Како раде кућне геотермалне топлотне пумпе

БанкеФотографије / ГеттиИмагес

Да ли желите да уштедите енергију и уштедите новац и за грејање и за хлађење вашег дома? Па, одговор није само право испред вашег носа, може бити и испод ваших ногу!

Испод линије смрзавања неколико стопа увидећете да је тло просечна температура од око 55 степени Ф. Топлота долази из слоја вруће растопљене стене дубоко у земљиној кори званог магма. Магма може достићи температуре од 2400 степени Ф, а како та топлота зрачи, у зависности од географске ширине, температуре земље могу варирати између 45 ° Ф и 75 ° Ф. То ствара леп поуздан и одржив извор топлоте који се може искористити за наше потребе грејања и хлађења.

Ова константна температура земље користи се у геотермалном стању или топлотна пумпа са приземним извором. За разлику од пећи која сагорева природни гас или нафту да би произвели топлоту зими, геотермална топлотна пумпа концентрише топлоту која је у земљи непосредно испод површине. Геотермални се не могу користити само за грејање и хлађење нашег дома, већ и за загревање наше домаће воде.

Како функционише геотермални систем

Па како се та магија дешава? Па, заиста је прилично једноставно. Геотермални систем је топлотна пумпа која земљу користи као хладњак (лето) или извор топлоте (зими).

Геотермални систем ће користити низ цеви (закопаних испод линије смрзавања у земљи) које се назива петља. Цеви у петљи најчешће су направљене од пластике и напуњене су раствором воде и антифриза. Пумпа циркулише водени раствор топлотном пумпом у кући. Тамо компресор и измјењивач топлоте користе називну воду од 55 степени за гријање или хлађење куће.

Зими је ваздух (нпр. 10 степени Ф) хладнији од температуре земље под земљом (нпр. 55 степени Ф). Геотермални систем циркулише водени раствор кроз уземљену петљу и апсорбује топлоту из земље. Номинална вода од 55 степени доводи се у топлотну пумпу или пећ да се даље загрева по потреби и затим дистрибуира канализацијом у целом дому.

Љети је зрак (нпр. 90 ° Ф) топлији од 55 ступњева под земљом. Овде геотермални измењивач топлоте апсорбује топлоту у кући, а систем циркулише водену отопину кроз уземљену петљу да би се охладила, испуштајући топлоту у земљу. Хладну воду затим користи измјењивач топлоте и дистрибуира канализацијом по цијелом дому за хлађење куће.

Трошкови и карактеристике геотермалних система

• Геотермални је енергетски ефикасан систем топлотних пумпи за гријање и хлађење уземљења са уштедом енергије у односу на конвенционалне системе за гас са присилним гасом и топлотним пумпама на бази ваздуха између 25 и 50 процената. Поврат је између 5 и 10 година, али много краћи ако се упореди са опцију грејања и хлађења са електричним отпором где геотермални могу да користе до 75 процената мање електричне енергије. Од 1. јануара 2017. геотермални прихватљиви су за федерални порески кредит од 300 УСД само ако систем топлотних пумпи испуњава ДОЕ Енерги Стар СЕЕР и ЦОП стандарде. Претходни порески кредити завршили су 31. децембра 2016. Гетермални се могу у неким случајевима накнадно прилагодити постојећој пећи са ваздушним руковаоцем. Такође можете пронаћи геотермалне топлотне пумпе које имају сопствени интегрисани уређај за ваздух. Ако ваша кућа има топлу воду у подножју, то може бити преуређење геотермалним системом.

Врсте геотермалних система

Геотермални системи топлотних пумпи са земљом петљом најчешће се постављају као систем затворене петље. То значи да се течност у петљи непрестано рециркулира. Системи са отвореном петљом су мање уобичајени и користе подземни бунар, језеро, реку или другу површинску воду као течност за измењивач топлоте. Вода се након употребе избацује назад у земљу или у водено тело.

Системи затворене петље се обично инсталирају као водоравна петља, вертикална петља или водено тело. Системи водних тела користе површинска водна тела као константан извор топлоте за разлику од тла. Погледајмо ове три различите методе.

Хоризонтална петља: Хоризонтални систем петље је најекономичнији за инсталирање, али један од њихових недостатака је количина земље која је потребна за постављање хоризонталних уземљених петљи. За геотермални систем може бити потребно 1.500 до 3.000 линеарних стопа цеви или више, зависно од величине куће и оптерећења. Ако имате на располагању потребну земљу, најчешћи стамбени начин је да две цеви поставите један поред другог у дубок ров дубок пет метара или да једна цев иде у ров дубоку шест метара, а друга у дубок ров дубок четири метра.

Трећа метода може се користити тамо где потребна земља за дуже извођење цеви није лако доступна. Овом методом се петља или умотава цев у дубље кратке ровове. То омогућава потребан контакт површине са земљом, али са мање хоризонталне дужине рова.

Вертикална петља: Систем вертикалне петље користи се у ситуацијама када је потребно земљиште чврсто или тла не погодују рововању. Скупљи од хоризонталног система за инсталирање, вертикални систем користи низ избушених рупа. Рупе су номинално промјера 4 инче и удаљене су око 20. Дубине зависе од дизајна система и тла, али могу се кретати од 100 до 400 стопа дубине. Цеви се доводе и враћају на сваку избушену рупу и спајају је преко цијеви за ископавање кроз цијев која повезује систем с топлотном пумпом у кући.

Водело тело: Још једна мање уобичајена метода хватања подземне топлоте је употреба воденог тела у близини попут језера или језера. Овом методом пластична цев иде од топлотне пумпе до воденог тела и поставља се у завојнице од 8 до 10 стопа испод водене површине. Водно тело мора бити одговарајуће величине да подржава геотермална топлотна оптерећења и да има одговарајућу дубину. Често је потребна координација и одобрење локалних и државних агенција.

Трошкови геотермалног система

Трошкови инсталације геотермалног система ће варирати у зависности од врсте коришћеног система петље и величине самог геотермалног система. Трошкови хоризонталног геотермалног система за уземљење су око 2700, 00 долара по тони у доларима у 2017. години. Ако се одлучите за систем вертикалне петље, трошак ће се значајно повећати јер трошкови бушења могу бити од 30 000 до 40 000 долара или више у зависности од тла, приступа локацији и величине система.

У правој примени геотермални може бити исплативо и еколошки осетљиво решење за грејање и хлађење куће. Вреди је погледати, поготово када је одговор тачно под вашим ногама.