Oszczędności energii są tuż pod twoimi stopami
Geotermia jest warta zobaczenia
Czy chcesz oszczędzać energię i oszczędzać pieniądze zarówno na ogrzewaniu, jak i chłodzeniu domu? Cóż, odpowiedź jest nie tylko tuż pod twoim nosem, może być tuż pod twoimi stopami!
Poniżej poziomu mrozu kilka stóp znajduje się ziemia o średniej temperaturze około 55 stopni F. Ciepło pochodzi z warstwy roztopionej skały głęboko w skorupie ziemskiej zwanej magmą. Magma może osiągnąć temperaturę 2400 stopni F, a ponieważ ciepło to promieniuje, w zależności od szerokości geograficznej, temperatura gruntu może wynosić od 45 ° F do 75 ° F.
Stwarza to przyjemne i niezawodne źródło ciepła, które można wykorzystać do ogrzewania i chłodzenia w domu .
Ta stała temperatura ziemi jest wykorzystywana w geotermalnej lub gruntowej pompie ciepła. W przeciwieństwie do pieca, który spala gaz ziemny lub olej w celu wytworzenia ciepła w zimie, geotermalna pompa ciepła koncentruje ciepło znajdujące się w ziemi tuż pod powierzchnią. Energia geotermalna może służyć nie tylko do ogrzewania i chłodzenia naszego domu, ale także do ogrzewania wody w domu.
Jak działa system geotermalny:
Jak więc działa ta magia? Cóż, to naprawdę proste. System geotermalny to pompa ciepła wykorzystująca ziemię jako radiator (lato) lub źródło ciepła (zima).
System geotermiczny użyje szeregu rur (zakopanych poniżej linii szronu w ziemi), które nazywa się pętlą. Rury w pętli są najczęściej wykonane z tworzywa sztucznego i wypełnione roztworem wody i płynu niezamarzającego. Pompa cyrkuluje roztwór wodny do pompy ciepła w domu.
Tam kompresor i wymiennik ciepła wykorzystują nominalną wodę o temperaturze 55 stopni do ogrzania lub ochłodzenia domu.
W zimie powietrze (np. 10 stopni F) jest zimniejsze niż temperatura ziemi pod ziemią (np. 55 stopni F). System geotermiczny cyrkuluje roztwór wodny przez pętlę gruntową i pochłania ciepło z ziemi.
Nominalna 55 stopniowa woda jest dostarczana do pompy ciepła lub pieca, aby mogła być w razie potrzeby podgrzewana, a następnie dystrybuowana przez kanały w całym domu.
Latem powietrze (np. 90 stopni F) jest cieplejsze niż 55 stopni F pod ziemią. Tutaj geotermalny wymiennik ciepła pochłania ciepło w domu, a system cyrkuluje roztwór wodny przez pętlę gruntu, aby go ochłodzić, wyrzucając ciepło do ziemi. Zimna woda jest następnie używana przez wymiennik ciepła i rozprowadzana przez przewody w całym domu w celu ochłodzenia domu.
Koszty i charakterystyka systemów geotermalnych:
- Energia geotermalna jest bardzo wydajnym energetycznie systemem ogrzewania i chłodzenia z gruntowym źródłem ciepła, a oszczędności w zużyciu energii w porównaniu z konwencjonalnymi systemami z wymuszonym gazem i pompami ciepła z powietrza wynoszą od 25% do 50%.
- Zwrot wynosi od 5 do 10 lat, ale znacznie krótszy w porównaniu z opcją ogrzewania i chłodzenia z oporem elektrycznym, w której energia geotermalna może zużywać do 75% mniej energii elektrycznej.
- Od 1 stycznia 2017 r. Geotermia kwalifikuje się tylko do ulgi podatkowej w wysokości 300 USD, jeśli system pompy ciepła spełnia standardy DOE Energy Star SEER i COP. Poprzednie ulgi podatkowe zakończone 31 grudnia 2016 r.
- Energia geotermalna może w niektórych przypadkach zostać zmodernizowana do istniejącego pieca z urządzeniem do obsługi powietrza. Można również znaleźć geotermalne pompy ciepła, które mają własną zintegrowaną obsługę powietrza. Jeśli Twój dom ma ciepło z baseboardu z gorącą wodą , można go również doposażyć w system geotermalny.
Rodzaje systemów geotermalnych:
Geotermalne pompy ciepła z pętlą gruntową są najczęściej instalowane jako układ zamknięty. Oznacza to, że płyn w pętli jest stale recyrkulowany. Systemy otwartej pętli są mniej powszechne i wykorzystują grunt, wodę, rzekę lub inną wodę powierzchniową jako płyn do wymiennika ciepła. Woda jest następnie zrzucana z powrotem do ziemi lub do zbiornika wodnego po użyciu.
Systemy z zamkniętą pętlą są zazwyczaj instalowane jako pętle poziome, pętle pionowe lub systemy zbiorników wodnych. Zbiorniki wodne wykorzystują cysterny wody powierzchniowej jako stałe źródło ciepła w przeciwieństwie do gruntu. Przyjrzyjmy się tym trzem różnym metodom.
Pętla pozioma: Układy pętli poziomej są najbardziej ekonomiczne do zainstalowania, ale jedną z ich wad jest ilość gruntów wymaganych do zainstalowania poziomych pętli uziemienia.
System geotermalny może wymagać od 1500 do 3000 metrów rury lub więcej w zależności od wielkości domu i obciążenia. Jeśli dysponujesz wymaganą powierzchnią, najczęstszą metodą jest zainstalowanie dwóch rur obok siebie w głębokim wykopie o głębokości 5 stóp lub jednej rury w głębokim wykopie o głębokości 6 stóp, a druga w głębokim na 4 stopy wykopie.
Trzeci sposób może być stosowany tam, gdzie wymagana powierzchnia dla dłuższych odcinków rury nie jest łatwo dostępna. Ta metoda wykonuje pętle lub zwija rurę w głębszych krótkich okopach. Pozwala to na wymagany kontakt powierzchniowy z glebą, ale w mniejszej poziomej długości wykopu.
Pętla pionowa: System z pętlą pionową jest stosowany w sytuacjach, gdy wymagane grunty są szczelne lub gleba nie sprzyja wykopom. Droższy niż poziomy układ do zainstalowania, system pionowy wykorzystuje szereg wywierconych otworów. Otwory mają średnicę nominalną 4 cale i są oddalone od siebie o około 20. Głębokość zależy od projektu systemu i gleby, ale może mieć od 100 do 400 stóp głębokości. Rury są podawane w dół i kopią w górę każdego wywierconego otworu i łączone przez górną rurę kolektora, która łączy system z pompą ciepła w domu.
Ciało wodne: Inną mniej popularną metodą wychwytywania ciepła z ziemi jest użycie blisko zbiornika wodnego, takiego jak staw lub jezioro. Dzięki tej metodzie plastikowa rura biegnie od pompy ciepła do korpusu wody i jest umieszczona w cewkach 8 do 10 stóp pod powierzchnią wody. Korpus wody musi mieć odpowiednią wielkość, aby wesprzeć geotermalne obciążenia cieplne i mieć odpowiednią głębokość. Często wymagana jest koordynacja i zatwierdzanie przez lokalne i stanowe agencje.
Koszty systemu geotermalnego:
Koszt instalacji systemu geotermalnego będzie różny w zależności od rodzaju zastosowanego systemu pętlowego i wielkości samego systemu geotermalnego. Koszty geotermalnego systemu poziomej pętli gruntowej wynoszą około 2700 USD za tonę w 2017 roku. Jeśli wybierzesz system z pętlą pionową, koszt wzrośnie znacząco, ponieważ koszty wiercenia mogą wynosić od 30 000 do 40 000 USD lub więcej w zależności od gleby, dostępu do lokacji i wielkości systemu.
W odpowiednim zastosowaniu energia geotermalna może być opłacalnym i ekologicznym rozwiązaniem do ogrzewania i chłodzenia w domu. Warto spojrzeć, zwłaszcza gdy odpowiedź jest pod twoimi stopami.