Miten geotermiset lämpöpumput toimivat

BanksPhotos / GettyImages

Geoterminen kannattaa katsoa

Haluatko säästää energiaa ja säästää rahaa kotien lämmitykseen ja jäähdyttämiseen? No, vastaus ei ole juuri nenänne alla, se voi olla aivan jalkojesi alla!

Jäätymisen alapuolella muutaman jalan päällä oleva maa on keskilämpötila noin 55 astetta F. Lämpö tulee lämpimän sulan kiven kerroksesta syvällä maaperän kuoressa nimeltä magma. Magma voi saavuttaa lämpötilan 2400 astetta F ja koska tämä lämpö säteilee maantieteellisestä leveysasteesta riippuen, maan lämpötila voi vaihdella välillä 45 ° F - 75 ° F.

Tämä luo mukavan luotettavan ja kestävän lämmönlähteen, jota voidaan käyttää lämmitys- ja kodin jäähdytystarpeisiin.

Maan tämän maan vakion lämpötilaa käytetään geotermisessä tai maadoittamassa lämpöpumpussa. Toisin kuin uunissa, joka polttaa maakaasua tai öljyä tuottamaan lämpöä talvella, geoterminen lämpöpumppu keskittyy lämpöön, joka on maan alla pinnan alapuolella. Geotermistä ei voi käyttää vain kodin lämmittämiseen ja viilentämiseen vaan myös kotitalousvesi lämmittämiseen.

Geotermisen järjestelmän toiminta:

Miten tämä taikuus tapahtuu? No, se on todella yksinkertaista. Geoterminen järjestelmä on lämpöpumppu, joka käyttää maata lämpöaltaana (kesä) tai lämpölähteenä (talvella).

Geoterminen järjestelmä käyttää sarjaa putkia (haudattu maahan pakkasen alapuolella), jota kutsutaan silmukaksi. Silmukan putket ovat yleisimmin muovia ja täynnä vettä ja jäätymisenestoainetta. Pumppu kiertää vesiliuosta kotipesän lämpöpumppuun.

Kompressori ja lämmönvaihdin käyttävät 55 asteen nimellistä vettä joko lämmittämään tai jäähdyttämään kotiin.

Talvella ilma (esim. 10 astetta) on kylmempi kuin maan lämpötila maan alla (esim. 55 astetta). Geoterminen järjestelmä kierrättää vesiliuoksen maadoituspiirin läpi ja absorboi lämpöä maapallolta.

Nimellistä 55 astetta vettä tuodaan lämpöpumpulle tai uuniin, jota lämmitetään tarpeen mukaan ja sitten jakautuu kanaviston läpi koko kotiin.

Kesällä ilma (esim. 90 ° F) on kuumempi kuin 55 astetta maan alle. Tässä geoterminen lämmönsiirrin imee lämmön kotona ja järjestelmä kiertää vesiliuosta maasilmukan läpi jäähtymään sen pois ja polttamalla lämpöä maahan. Jäähdytysvettä käytetään sitten lämmönvaihtimessa ja jakautuu kanaviston läpi koko kodin talon jäähdyttämiseksi.

Geotermisten järjestelmien kustannukset ja ominaisuudet:

• Geoterminen on erittäin energiatehokas lämmitys- ja jäähdytysteho maapallon lämpöpumppujärjestelmä, jossa säästöt ovat tavanomaisten kaasun pakotettujen ilmajärjestelmien ja ilmasta peräisin olevien lämpöpumppujen välillä 25-50%.
• Maksu on 5 - 10 vuotta, mutta paljon lyhyempi, jos sitä verrataan kaikkiin sähkövastuksen lämmitys- ja jäähdytysvaihtoehtoihin, joissa maalämpö voi käyttää jopa 75% vähemmän sähköenergiaa.
• 01.1.2017 alkaen maalämpö on oikeutettu vain 300 dollarin liittovaltion verohyvitykseen, jos lämpöpumppujärjestelmä täyttää DOE Energy Star SEER- ja COP-standardit. Aiemmat verohyvitykset päättyi 31.12.2016.
• Geoterminen voi joissakin tapauksissa olla jälkiasennettava olemassa olevaan uuniin ilmakäsittelijän kanssa. Löydät myös geotermisia lämpöpumppuja, joilla on oma integroitu ilmankäsittelylaite. Jos talossasi on kuumaa vettä, se voidaan myös jälkiasentaa geotermisen järjestelmän kanssa.
  

Geotermisten järjestelmien tyypit:

Maasulkusilmälämpöpumppujärjestelmät asennetaan yleisimmin suljetun silmukan järjestelmään. Tämä tarkoittaa silmukan nestettä kierrätetään jatkuvasti. Avoimet silmukkajärjestelmät ovat harvinaisempia ja käyttävät maanpinnan, järven, joen tai muun pintaveden lämmönvaihtimen nesteenä. Sitten vesi putoaa takaisin maahan tai vesistöön käytön jälkeen.

Suljetut silmukkajärjestelmät asennetaan tyypillisesti horisontaaliseen silmukkaan, pystysuoraan silmukkaan tai vesirungon järjestelmiin. Vesielementtijärjestelmät käyttävät pintavesiä jatkuvana lämmönlähteenä maata vasten. Tarkastellaan näitä kolmea eri menetelmää.

Horisontaalinen silmukka: Horisontaaliset silmukkajärjestelmät ovat taloudellisimmat asennettaviksi, mutta yksi niiden haittapuolista on maa-alueen määrä, joka tarvitaan horisontaalisten maasilmukoiden asennukseen.

Geoterminen järjestelmä voi vaatia 1 500-3 000 putkilinjaa tai enemmän riippuen talon koosta ja kuormituksesta. Jos käytössäsi on vaadittu maa, tavallisin asuntotapa on joko asentaa kaksi putkea vierekkäin 5 jalkainen syväkaukalo tai yksi putki ajetaan 6 jalka syvä kaivanto ja toinen ajaa 4 jalka syvä kaivanto.

Kolmas proseduuri voidaan käyttää, jos tarvittava maa kauempaan putkistoon ei ole helposti saatavilla. Tämä menetelmä kiertyy tai kierrä putkea syvemmissä lyhyissä kaivannossa. Tämä mahdollistaa vaaditun pinnan koskemisen maaperään, mutta vaakasuorassa kaivannon pituudessa.

Pystysuuntainen silmukka: Pystysuoraa silmukkajärjestelmää käytetään tilanteissa, joissa maa on tiukka tai maaperä ei edistä kaivamista. Kalliimpi kuin horisontaalinen järjestelmä asentaa, pystysuora järjestelmä käyttää useita porattu reikiä. Reiät ovat nimellisesti 4 "halkaisijaltaan ja etäisyys noin 20 erillään. Syvyys riippuu järjestelmän rakenteesta ja maaperästä, mutta voi vaihdella 100-400 metrin syvyydestä. Putket syötetään ja varmuuskopioidaan jokaiseen porattuun reikään ja kytketään päällekkäin ohjatun putkiputken kautta, joka yhdistää järjestelmän lämpöpumppuun talossa.

Vesielementti: Toinen harvinaisempi menetelmä maaperän talteenottoa varten on käyttää lähellä olevaa vesistöä kuten lampi tai järvi. Tällä menetelmällä muoviputki kulkee lämpöpumpusta vesirungolle ja asetetaan keloille 8 - 10 metriä veden pinnan alla. Veden rungon on oltava riittävän suuri geotermisten kuumien kuormien tukemiseksi ja asianmukaisen syvyyden varmistamiseksi.Yhteensovittamista paikallisten ja valtion virastojen kanssa on usein tarpeen.

Geotermisen järjestelmän kustannukset:

Geotermisen järjestelmän asennuksen kustannukset vaihtelevat käytettävän silmukkajärjestelmän ja itse geotermisen järjestelmän koon mukaan. Kustannukset horisontaalisen maasilmukan geoterminen järjestelmä on noin $ 2, 700. 00 tonnia vuonna 2017 dollaria. Jos valitset pystysilmukkajärjestelmän, kustannukset kasvavat merkittävästi, sillä porauskustannukset saattavat olla 30 000 - 40 000 dollaria tai enemmän riippuen maaperästä, sivuston käyttöoikeudesta ja järjestelmän koosta.

Oikeassa sovelluksessa maalämpö voi olla kustannustehokas ja ympäristöystävällinen ratkaisu kodin lämmitykseen ja jäähdytykseen. Kannattaa katsoa, ​​varsinkin kun vastaus on aivan jalkojesi alla.