BankeFotografije / GettyImages
Ali želite prihraniti energijo in prihraniti denar za ogrevanje in hlajenje vašega doma? No, odgovor ni samo tik pod nosom, mogoče je prav pod nogami!
V nekaj metrih pod črto zmrzali je tle povprečna temperatura približno 55 stopinj F. Vročina prihaja iz plasti vroče topljene kamnine globoko v zemeljski skorji, imenovani magma. Magma lahko doseže temperature 2400 stopinj F, in ko se ta toplota seva navzgor, odvisno od geografske širine se lahko temperature tal gibljejo med 45 ° F in 75 ° F. Tako nastane lep zanesljiv in trajnosten vir toplote, ki ga je mogoče izkoristiti za potrebe ogrevanja in hlajenja.
Ta konstantna temperatura zemlje se uporablja v geotermalu ali toplotna črpalka zemeljskega vira. Geotermalna toplotna črpalka v nasprotju s pečjo, ki gori zemeljski plin ali nafto, da proizvaja toploto pozimi, koncentrira toploto, ki je v tleh tik pod površino. Geotermalne ne moremo uporabljati samo za ogrevanje in hlajenje našega doma, ampak tudi za ogrevanje naše domače vode.
Kako deluje geotermalni sistem
Kako se torej zgodi ta magija? No, res je precej preprosto. Geotermalni sistem je toplotna črpalka, ki zemljo uporablja kot hladilno telo (poletje) ali vir toplote (pozimi).
Geotermalni sistem bo uporabil vrsto cevi (zakopanih pod linijo zmrzali v tla), ki se imenujejo zanka. Cevi v zanki so najpogosteje narejene iz plastike in napolnjene z raztopino vode in antifriza. Črpalka kroži vodno raztopino do toplotne črpalke v domu. Tam kompresor in izmenjevalec toplote uporabljata nazivno 55-stopinjsko vodo za ogrevanje ali hlajenje doma.
Pozimi je zrak (npr. 10 stopinj F) hladnejši od zemljine temperature (npr. 55 stopinj F). Geotermalni sistem kroži vodno raztopino skozi zemeljsko zanko in absorbira toploto iz zemlje. Nominalna 55-stopinjska voda se pripelje do toplotne črpalke ali peči, da se po potrebi segreje naprej in nato po kanalu porazdeli po ceveh.
Poleti je zrak (npr. 90 stopinj F) bolj vroč kot 55 stopinj F pod zemljo. Tukaj geotermalni toplotni izmenjevalnik absorbira toploto v domu, sistem pa kroži vodno raztopino skozi zemeljsko zanko, da jo ohladi, tako da toploto spusti v tla. Hladno vodo nato uporabljajo toplotni izmenjevalniki in jih po kanalu porazdelijo po domu za hlajenje hiše.
Stroški in značilnosti geotermalnih sistemov
- Geotermalni je zelo energetsko učinkovit sistem ogrevanja in hlajenja zemeljskega vira s toplotno črpalko, ki prihrani koristnost pri običajnih sistemih s prisilnim plinom in toplotnimi črpalkami z zrakom, ki znašajo med 25 in 50 odstotki. možnost električnega ogrevanja in hlajenja z električnim uporom, pri kateri lahko geotermalni porabijo do 75 odstotkov manj električne energije. Od 1. januarja 2017 je geotermalni upravičen do zvezne davčne olajšave v višini 300 USD, če sistem toplotne črpalke ustreza standardom DOE Energy Star SEER in COP. Prejšnje davčne olajšave, ki so se končale 31. decembra 2016.Geotermalna je lahko v nekaterih primerih naknadno opremljena z obstoječo pečjo z zračnim sredstvom. Najdete lahko tudi geotermalne toplotne črpalke, ki imajo svoje integrirano sredstvo za upravljanje zraka. Če ima vaša hiša toplo vodo na deski, je to mogoče tudi z geotermalnim sistemom.
Vrste geotermalnih sistemov
Geotermalni sistemi toplotnih črpalk zemeljske zanke so najpogosteje nameščeni kot sistem zaprtega kroga. To pomeni, da se tekočina v zanki nenehno recirkulira. Sistemi z odprtimi krogi so manj pogosti in kot tekočina za izmenjevalnik toplote uporabljajo zemeljski vodnjak, jezero, rečno ali drugo površinsko vodo. Voda se nato po uporabi vrže v tla ali v vodno telo.
Sistemi z zaprto zanko so običajno nameščeni kot vodoravna zanka, navpična zanka ali vodni sistem. Sistemi vodnih teles uporabljajo površinska vodna telesa kot stalen vir toplote v nasprotju s tlemi. Preglejmo te tri različne metode.
Vodoravna zanka: Vgradnje horizontalnih zank je najbolj ekonomično, vendar je ena od njihovih pomanjkljivosti količina zemlje, ki je potrebna za namestitev vodoravnih ozemljitvenih zank. Geotermalni sistem lahko zahteva od 1.500 do 3.000 linearnih čevljev cevi ali več, odvisno od velikosti hiše in obremenitve. Če imate na razpolago potrebno zemljišče, je najpogostejša bivalna metoda namestitev dveh cevi drug ob drugem v pet metrov visok jarek ali ena cev v šeststo metrov globokem jarku, druga pa v štiri metrski globoki jarek.
Tretja metoda se lahko uporabi, kadar zahtevana zemlja za daljše proge cevi ni na voljo. Ta metoda zanke ali naviti cevi v globlje kratke jarke. To omogoča potreben površinski stik s tlemi, vendar z manj vodoravne dolžine jarka.
Navpična zanka: Sistem z navpično zanko se uporablja v okoliščinah, ko je zahtevano zemljišče tesno ali tla ne omogočajo jarkov. Za namestitev je dražji od vodoravnega sistema, ki uporablja vrsto izvrtanih lukenj. Luknje so premera nominalno 4 in so razmaknjene približno 20 narazen. Globine so odvisne od zasnove sistema in tal, vendar lahko segajo od 100 do 400 čevljev globoko. Cevi se dovajajo in vrnejo nazaj do vsake izvrtane luknje in jih prek vrha poveže cev s cevmi, ki povezuje sistem s toplotno črpalko v hiši.
Vodno telo: Druga manj pogosta metoda zajemanja talne toplote je uporaba vodnega telesa v bližini, kot je ribnik ali jezero. S to metodo plastična cev poteka od toplotne črpalke do vodnega telesa in je nameščena v tuljavah od 8 do 10 čevljev pod vodno gladino. Vodno telo mora biti ustrezne velikosti, da podpira geotermalne toplotne obremenitve in ima ustrezno globino. Pogosto je potrebno usklajevanje in odobritev lokalnih in državnih agencij.
Stroški geotermalnega sistema
Stroški namestitve geotermalnega sistema se bodo razlikovali glede na vrsto uporabljenega zančnega sistema in velikost geotermalnega sistema. Stroški geotermalnega sistema vodoravne zemeljske zanke znašajo približno 2700, 00 dolarjev na tono v 2017 dolarjih. Če se odločite za sistem z navpično zanko, se bodo stroški znatno povečali, saj bi stroški vrtanja znašali od 30.000 do 40.000 dolarjev ali več, odvisno od tal, dostopa do lokacije in velikosti sistema.
V pravi uporabi je geotermalna lahko stroškovno učinkovita in okolju občutljiva rešitev za ogrevanje in hlajenje domov. Vredno je pogledati, še posebej, ko je odgovor tik pod nogami.
