεια και της σχεδόν ανύπαρκτης συντήρησης του εξοπλισμού.
Η λειτουργία ενός γεωθερμικού συστήματος στηρίζεται στην ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ εδάφους και κλιματιζόμενου χώρου.Το χειμώνα δηλαδή, απορροφά από το έδαφος, ένα υψηλό για την εποχή θερμικό φορτίο και το αποδίδει στην εγκατάσταση, ενώ το καλοκαίρι μεταφέρει το υψηλό, σε σχέση με τη γη, θερμικό φορτίο από τον κλιματιζόμενο χώρο πρός το έδαφος, που δύναται να το απορροφήσει, επιφέροντας την ψύξη του χώρου.
Τι είναι όμως η «γεωθερμική αντλία θερμότητας» ;
Είναι ένα σύστημα που μπορεί να μεταφέρει την θερμότητα από τον θερμό χώρο στον ψυχρό χώρο.Την ίδια δουλειά κάνει το ψυγείο ενός σπιτιού ή ένα απλό κλιματιστικό με τον αέρα.
Η γεωθερμική αντλία, αντί να χρησιμοποιεί τον αέρα του εξωτερικού περιβάλλοντος για να αποβάλλει ή να αντλεί θερμότητα, χρησιμοποιεί τη θερμότητα που περικλείει το έδαφος, εκμεταλευόμενη την σταθερή θερμοκρασία του.Η ανταλαγή της θερμότητας γίνεται με ένα σύστημα σωληνώσεων, κατάλληλα τοποθετημένων στο οποίο κυκλοφορεί νερό.
Το εξαιρετικά ενδιαφέρον όσο αφορά στην απόδοση και την οικονομία του συστήματος αυτού οφείλεται στην σταθερή θερμοκρασία της γης ανεξάρτητα με τις κλιματικές αλλαγές.Πρακτικά, μπορούμε να το δούμε και πάλι μέσα από τη σύγκριση με ένα απλό κλιματιστικό μηχάνημα. Κατά τη διάρκεια μιας ζεστής μέρας του καλοκαιριού (35-400 C), όλοι γνωρίζουμε την πτώση της απόδοσης του κλιματιστικού και την αδυναμία του να δροσίσει ικανοποιητικά το χώρο.Αυτό συμβαίνει γιατί η συσκευή καλείται να αποβάλλει τη θερμότητα σε ένα περιβάλλον ήδη κορεσμένο απο θερμικό φορτίο, και καταβάλει μάταιη προσπάθεια καταναλώνοντας υπερβολικά ποσά ηλεκτρικής ενέργειας.Αν η κλιματιστική συσκευή απέβαλε τη θερμότητα σε ένα ψυχρότερο περιβάλλον, όπως αυτό του εδάφους που διατηρεί τη σταθερή θερμοκρασία του ανεξάρτητα από τις εξωτερικές κλιματικές αλλαγές, τότε η απόδοσή της θα ήταν πάρα πολύ μεγάλη και η οικονομία σε ηλεκτρική ενέργεια τεράστια.
Σε αυτήν την αρχή της θερμοδυναμικής βασίζεται η χρήση των γεωθερμικών εναλλακτών,
που εκμεταλλέυονται τη θερμοκρασία του εδάφους, με την ελάχιστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Ανοικτά Γεωθερμικά Συστήματα

Τα ανοιχτά γεωθερμικά συστήματα είναι αυτά που εκμεταλεύονται τον υπόγειο ή επιφανειακό υδροφόρο ορίζοντα με υδρογεωτρήσεις.Κατασκευαστικά είναι ευκολότερη λύση αλλά και η πιο δαπανηρή στη λειτουργία από όλα τα γεωθερμικά συστήματα, λόγω της κατανάλωσης του υποβρύχιου συγκροτήματος στην γεώτρηση της άντλησης.
Τα ανοικτά γεωθερμικά συστήματα αποτελούνται από το κύκλωμα των υδρογεωτρήσεων, τη γεωθερμική αντλία θερμότητας και το δίκτυο διανομής της θέρμανσης ή της ψύξης και εφαρμόζονται σε περιοχές που παρουσιάζουν συνεχή υψηλή υπόγεια ή επιφανειακή υδροφορία.

Κλειστά Γεωθερμικά Συστήματα

Τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα είμαι αυτά που εκμεταλεύονται τη θερμοκρασία του εδάφους. Σε αυτα τα συστήματα, το κύκλωμα των υδρογεωτρήσεων αντικαθίσταται με γεωεναλλάκτες που τοποθετούνται σε κάθετη ή οριζόντια διάταξη. Η επιλογή μεταξύ κάθετης και οριζόντιας διάταξης, εξαρτάται από τη μορφολογία του εδάφους της περιοχής και τη διαθεσιμότητα του περιββάλοντα χώρου σε κάθε περίπτωση.
Με τον τρόπο που περιγράψαμε οι γεωσυλλέκτες μεταφέρουν θερμότητα, στη λειτουργία της θέρμανσης από το έδαφος, ή στη λειτουργία της ψύξης προς το έδαφος.
Τα κλειστά γεωθερμικά κυκλώματα, αποτελούνται από τον γεωσυλλέκτη, τη γεωθερμική αντλία θερμότητας και το δίκτυο διανομής θέρμανσης ή ψύξης.

Η γεωθερμία θεωρητικά δεν μας περιορίζει σε ένα και μόνο σύστημα διανομής θέρμανσης ή ψύξης εσωτερικά, αλλά μπορεί να συνεργαστεί με διάφορα συστήματα εσωτερικών εγκαταστάσεων. Ως τόσο προσαρμόζεται με μεγάλη επιτυχία στις ενδοδαπέδιες θερμάνσεις.
Ο συνδιασμός του γεωθερμικού συστήματος με ενδοδαπέδια θέρμανση παρουσιάζει τον υψηλότερο βαθμό απόδοσης του συνολικού συστήματος και τις χαμηλότερες καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας.