Úspory energie sú priamo pod nohami
Geotermálna energia stojí
Chcete ušetriť energiu a ušetriť peniaze na vykurovanie aj chladenie vášho domova? No, odpoveď nie je len pod nosom, môže to byť priamo pod nohami!
Pod hranicou mrazu niekoľko stôp nájdete, že zem je priemerná teplota okolo 55 stupňov F. Teplo pochádza z vrstvy horúcej taveniny hlboko v zemskej kôre nazývanej magma. Magma môže dosiahnuť teploty 2400 stupňov F a ako toto teplo vyžaruje, v závislosti od zemepisnej šírky sa teploty zeme môžu meniť od 45 ° F do 75 ° F.
To vytvára pekný spoľahlivý a trvalo udržateľný zdroj tepla, ktorý možno využiť pre naše potreby vykurovania a domáceho chladenia .
Táto konštantná teplota zeme sa používa v geotermálnom alebo zemnom tepelnom čerpadle. Na rozdiel od pece, ktorá spaľuje zemný plyn alebo ropa na výrobu tepla v zime, geotermálne tepelné čerpadlo koncentruje teplo, ktoré je v zemi tesne pod povrchom. Geotermálna energia sa môže použiť nielen na vykurovanie a chladenie nášho domu, ale aj na ohrev domácej vody.
Ako funguje geotermálny systém:
Tak ako sa má táto mágia vyskytnúť? No, je to naozaj jednoduché. Geotermálny systém je tepelné čerpadlo, ktoré využíva zem ako chladič (v lete) alebo zdroj tepla (v zime).
Geotermálny systém použije sériu potrubí (zakopané pod mrazivou čiarou v zemi), ktoré sa nazýva slučka. Rúry v smyčke sú najčastejšie vyrobené z plastu a naplnené vodou a nemrznúcim roztokom. Čerpadlo cirkuluje vodný roztok na tepelné čerpadlo vo vnútri domu.
Kompresor a výmenník tepla používajú nominálnu 55 stupňovú vodu buď na vykurovanie alebo chladenie domácnosti.
V zime je vzduch (napr. 10 stupňov F) chladnejší ako zemská teplota v podzemí (napr. 55 stupňov F). Geotermálny systém cirkuluje vodný roztok cez zemnú slučku a absorbuje teplo zo zeme.
Menovitá 55 stupňová voda sa privádza do tepelného čerpadla alebo pece, aby sa podľa potreby vykúrila ďalej a následne sa distribuovala potrubím po celom dome.
V lete je vzduch (napr. 90 stupňov F) teplejší ako 55 stupňov F v podzemí. Tu geotermálny výmenník tepla pohlcuje teplo v domácnosti a systém cirkuluje vodný roztok cez zemnú slučku, aby ho ochladil a odháňal teplo do zeme. Chladiaca voda je potom používaná výmenníkom tepla a distribuovaná potrubím po celom dome na chladenie domu.
Náklady a charakteristiky geotermálnych systémov:
- Geotermálna energia je veľmi energeticky efektívny systém tepelného čerpadla vykurovacej a chladiacej zemného zdroja s úžitkovými úspory v porovnaní s konvenčnými plynovými systémami s núteným vzduchom a tepelnými čerpadlami s tepelným zdrojom od 25% do 50%.
- Spätné odplaty sú od 5 do 10 rokov, ale oveľa kratšie, ak sa porovnávajú s možnosťou elektrického vykurovania a chladenia, kde geotermálna energia môže využívať až o 75% menej elektrickej energie.
- Od 1. januára 2017 je geotermálna spoločnosť oprávnená získať federálny daňový kredit vo výške 300 USD len v prípade, že systém tepelných čerpadiel spĺňa normy DOE Energy Star SEER a COP. Predchádzajúce daňové úvery sa skončili 31. decembra 2016.
- Geotermálna energia môže byť v niektorých prípadoch dodatočne vybavená existujúcou pecou s prístrojom na spracovanie vzduchu. Môžete tiež nájsť geotermálne tepelné čerpadlá, ktoré majú vlastný integrovaný vzduchový ovládač. Ak má váš dom teplo zo základnej dosky , môže byť dodatočne vybavený geotermálnym systémom.
Typy geotermálnych systémov:
Systémy geotermálneho tepelného čerpadla so zemným okruhom sú najčastejšie inštalované ako systém s uzavretou slučkou. To znamená, že tekutina v slučke sa neustále recirkuluje. Systémy s otvorenou slučkou sú menej časté a ako kvapalina pre výmenník tepla používajú zemnú studňu, jazero, rieku alebo inú povrchovú vodu. Voda sa po použití zlikviduje späť do zeme alebo do vodného útvaru.
Systémy uzavretých slučiek sú typicky inštalované ako vodorovné slučky, vertikálne slučky alebo vodné systémy. Systémy vodných telies využívajú povrchové vodné útvary ako konštantný zdroj tepla na rozdiel od zeme. Pozrime sa na tieto tri rôzne metódy.
Horizontálna slučka: Horizontálne slučky sú najekonomickejšie nainštalovať, ale jedným z ich nedostatkov je množstvo pozemku potrebného na inštaláciu horizontálnych pozemných slučiek.
Geotermálny systém môže vyžadovať 1500 až 3000 lineárnych stôp potrubia alebo viac v závislosti od veľkosti domu a zaťaženia. Ak máte k dispozícii požadovanú pôdu, najbežnejším spôsobom bývania je buď inštalácia dvoch potrubí vedľa seba v 5-storočnom hlbokom výkopu, alebo v jednom potrubí v 6-storočnom hlbokom výkopu a druhý v 4-storočnom hlbokom výkopu.
Tretia metóda môže byť použitá tam, kde požadovaná pôda pre dlhšie úseky potrubia nie je ľahko dostupná. Táto metóda zakrúca alebo navíja rúrku v hlbších krátkych zákopoch. To umožňuje požadovaný povrchový kontakt s pôdou, ale s menšou dĺžkou vodorovného výkopu.
Vertikálna slučka: Systém vertikálnej slučky sa používa v situáciách, kde požadovaná pôda je tesná alebo pôdy neprispievajú k hĺbeniu. Drahšie ako horizontálny systém na inštaláciu, vertikálny systém používa rad vŕtaných otvorov. Otvory majú nominálny priemer 4 "a rozmiestnené okolo 20 od seba. Hĺbka závisí od konštrukcie systému a pôdy, ale môže sa pohybovať od hĺbky 100 až 400 stôp. Rúry sa privádzajú a spätne vyvŕtajú každý otvor a pripojujú sa cez potrubie potrubia cez hornú časť, ktorá spája systém s tepelným čerpadlom v dome.
Vodný útvar : Ďalším menej bežným spôsobom zachytávania zemného tepla je použitie blízkeho vodného útvaru ako rybníka alebo jazera. Týmto spôsobom prechádza plastové potrubie z tepelného čerpadla do vodného útvaru a je umiestnené vo zvitkoch 8 až 10 stôp pod vodným povrchom. Vodné útvary musia mať primeranú veľkosť na podporu geotermálneho tepelného zaťaženia a mať správnu hĺbku. Koordinácia a schválenie miestnymi a štátnymi orgánmi sa často vyžaduje.
Náklady na geotermálny systém:
Náklady na inštaláciu geotermálneho systému sa budú líšiť podľa typu použitého systému slučky a veľkosti samotného geotermálneho systému. Náklady na horizontálny geotermálny systém pozemnej smyčky predstavujú približne 2 700,00 USD za tonu v roku 2017 dolárov. Ak sa rozhodnete pre systém vertikálnej slučky, náklady sa výrazne zvýšia, pretože náklady na vŕtanie by mohli byť od 30 do 40 000 dolárov alebo viac v závislosti od pôdy, prístupu na stránky a veľkosti systému.
V správnej aplikácii môže byť geotermálne riešenie pre domáce vykurovanie a chladenie nákladovo efektívne a environmentálne citlivé riešenie. Stojí to za to, hlavne keď je odpoveď pod vašimi nohami.