Geotermalne toplotne pumpe: Evo kako funkcionišu

Uštede energije su pod nogama

Geotermalna je vredna pogleda

Da li želite da sačuvate energiju i uštedite novac kako za zagrevanje tako i za hlađenje kuće? Pa, odgovor nije samo pod tvojim nosom, možda je pod nogama!

Ispod linije mraza nekoliko metara u koje ćete pronaći tlo je prosječna temperatura od oko 55 stepeni F. Toplota dolazi iz sloja vruće rastopljene stene duboko u zemaljskoj korici koja se naziva magma. Magma može da dostigne temperaturu od 2400 stepeni F i kada se ova toplota zrači, zavisno od geografske širine, zemaljske temperature mogu varirati od između 45 ° F do 75 ° F.

Ovo stvara lijep pouzdan i održiv izvor toplote koji se može iskoristiti za potrebe grejanja i kućnog hlađenja .

Ova konstantna temperatura zemlje se koristi u geotermalnoj ili toplotnoj pumpi na zemlji. Za razliku od peći koja gori prirodni gas ili ulje za proizvodnju toplote zimi, geotermalna toplotna pumpa koncentriše toplotu koja se nalazi u tlu neposredno ispod površine. Geotermalna energija se ne može koristiti samo za grijanje i hlađenje našeg doma, već i za zagrevanje naše kućne vode.


Kako radi geotermalni sistem:

Pa kako se ova magija desi? Pa stvarno je prilično jednostavno. Geotermalni sistem je toplotna pumpa koja koristi zemlju kao hladnjak (leto) ili izvor toplote (zima).

Geotermalni sistem će koristiti seriju cevi (zakopanih ispod linije mraza u zemlji) koja se zove petlja. Cevi u petlji najčešće su napravljene od plastike i ispunjene su vodom i antifrizom. Pumpa cirkuliše vodeni rastvor toplotnoj pumpi unutar kuće.

Tamo kompresor i izmjenjivač toplote koriste nominalnu vodu od 55 stepeni kako bi zagrijali ili ohladili kuću.

Zimi je vazduh (npr. 10 stepeni F) hladniji od zemlje pod zemljom (npr. 55 stepeni F). Geotermalni sistem cirkuliše vodeni rastvor kroz zemaljsku petlju i apsorbuje toplotu sa zemlje.

Nominalna voda od 55 stepeni se dovodi do toplotne pumpe ili peći koja se dodatno zagreva po potrebi, a potom se distribuira kanalizacijom u cijeloj kući.

Leti vazduh (npr. 90 stepeni F) je vreliji od 55 stepeni F podzemnog. Ovde, geotermalni izmenjivač toplote apsorbuje toplotu u kući i sistem cirkuliše vodeni rastvor kroz zemlju petlju kako bi se ohladio i odlagao toplotu u zemlju. Zatim hladna voda koristi izmjenjivač toplote i distribuira se kanalizacijom kroz cijeli dom kako bi se ohladila kuća.


Troškovi i karakteristike geotermalnih sistema:


Vrste geotermalnih sistema:

Sistem geotermalne toplotne pumpe sa zemaljskim petljama najčešće se instalira kao sistem zatvorene petlje. To znači da se tečnost u petlji stalno recirkulira. Sistemi sa otvorenim petljama su manje uobičajeni i koriste dobro zemljište, jezero, rijeku ili druge površinske vode kao tečnost za izmjenjivač toplote. Nakon upotrebe voda se zatim vadi u zemlju ili u vodno tijelo.

Zatvorene petlje su tipično ugrađene u sisteme horizontalne petlje, vertikalne petlje ili vodene kutije. Sistemi vodnih tijela koriste površinska vodna tijela kao konstantni izvor toplote nasuprot zemljištu. Da razmotrimo ove tri različite metode.

Horizontalna petlja: Horizontalni sistemi petlji su najekonomičniji za instalaciju, ali jedan od njihovih nedostataka je količina zemljišta koja je potrebna za postavljanje horizontalnih petlji.

Geotermalni sistem može zahtijevati od 1500 do 3000 linijskih stopa cijevi ili više u zavisnosti od veličine i opterećenja kuće. Ako imate raspoloživo zemljište na raspolaganju, najčešća metoda za stanovanje je da instalirate dvije cevi jednako uz rame u dubini od 5 stopa ili jednu cevčicu u dubini od 6 stopa, a druga u dubini od 4 metra.

Treća metoda se može koristiti tamo gde je neophodno zemljište za duže trake cijevi nije lako dostupno. Ta metoda petlje ili naviše cev u dublje kratke rovove. Ovo omogućava potreban površinski kontakt sa zemljom, ali u manje horizontalnoj dužini rova.

Vertikalna petlja: vertikalni sistem se koristi u situacijama kada je potrebno zemljište čvrsto ili zemljište nije pogodno za kopanje. Što je skupniji od horizontalnog sistema koji se instalira, vertikalni sistem koristi niz izvrtanih rupa. Rupe su nominalno 4 "prečnika i raspoređene oko 20 rastojanja. Dubine zavise od dizajna sistema i zemljišta, ali mogu da se kreću od dubine od 100 do 400 stopa. Cevi se napajaju i spuštaju svaku probušenu rupu i povezuju ga preklopnom cevovodom preko vrha koja povezuje sistem sa toplotnom pumpom u kući.

Vodeno telo: Još jedan uobičajeniji način zauzimanja toplotne tjelesne sile je korišćenje vodenog tijela blizu jezera ili jezera. Ovom metodom plastična cevčica prelazi iz toplotne pumpe u vodno tijelo i postavlja se u koture 8 do 10 stopa ispod površine vode. Vodno tijelo mora biti adekvatne veličine za podršku geotermalnih toplotnih opterećenja i imati odgovarajuću dubinu. Često se zahteva koordinacija i odobrenje od strane lokalnih i državnih agencija.


Troškovi geotermalnog sistema:

Troškovi ugradnje geotermalnog sistema variraju se po vrsti korišćenog sistema petlje i veličini samog geotermalnog sistema. Troškovi za geotermalni sistem horizontalne zemaljske petlje iznosi oko 2.700 dolara po toni u 2017 dolara. Ako se odlučite za sistem vertikalne petlje, troškovi će se značajno povećati, jer troškovi bušenja mogu biti od $ 30,000 do $ 40,000 ili više u zavisnosti od zemljišta, pristupa lokaciji i veličini sistema.

U pravu aplikaciju, geotermalna energija može biti ekonomično i ekološki osjetljivo rješenje za grijanje i hlađenje kuće . Vredi pogledati, pogotovo kada je odgovor pod nogama.