BanksPhotos / GettyImages
Vai vēlaties ietaupīt enerģiju un ietaupīt naudu gan mājas apsildīšanai, gan dzesēšanai? Nu, atbilde ir ne tikai tieši zem deguna, tā var būt arī tieši zem kājām!
Zem dažām pēdām zem aizsalšanas līnijas vidējā temperatūra ir aptuveni 55 grādi F. Karstums nāk no karsti izkusuša klinšu slāņa dziļi zemes garozā, ko sauc par magmu. Magma var sasniegt temperatūru 2400 grādi F, un, tā kā šis siltums izstaro, atkarībā no ģeogrāfiskā platuma grunts temperatūra var svārstīties no 45 ° F līdz 75 ° F. Tas rada jauku, uzticamu un ilgtspējīgu siltuma avotu, ko var izmantot mūsu apkures un mājas dzesēšanas vajadzībām.
Šī nemainīgā zemes temperatūra tiek izmantota ģeotermā vai zemes siltuma sūknis. Pretstatā krāsnij, kurā sadedzina dabas gāzi vai eļļu, lai ziemā iegūtu siltumu, ģeotermiskais siltumsūknis koncentrē siltumu, kas atrodas zemē tieši zem virsmas. Ģeotermisko siltumu var izmantot ne tikai mūsu māju sildīšanai un atdzesēšanai, bet arī mūsu mājas ūdens sildīšanai.
Kā darbojas ģeotermālā sistēma
Tātad, kā notiek šī maģija? Nu, tas tiešām ir diezgan vienkārši. Ģeotermiskā sistēma ir siltumsūknis, kas zemi izmanto kā siltuma izlietni (vasarā) vai siltuma avotu (ziemā).
Ģeotermiskajā sistēmā tiks izmantotas virknes cauruļu (zemē ieraktas zem sala līnijas), ko sauc par cilpu. Caurules cilpā visbiežāk ir izgatavotas no plastmasas un piepildītas ar ūdens un antifrīza šķīdumu. Sūknis ūdens šķīdumu cirkulē siltumsūknī mājas iekšienē. Kompresors un siltummainis mājas nomaiņai vai atdzesēšanai izmanto nominālo 55 grādu ūdeni.
Ziemā gaiss (piemēram, 10 grādi F) ir aukstāks nekā zemes temperatūra pazemē (piemēram, 55 grādi F). Ģeotermiskā sistēma cirkulē ūdens šķīdumu caur zemes cilpu un absorbē siltumu no zemes. Nominālais 55 grādu ūdens tiek nogādāts siltumsūknī vai krāsnī, lai pēc tam sildītu tālāk, un pēc tam cauruļvadu veidā tiek sadalīts visā mājā.
Vasarā gaiss (piemēram, 90 grādi F) ir karstāks nekā 55 grādi F pazemē. Ģeotermiskais siltummainis šeit absorbē siltumu mājās, un sistēma cirkulē ūdens šķīdumu caur zemes cilpu, lai to atdzesētu, izmetot siltumu zemē. Pēc tam siltummainis izmanto vēsu ūdeni un caur cauruļvadiem to izplata visā mājā, lai atdzesētu māju.
Ģeotermisko sistēmu izmaksas un raksturojums
- Ģeotermiskā enerģija ir ļoti energoefektīva zemes siltuma dzesēšanas un dzesēšanas siltumsūkņu sistēma, kuras lietderības ietaupījums salīdzinājumā ar parastajām gāzes piespiedu gaisa sistēmām un no gaisa iegūtiem siltumsūkņiem ir no 25 līdz 50 procentiem. Atmaksas laiks ir no 5 līdz 10 gadiem, bet daudz īsāks, ja salīdzina ar pilnībā elektriskas pretestības sildīšanas un dzesēšanas opcija, kurā ģeotermālā enerģija var patērēt līdz pat 75 procentiem mazāk elektroenerģijas. Tā kā 2017. gada 1. janvārī ģeotermālā enerģija ir piemērota 300 ASV dolāru nodokļu atlaidei tikai tad, ja siltumsūkņu sistēma atbilst DOE Energy Star SEER un COP standartiem.. Iepriekšējās nodokļu atlaides beidzās 2016. gada 31. decembrī. Ģeotermisko enerģiju dažos gadījumos var modernizēt esošajā krāsnī ar gaisa apstrādes ierīci. Jūs varat arī atrast ģeotermiskos siltumsūkņus, kuriem ir savs integrētais gaisa apstrādes līdzeklis. Ja jūsu mājā ir karstā ūdens grīdlīste, to var modernizēt arī ar ģeotermisko sistēmu.
Ģeotermisko sistēmu veidi
Zemes cilpas ģeotermālo siltumsūkņu sistēmas visbiežāk tiek uzstādītas kā slēgta kontūra. Tas nozīmē, ka šķidrums cilpā tiek pastāvīgi cirkulēts. Atvērtās cilpas sistēmas ir mazāk izplatītas un kā siltummaiņa šķidrumu izmanto grunts aku, ezeru, upi vai citu virszemes ūdeni. Pēc tam ūdeni izmet atpakaļ zemē vai ūdenstilpē.
Slēgtas cilpas sistēmas parasti tiek uzstādītas kā horizontālas cilpas, vertikālas cilpas vai ūdenstilpes sistēmas. Ūdenstilpju sistēmas izmanto virszemes ūdensobjektus kā pastāvīgu siltuma avotu pretstatā zemei. Pārskatīsim šīs trīs dažādās metodes.
Horizontālā cilpa: Horizontālo cilpu sistēmas ir visekonomiskākās uzstādīt, bet viens no to trūkumiem ir zemes daudzums, kas nepieciešams horizontālo zemes cilpu uzstādīšanai. Ģeotermiskai sistēmai atkarībā no mājas lieluma un slodzēm var būt nepieciešami 1500 līdz 3000 cauruļvadu pēdas vai vairāk. Ja jums ir pieejama vajadzīgā zeme, visizplatītākā dzīvojamā metode ir vai nu divu cauruļu uzstādīšana blakus piecu pēdu dziļā tranšejā, vai vienas caurules vadīšana sešu pēdu dziļā tranšejā, bet otra - četru pēdu dziļā tranšejā.
Var izmantot trešo metodi, ja nepieciešamais zemes gabals ilgākam cauruļvadu gājienam nav viegli pieejams. Ar šo metodi cilpa tiek veidota vai spirālveida caurule dziļākās īsās tranšejās. Tas ļauj vajadzīgajam virsmas kontaktam ar augsni, bet mazāk horizontālā tranšejas garumā.
Vertikāla cilpa: vertikāli cilpveida sistēmu izmanto situācijās, kad nepieciešamā zeme ir saspringta vai ja augsne neveic tranšeju rakšanu. Lai uzstādītu dārgāk nekā horizontālo sistēmu, vertikālā sistēma izmanto virkni urbtu urbumu. Caurumi parasti ir 4 ”diametrā un izvietoti apmēram 20 viens no otra. Dziļumi ir atkarīgi no sistēmas uzbūves un augsnes, taču to dziļums var būt no 100 līdz 400 pēdām. Caurules tiek padotas uz leju un katru urbto urbumu augšpusē augšpusē savienotas ar tranšejas kolektora cauruli, kas savieno sistēmu ar mājas siltumsūkni.
Ūdens objekts: Vēl viena mazāk izplatīta metode zemes siltuma uztveršanai ir izmantot tuvu esošu ūdenstilpi, piemēram, dīķi vai ezeru. Izmantojot šo metodi, plastmasas caurule iet no siltumsūkņa līdz ūdenstilpei un tiek ievietota tinumos 8 līdz 10 pēdas zem ūdens virsmas. Ūdenstilpei jābūt atbilstoša izmēra, lai izturētu ģeotermālās siltuma slodzes, un tai jābūt atbilstošam dziļumam. Bieži nepieciešama koordinācija ar vietējām un valsts aģentūrām.
Ģeotermiskās sistēmas izmaksas
Ģeotermiskās sistēmas uzstādīšanas izmaksas mainīsies atkarībā no izmantotās cilpas sistēmas veida un pašas ģeotermālās sistēmas lieluma. Izmaksas par horizontālu zemes cilpas ģeotermālo sistēmu ir aptuveni USD 2700, 00 par tonnu 2017. gada dolāros. Ja izvēlaties vertikālu cilpu sistēmu, izmaksas ievērojami palielināsies, jo urbšanas izmaksas varētu būt no USD 30 000 līdz USD 40 000 vai vairāk, atkarībā no augsnes, piekļuves vietai un sistēmas lieluma.
Pareizā lietošanā ģeotermālā enerģija var būt rentabls un videi draudzīgs risinājums mājas apsildīšanai un dzesēšanai. Ir vērts to apskatīt, it īpaši, ja atbilde ir tieši zem kājām.
