Wszystko, co musisz wiedzieć o geotermalnych systemach ogrzewania

Zdjęcie: Gleasongeothermal.com

Ciepło geotermalne reprezentuje około dwóch procent całkowitego rynku grzewczego w U.S., z więcej niż 1.Zainstalowane 3 miliony systemów. Technologia znana również jako uziemia źródła pompy ciepła, wykorzystuje zasób, który jest bezpłatny w użyciu-stałą temperaturę pod ziemią. Tak więc układ geotermalny nie spala paliw kopalnych, aby wytwarzać ciepło; system przenosi ciepło. To jest urok: przenoszenie ciepła wymaga mniej energii niż wytwarzanie ciepła.

Rozpoczęcie pracy nie jest tanie, a zwrot nie przychodzi szybko. Jednak dla właściwego właściciela domu geotermalna pompa ciepła (GHP) może pomóc w radykalnym zrównoważeniu kosztów ogrzewania i chłodzenia.

Jak działają systemy geotermalne

Aby wykorzystać ciepło przechowywane na Ziemi, system geotermalny przechwytuje i przekształca ciepło do użytku w domu. Składniki systemowe obejmują pętlę rury, ciecz do wchłaniania i przenoszenia ciepła oraz jednostkę pompy cieplnej do przetworzenia ciepła do użycia.

Aby uchwycić ciepło, ciecz krąży przez rurę zakopaną w ziemi. Gdy krąży, pochłania przechowywane ciepło Ziemi, które pozostaje stałe przy 50 do 60 stopni Fahrenheita 10 stóp poniżej poziomu gruntu.

Podgrzewana ciecz wchodzi do pompy ciepła. W tej jednostce ciepło z cieczy jest wchłaniane przez ciekł czynnik chłodniczy uszczelniony w urządzeniu. Że czynnik chłodniczy odparowuje i jest ściskany, co podnosi swoją temperaturę do około 100 stopni Fahrenheita.

Teraz gaz, czynnik chłodniczy przechodzi przez wymiennik ciepła, w którym ciepło jest usuwane i pompowane do domu. Po usunięciu ciepła czynnik chłodniczy ochładza. Wraca do stanu ciekłego i nadal krąży, nieustannie wchłaniając i wykorzystując ciepło przenoszone z Ziemi przez ciek w rurociągach.

Rodzaje geotermalnych systemów ogrzewania

Geotermalne systemy grzewcze działają jako konfiguracje pętli zamkniętej lub otwartej pętli. Określenie, które pętlę użyć, zależy od czynników terenowych, takich jak skład gleby, kształtowanie krajobrazu i podmokłe media.

Systemy zamkniętej pętli

Zamknięta pętla wykorzystuje roztwór cieczy w uszczelnionej pętli rurociągowej zainstalowanej poziomo lub pionowo pod ziemią.

Pętle poziome są używane, gdy dostępna jest wystarczająca liczba użytecznych gruntów. Rury są instalowane w wykopach wykopanych o głębokości około sześciu stóp i od 100 do 600 stóp, w zależności od wielkości systemu.

Pruki pionowe są jedynym wyborem, gdy dostępna jest ograniczona przestrzeń, jeśli właściciel domu nie chce zakłóceń krajobrazu lub gdzie podczas kopania będzie napotkane wiele skał. Aby zainstalować rurę, otwory o małej średnicy od 100 do 400 stóp głębokości są znudzone za pomocą dobrze prążkowanego sprzętu. Pruki pionowe są podłączone do domu za pomocą poziomej podziemnej rury. Podczas nudności dla pionowych pętli obowiązują kody dobrze prolujące.

Uszczelniony system może być również umieszczony na dole stawu, jeśli na właściwości dostępny jest staw. Pętle stawowe mogą być najbardziej ekonomiczną opcją, ponieważ większość kosztów wykopu można wyeliminować.

Systemy otwartej pętli

System otwartej pętli wykorzystuje ciepło ze studni, a nie ciepła z Ziemi. Woda gruntowa, która również pozostaje w stosunkowo stałej temperaturze przez cały rok, przenosi się do jednostki pompy ciepła, a ciepło jest ekstrahowane metodą podobną do systemu zamkniętej pętli.

Woda nie krąży, ale wykonuje jedną przepustkę i jest wyeliminowana. Może zostać zwolniony w rowie, płytki drenażowe lub staw. Można go również zwrócić do lustra wody przez powrót dobrze wywiercony na ziemię. Jednak z obawami dotyczącymi upadku i zanieczyszczonych warstw wodonośnych ważne jest, aby sprawdzić lokalne warunki i kody przed podjęciem decyzji o tym typu systemu.

Koszty geotermalnej pompy ciepła

Początkowa instalacja i koszty sprzętu dla pomp ciepła geotermalnych różnią się w zależności od dojrzałości lokalnego rynku, rodzaju i wielkości systemu oraz miejsca. Nie popełnij błędu: to nie jest majsterkowanie.

Dodanie geotermalnej pompy ciepła wymaga usług certyfikowanego instalatora, a sam aspekt wiercenia może ostatecznie kosztować dziesiątki tysięcy dolarów. W rzeczywistości sama inwazyjność projektu pociąga za sobą tak wysokie opłaty robocze, że w przypadku właścicieli istniejących domów może nie mieć sensu finansowego prowadzenia GHP.

Szacunkowe szacunki wyznaczają geotermalny system źródła gruntu na 1000 do 2500 USD za tonę pojemności. Według federalnego programu zarządzania energią Departamentu Energii przekłada się na 12 000 BTU na godzinę. W klimatach ogrzewania szacuje się, że potrzebna jest tona pojemności na każde 550 stóp kwadratowych.

Znajdź certyfikowaną firmę, a osoby przeszkolone są specjalnie w zakresie technologii geotermalnej i uzyskaj więcej niż ofertę. Poproś o referencje i zadzwoń do tych właścicieli domów. Poproś o obejrzenie instalacji, które firma zakończyła.

Z wykonawcą należy omówić korzyści płynące z systemu hybrydowego. Do istniejącego pieca z wyprostowaną powietrzną można dodać pompę ciepła na podstawie uziemienia i może użyć istniejącej dmuchawy. Pompy ciepła z podwójnym źródłem są mniej kosztowne w instalacji i bardziej wydajne niż sama jednostka źródła powietrza. Zapytaj o dmuchawy o zmiennej prędkości i sprężarki wielobiegowe w systemie, aby poprawić komfort i wydajność.

Zdjęcie: Shutterstock.com

Wydajne, niskie ogrzewanie

Chociaż instalacja geotermalnej pompy ciepła wymaga znacznej początkowej inwestycji, może to być mądrym kursem dla właścicieli domów, którzy planują pozostać na czas nieokreślony.

Geotermalne pompy ciepła stały się dość wydajne. Ich wydajność ogrzewania jest wskazywana przez współczynnik wydajności lub COP, stosunek ciepła dostarczany na brytyjską jednostkę termiczną (BTU) wejścia energii. Geotermalne pompy ciepła z oceną energii mają gliną grzewczą, która rozpoczyna się od 2.8, znaczenie dla każdej jednostki energii używanej do zasilania systemu, 2.Dostarczane są 8 jednostek ciepła. Oznacza to, że system zapewnia większą energię na jednostkę zużywaną niż konwencjonalne systemy do 400 procent wydajności w porównaniu z wydajnością 75 do 90 procent dla pieców paliw kopalnych.

Według Jima Bose, dyrektora wykonawczego Międzynarodowego Stowarzyszenia Pompy ciepła Ground Source na Oklahoma State University w Stillwater, OK, istniejącym domu ze starszym piecem może oczekiwać poprawy wydajności o około 50%, przechodząc na geotermal. Nowy dom z najlepszym piecem paliwowym spodziewałby się poprawy o 30%. W 2009 r. Naukowcy z Oregon Institute of Technology stwierdzili, że Geotermal może oszczędzać właścicieli domów w dowolnym miejscu od 20% do 60% rocznie.

Ciągły koszty konserwacji w porównaniu z kosztami tradycyjnych systemów ogrzewania i chłodzenia. Odpowiednio zainstalowana i zakopana pętla może trwać prawie 50 lat. Mechanika są instalowane w pomieszczeniu i zazwyczaj wymagają jedynie okresowych kontroli i zmian filtr.

Geotermalna pompa ciepła ogrzewanie wody

Gdy ochładza dom latem, geotermalna pompa ciepła tworzy użyteczny produkt uboczny: usuwa gorące powietrze, które z kolei może być użyte do podgrzewania wody (dzięki czegoś, co nazywa się imponująco, desuperheater). Minusem jest to, że w miesiącach zimowych lub w chłodniejszych częściach kraju jednostka konwencjonalna nie może wyprodukować wystarczającej ilości gorącej wody, aby sprostać wymaganiom przeciętnej rodziny. W związku z tym potrzebne jest uzupełniające źródło gorącej wody.

Jak najwięcej z systemu geotermalnego

Nie oczekuj, że nowy system rozwiązuje Wszystko Twoje problemy z ogrzewaniem domu, chyba że zmniejszysz obciążenie ogrzewania. Uszczelnić wszystkie wycieki, aby wyeliminować szkice. Sprawdź, czy rozbiórki pogody jest w dobrej formie, a system kanałów nie przecieka. Rozważ przeprowadzenie audytu energetycznego domowego.

Który może najlepiej zaoszczędzić na narzędzia w perspektywie długoterminowej dzięki geotermalowi? Właściciele dużych domów już ponoszących strome rachunki za ogrzewanie i chłodzenie z miesiąca na miesiąc. Jedynym problemem jest to, że geotermalna pompa ciepła, która odpowiednio służy dużym domowi, potrzebuje proporcjonalnie większego obszaru gruntu, z którego można czerpać ciepło; na niewielkiej wielkości, która przedstawia dylemat. Jednym z możliwych rozwiązań jest zainstalowanie rur pionowych, a nie w poziomie, ale koszty związane z uruchamianiem pionowej rury są często zbyt wysokie.