כיצד פועלות משאבות חום גאותרמיות ביתיות

האם אתה רוצה לחסוך באנרגיה ולחסוך כסף גם בחימום וגם בקירור הבית שלך? ובכן, התשובה היא לא רק ממש מתחת לאף שלך, היא עשויה להיות ממש מתחת לרגליך!

מתחת לקו הכפור, כמה מטרים תמצאו שהאדמה היא טמפרטורה ממוצעת של כ- 55 מעלות F. החום מגיע משכבה של סלע חם ונמס עמוק בקרום כדור הארץ המכונה מאגמה. מגמה יכולה להגיע לטמפרטורות של 2400 מעלות וכאשר חום זה מקרין, תלוי ברוחב הגיאוגרפי, טמפרטורות הקרקע יכולות להשתנות בין 45 ° ל- 75 מעלות צלזיוס. זה יוצר מקור חום נחמד ואמין וניתן לרתום לצורכי החימום והקירור הביתי שלנו.

טמפרטורה קבועה זו של כדור הארץ משמשת בגיאו-תרמי או משאבת חום מקור מקור. בניגוד לתנור שורף גז טבעי או נפט לייצור חום בחורף, משאבת החום הגיאו-תרמית מרכזת את החום שנמצא באדמה ממש מתחת לפני השטח. לא ניתן להשתמש רק בגיאו-תרמי לחימום וקירור ביתנו, אלא גם לחימום מים ביתיים שלנו.

כיצד פועלת מערכת גיאותרמית

אז איך הקסם הזה קורה? ובכן, זה באמת די פשוט. המערכת הגיאותרמית היא משאבת חום שמשתמשת בכדור הארץ כמידי חום (קיץ) או כמקור חום (חורף).

מערכת גיאותרמית תשתמש בסדרת צינורות (קבורים מתחת לקו הכפור באדמה) המכונה לולאה. הצינורות בלולאה עשויים לרוב מפלסטיק וממלאים בתמיסת מים ונוזל לרדיאטור. משאבה מחזירה את תמיסת המים למשאבת החום שבתוך הבית. שם מדחס ומחליף חום משתמשים במים הנקביים של 55 מעלות כדי לחמם או לקרר את הבית.

בחורף האוויר (למשל, 10 מעלות צלזיוס) קר יותר מטמפרטורת כדור הארץ מתחת לפני האדמה (למשל, 55 מעלות צלזיוס). המערכת הגיאותרמית מפזרת את תמיסת המים דרך לולאת האדמה וסופגת את החום מהאדמה. המים הנומינלים של 55 מעלות מובאים למשאבת החום או לתנור כדי להתחמם עוד יותר לפי הצורך ואז הם מופצים באמצעות עבודות תעלה ברחבי הבית.

בקיץ האוויר (למשל, 90 מעלות צלזיוס) חם יותר מאשר מתחת לפני הקרקע של 55 מעלות. כאן מחליף החום הגיאותרמי סופג חום בבית והמערכת מפיצה את תמיסת המים דרך לולאת האדמה כדי לקרר אותה, ומטילה את החום לאדמה. לאחר מכן משתמשים במים הקרים על ידי מחליף החום ומופצים באמצעות עבודות תעלות ברחבי הבית לקירור הבית.

עלויות ומאפיינים של מערכות גאותרמיות

• גיאותרמית היא מערכת משאבת חום מקורית לחימום וקירור חסכוני באנרגיה עם חיסכון בתועלת על פני מערכות אוויר מאולצות גז קונבנציונאלי ומשאבות חום מקוריות של אוויר בין 25 ל -50 אחוזים.
• ההחזר הוא בין 5 ל -10 שנים, אך קצר בהרבה אם משווים אותו לאפשרות של חימום וקירור להתנגדות כל-חשמלית, בה הגיאותרמי יכול להשתמש עד 75 אחוז פחות אנרגיה חשמלית.
• החל מה -1 בינואר, 2017 ג'יאותרמית 2017 זכאית לזיכוי מס פדרלי בסך 300 דולר אם מערכת משאבת החום עומדת בתקן DOE Energy Star SEER ו- COP. נקודות זיכוי קודמות הסתיימו ב -31 בדצמבר 2016.
• במקרים מסוימים יתכן וניתן לבצע שימוש חוזר גיאותרמי בכבשן קיים עם מטפל אוויר. תוכלו למצוא גם משאבות חום גיאותרמיות שיש להן מטען אוויר משולב. אם בביתכם יש חום חם למים חמים, הוא יכול גם להיות מחודש עם מערכת גיאותרמית.

סוגי מערכות גיאותרמיות

מערכות משאבות חום גיאותרמיות קרקעיות מותקנות לרוב כמערכת לולאה סגורה. המשמעות היא שהנוזל בלולאה ממוחזר כל הזמן. מערכות לולאה פתוחה נפוצות פחות ומשתמשות בבאר קרקע, באגם, בנהר או במשטח פנים אחר כנוזל למחליף החום. לאחר מכן נזרקים המים לאדמה או לגוף המים לאחר השימוש.

מערכות לולאה סגורה מותקנות בדרך כלל כלולאה אופקית, לולאה אנכית או מערכות גוף מים. מערכות גוף המים משתמשות בגופי מים לפני השטח כמקור חום קבוע לעומת הקרקע. בואו נסקור את שלוש השיטות השונות.

לולאה אופקית: מערכות לולאה אופקיות הן החסכוניות ביותר להתקנה אך אחד החסרונות שלהן הוא כמות האדמה הנדרשת להתקנת לולאות הקרקע האופקיות. מערכת גיאותרמית עשויה לדרוש 1, 500 עד 3, 000 רגל צינור ליניארי ומעלה בהתאם לגודל הבית והעומסים. אם יש לכם את הקרקע הנדרשת, שיטת המגורים הנפוצה ביותר היא להתקין שני צינורות זה לצד זה בתעלה בעומק של מטר וחצי או צינור אחד בתעלה בעומק של מטר וחצי והשני בתעלה בעומק של מטר וחצי.

ניתן להשתמש בשיטה שלישית כאשר האדמה הנדרשת לריצות צינור ארוכות אינה זמינה. שיטה זו לולאת או סלילי הצינור בתעלות קצרות ועמוקות יותר. זה מאפשר את מגע השטח הנדרש עם האדמה אך באורך תעלה פחות אופקי.

לולאה אנכית: מערכת הלולאה האנכית משמשת במצבים בהם האדמה הנדרשת צפופה או קרקעות אינן מסייעות לתעלה. יקר יותר מהמערכת האופקית להתקנה, המערכת האנכית עושה שימוש בסדרה של חורים קדוחים. החורים הם בקוטר 4 אינץ 'בקירוב ובמרחק של כ -20 זה מזה. העומקים תלויים בעיצוב המערכת ובקרקעות אך יכולים לנוע בעומק 100 עד 400 רגל. הצינורות מוזנים ומגבים כל חור שקדח אליהם ומחוברים באמצעות צינור סעפת חפורה מעבר לראש המחבר את המערכת למשאבת החום בבית.

גוף מים: שיטה פחות נפוצה ללכידת חום קרקע היא שימוש בגוף מים קרוב כמו בריכה או אגם. בשיטה זו צינור הפלסטיק פועל ממשאבת החום לגוף המים ומונח בסלילים 8 עד 10 רגל מתחת לפני המים. גוף המים צריך להיות בגודל מתאים לתומך בעומסי החום הגיאותרמיים ולהיות בעומק הראוי. לעתים קרובות נדרש תיאום ואישור סוכנויות מקומיות ומדינות.

עלויות של מערכת גיאותרמית

עלות התקנת מערכת גיאותרמית תשתנה לפי סוג מערכת הלולאה המשמשת וגודל המערכת הגיאו-תרמית עצמה. עלויות מערכת גיאו-תרמית של לולאה קרקעית אופקיות הן כ -2, 700.00 דולר לטון בשנת 2017 דולר. אם תבחר מערכת לולאה אנכית העלות תעלה משמעותית מכיוון שעלויות הקידוח יכולות להיות בין 30, 000 ל 40, 000 $ ומעלה, תלוי בקרקעות, גישה לאתר וגודל המערכת.

ביישום הנכון הגיאותרמי יכול להיות פתרון חסכוני ורגיש לסביבה לחימום וקירור ביתי. שווה להסתכל, במיוחד כשהתשובה ממש מתחת לרגליך.