„BanksPhotos“ / „GettyImages“
Ar norite taupyti energiją ir taupyti pinigus šildydami ir aušindami namus? Na, atsakymas yra ne tik tiesiai po nosimi, bet ir tiesiai po jūsų kojomis!
Po šalčio linija, esančia už kelių pėdų, žemės paviršiaus vidutinė temperatūra yra apie 55 laipsnius F. Šiluma sklinda iš karštoje išlydytų uolienų, esančių giliai žemės plutoje, sluoksnio, vadinamo magma. „Magma“ gali pasiekti 2400 laipsnių F temperatūrą, o šiltėjant šilumai, atsižvelgiant į geografinę platumą, žemės temperatūra gali svyruoti nuo 45 ° F iki 75 ° F. Tai sukuria gražų patikimą ir tvarų šilumos šaltinį, kurį galima panaudoti mūsų šildymo ir namų aušinimo poreikiams patenkinti.
Ši pastovi žemės temperatūra naudojama geoterminėje terpėje arba žemės šilumos siurblys. Priešingai nei krosnis, deginanti gamtines dujas ar alyvą šilumai gaminti žiemą, geoterminis šilumos siurblys koncentruoja žemėje esančią šilumą tiesiai po paviršiumi. Geoterminė energija gali būti naudojama ne tik mūsų namų šildymui ir vėsinimui, bet ir buitiniam vandeniui šildyti.
Kaip veikia geoterminė sistema
Taigi, kaip vyksta ši magija? Na, tai tikrai gana paprasta. Geoterminė sistema yra šilumos siurblys, kuris žemę naudoja kaip šilumos šaltinį (vasarą) arba šilumos šaltinį (žiemą).
Geoterminėje sistemoje bus naudojama daugybė vamzdžių (palaidotų po šalčio linija žemėje), kurie vadinami kilpa. Vamzdeliai kilpoje dažniausiai gaminami iš plastiko ir užpildomi vandens ir antifrizo tirpalu. Siurblys cirkuliuoja vandens tirpalą į šilumos siurblį namo viduje. Kompresorius ir šilumokaitis naudoja namie 55 laipsnių šilumą arba vėsinimą.
Žiemą oras (pvz., 10 laipsnių F) yra šaltesnis nei žemės temperatūra po žeme (pvz., 55 laipsniai F). Geoterminė sistema cirkuliuoja vandens tirpalą per žemės kilpą ir sugeria iš žemės šilumą. Nominalus 55 laipsnių vanduo tiekiamas į šilumos siurblį ar krosnį, kad būtų toliau šildomas, jei reikia, o po to kanalizacijos vamzdynais paskirstomas po namus.
Vasarą oras (pvz., 90 laipsnių F) yra karštesnis nei 55 laipsnių F požemis. Čia geoterminis šilumokaitis sugeria šilumą namuose, o sistema cirkuliuoja vandens tirpalą per žemės kilpą, kad jį atšaldytų ir nuneštų šilumą į žemę. Tada šiltas šilumokaitis naudoja vėsų vandenį, o ortakiais jis paskirstomas namuose, kad atvėsintų.
Geoterminių sistemų sąnaudos ir charakteristikos
- Geoterminė energija yra labai efektyvi šildymo ir vėsinimo žemės šilumos siurblių sistema, turinti 25–50 procentų sutaupytą naudojimą, palyginti su įprastomis priverstinio oro priverstinio oro sistemomis ir oro tiekiamais šilumos siurbliais. Atgal yra nuo 5 iki 10 metų, bet daug trumpesnė, jei lyginama su visos elektrinės varžos šildymo ir vėsinimo parinktis, kai geoterminė energija gali sunaudoti iki 75 procentų mažiau energijos. Kaip 2017 m. sausio 01 d. geoterminei įmonei taikoma 300 USD mokesčių lengvata tik tuo atveju, jei šilumos siurblio sistema atitinka DOE Energy Star SEER ir COP standartus.. Ankstesni mokesčių kreditai pasibaigė 2016 m. Gruodžio 31 d. Kai kuriais atvejais geoterminę šilumą galima modifikuoti esamoje krosnyje su oro kondicionieriumi. Taip pat galite rasti geoterminius šilumos siurblius, kurie turi savo integruotą oro valdiklį. Jei jūsų namuose šilta karšto vandens grindjuoste, ją taip pat galima modifikuoti su geotermine sistema.
Geoterminių sistemų tipai
Antžeminės kilpos geoterminių šilumos siurblių sistemos dažniausiai montuojamos kaip uždaro ciklo sistemos. Tai reiškia, kad skystis kilpoje nuolat cirkuliuoja. Atvirojo ciklo sistemos yra rečiau naudojamos ir kaip šilumokaičio skystis naudojamas gruntinis šulinys, ežeras, upė ar kitas paviršinis vanduo. Po to vanduo išpilamas atgal į žemę arba į vandens telkinį.
Uždarojo kontūro sistemos paprastai montuojamos kaip horizontalios, vertikalios arba vandens telkinio sistemos. Vandens telkinių sistemos naudoja paviršinio vandens telkinius kaip nuolatinį šilumos šaltinį, o ne prieš gruntą. Peržiūrėkime šiuos tris skirtingus metodus.
Horizontalioji kilpa: horizontaliausias kilpų sistemas montuoti yra ekonomiškiausia, tačiau vienas iš jų trūkumų yra žemės plotas, reikalingas horizontalioms žemės kilpoms įrengti. Geoterminei sistemai gali prireikti 1500–3000 linijinių ar daugiau vamzdžių pėdų, atsižvelgiant į namo dydį ir apkrovas. Jei turite reikalingą žemę, dažniausiai gyvenamasis būdas yra įrengti du vamzdžius vienas šalia kito penkių pėdų gilioje tranšėjoje arba vieną vamzdį nutiesti šešių pėdų gilioje tranšėjoje, o kitą - keturių pėdų gilioje tranšėjoje.
Trečiasis metodas gali būti naudojamas ten, kur nėra lengvai pasiekiama reikalinga žemė ilgesnėms vamzdžių trasoms. Taikant šį metodą vamzdis susukamas arba rišamas giliuose trumpuose tranšėjose. Tai leidžia pasiekti reikiamą paviršiaus kontaktą su dirvožemiu, tačiau tranšėjos ilgis yra mažesnis.
Vertikali kilpa: vertikali kilpinė sistema naudojama tais atvejais, kai reikiama žemė yra tanki arba dirvožemis nėra palankus kasti. Brangiau nei horizontalioje sistemoje montuojama, vertikali sistema naudoja išgręžtų skylių seriją. Skylės paprastai yra 4 colių skersmens ir išdėstytos maždaug 20 viena nuo kitos. Gylis priklauso nuo sistemos konstrukcijos ir dirvožemio, tačiau jo gylis gali būti nuo 100 iki 400 pėdų. Vamzdžiai paduodami atgal ir kiekviena išgręžta skylė yra pritvirtinta prie viršutinio tranšėjos vamzdžio, kuris jungia sistemą su namo šilumos siurbliu.
Vandens telkinys: Kitas mažiau paplitęs būdas užfiksuoti žemės šilumą yra naudoti šalia esantį vandens telkinį, pavyzdžiui, tvenkinį ar ežerą. Taikant šį metodą, plastikinis vamzdis eina iš šilumos siurblio į vandens telkinį ir yra dedamas į ritinius nuo 8 iki 10 pėdų po vandens paviršiumi. Vandens telkinys turi būti tinkamo dydžio, kad galėtų išlaikyti geotermines šilumos apkrovas, ir būti tinkamo gylio. Dažnai reikalingas derinimas su vietos ir valstybinėmis agentūromis ir jų patvirtinimas.
Geoterminės sistemos išlaidos
Geoterminės sistemos įrengimo kaina priklausys nuo naudojamos kilpų sistemos tipo ir pačios geoterminės sistemos dydžio. Horizontalios žemės kilpos geoterminės sistemos sąnaudos yra apie 2 700, 00 USD už toną 2017 m. Jei pasirinksite vertikalios kilpos sistemą, išlaidos žymiai padidės, nes gręžimo išlaidos gali būti nuo 30 000 iki 40 000 USD, atsižvelgiant į dirvožemį, prieigą prie vietos ir sistemos dydį.
Tinkamai naudojant, geoterminė energija gali būti ekonomiškas ir ekologiškas sprendimas namų šildymui ir vėsinimui. Verta ieškoti, ypač kai atsakymas yra tiesiai po jūsų kojomis.
