Geothermal Heat Pumps: Zde je, jak pracují

Úspory energie jsou přímo pod nohama

Geotermální hodnota stojí za to

Chcete ušetřit energii a ušetřit peníze jak na vytápění, tak na chlazení vašeho domova? No, odpověď není jen pod nosem, může to být přímo pod nohama!

Pod mrazuvzdornou částí, která je vzdálena několik stop, se nachází průměrná teplota asi 55 stupňů F. Teplota pochází z vrstvy horké taveniny hluboko v zemské kůře nazývané magma. Magma může dosáhnout teploty 2400 stupňů F a protože toto teplo vyzařuje, v závislosti na geografické zeměpisné šířce se teploty země mohou měnit od 45 ° F do 75 ° F.

To vytváří příjemný spolehlivý a udržitelný zdroj tepla, který lze využít pro naše potřeby vytápění a chlazení domů .

Tato konstantní teplota země se používá v tepelném čerpadle s geotermálním nebo zemním zdrojem. Na rozdíl od pece, která spaluje zemní plyn nebo olej na výrobu tepla v zimě, geotermální tepelné čerpadlo koncentruje teplo, které je v zemi těsně pod povrchem. Geotermální systém může být použit nejen pro vytápění a chlazení našeho domu, ale i pro vytápění domácí vody.


Jak funguje geotermální systém:

Jak se má tato kouzla dělat? No, je to opravdu docela jednoduché. Geotermální systém je tepelné čerpadlo, které používá zem jako chladič (letní) nebo zdroj tepla (v zimě).

Geotermální systém použije řadu potrubí (zakopaných pod mrazovou linií v zemi), které se nazývá smyčka. Trubky ve smyčce jsou nejčastěji vyrobeny z plastu a naplněny vodou a nemrznoucím roztokem. Čerpadlo cirkuluje vodní roztok na tepelné čerpadlo uvnitř domu.

Kompresor a výměník tepla používají jmenovitou 55 stupňovou vodu k ohřevu nebo chlazení domu.

V zimě je vzduch (např. 10 stupňů F) chladnější než zemská teplota pod zemí (např. 55 stupňů F). Geotermální systém cirkuluje vodní roztok zemní smyčkou a absorbuje teplo ze země.

Jmenovitá 55 stupňová voda je přivedena do tepelného čerpadla nebo pece, aby byla dále ohřívána podle potřeby a následně distribuována potrubím po celém domě.

V létě je vzduch (např. 90 stupňů F) teplejší než 55 stupňů F pod zemí. Tady geotermální výměník tepla pohlcuje teplo v domácnosti a systém cirkuluje vodní roztok skrze zemní smyčku, aby ho ochladil a vyháněl teplo do země. Chladná voda je pak používána výměníkem tepla a rozváděna potrubím po celém domě, aby ochladila dům.


Náklady a charakteristiky geotermálních systémů:


Typy geotermálních systémů:

Systémy geotermálních tepelných čerpadel se smyčkovou smyčkou jsou nejčastěji instalovány jako systém s uzavřenou smyčkou. To znamená, že tekutina v smyčce je neustále recirkulována. Systémy s otevřenou smyčkou jsou méně časté a jako tekutina pro výměník tepla využívají zemní studny, jezero, řeku nebo jiné povrchové vody. Voda se poté po použití odhodí zpět do země nebo do vodního útvaru.

Systémy s uzavřenou smyčkou jsou typicky instalovány jako vodorovná smyčka, vertikální smyčka nebo vodní útvary. Systémy vodních útvarů využívají povrchové vodní útvary jako konstantní zdroj tepla na rozdíl od země. Podívejme se na tyto tři různé metody.

Horizontální smyčka: Systémy s horizontální smyčkou jsou nejúspornější instalací, ale jedním z jejich nedostatků je množství pozemků potřebných k instalaci vodorovných smyček.

Geotermální systém může vyžadovat 1500 až 3000 lineárních stop potrubí nebo více v závislosti na velikosti a zatížení domu. Pokud máte požadovanou půdu k dispozici, nejobvyklejší rezidenční metodou je buď instalovat dvě trubky vedle sebe v 5palcové hloubce nebo jeden potrubí v 6palcové hloubce a druhý v hloubce 4 stopy.

Třetí metoda může být použita tam, kde požadovaná půda pro delší běhy potrubí není snadno dostupná. Tato metoda slučuje nebo zvlní trubku v hlubších krátkých zákopech. To umožňuje požadovaný povrchový kontakt s půdou, ale v menší délce délky příkopu.

Vertikální smyčka: Vertikální smyčkový systém se používá v situacích, kdy požadovaná půda je pevná nebo půdy nepříznivé pro vykopávání. Je to dražší než horizontální systém, který instaluje. Vertikální systém používá řadu vyvrtaných otvorů. Otvory jsou jmenovitě o průměru 4 "a jsou rozmístěny kolem 20 stran. Hloubka závisí na konstrukci systému a půdách, ale může být od hloubky 100 až 400 stop. Trubky jsou vedeny dolů a zpět každý vrtaný otvor a spojeny trubkovým potrubím přes horní konec, který spojuje systém s tepelným čerpadlem v domě.

Vodní útvar : Dalším méně obvyklým způsobem zachycení zemního tepla je použití blízkého vodního útvaru jako rybníka nebo jezera. Tímto způsobem je plastové potrubí vedeno z tepelného čerpadla k vodnímu tělesu a je umístěno ve svitcích 8 až 10 stop pod vodním povrchem. Vodní útvar musí mít dostatečnou velikost pro podporu geotermálního tepelného zatížení a mít správnou hloubku. Koordinace a schválení místními a státními agenturami je často nutná.


Náklady na geotermální systém:

Náklady na instalaci geotermálního systému se budou lišit podle použitého typu smyčkového systému a velikosti samotného geotermálního systému. Náklady na horizontální geotermální systém pozemní smyčky jsou asi 2 700,00 dolarů za tunu v roce 2017 dolarů. Pokud se rozhodnete pro vertikální smyčkový systém, náklady se výrazně zvýší, jelikož náklady na vrtání by mohly činit 30 000 až 40 000 dolarů nebo více v závislosti na půdě, přístupu k webu a velikosti systému.

Ve správné aplikaci může být geotermální úsporné a ekologicky citlivé řešení pro vytápění a chlazení domů. Stojí to za to, zvláště když je odpověď přímo pod nohama.