Hvordan hjemmevarmeoppvarmingspumper arbeider

BankerBilder / GettyImages

Geotermisk er verdt en titt

Ønsker du å spare energi og spare penger på både oppvarming og kjøling av hjemmet ditt? Vel, svaret er ikke bare rett under nesen din, det kan være rett under føttene dine!

Under frostlinjen et par meter finner du bakken er en gjennomsnittstemperatur på ca. 55 grader F. Varmet kommer fra et lag med smeltet stein dypt i jordskorpen, som kalles magma. Magma kan nå temperaturer på 2400 grader F, og da denne varmen utstråler, avhengig av geografisk breddegrad, kan jordtemperaturen variere mellom 45 ° F og 75 ° F.

Dette skaper en fin, pålitelig og bærekraftig varmekilde som kan utnyttes for våre oppvarming og kjølebehov.

Denne konstante temperaturen på jorden brukes i en geotermisk eller jordkilde varmepumpe. I motsetning til en ovn som brenner naturgass eller olje for å produsere varme om vinteren, konsentrerer jordvarmepumpen varmen som ligger i bakken like under overflaten. Geotermisk kan ikke bare brukes til å varme og kjøle huset vårt, men også for å varme opp vårt husholdningsvann.

Hvordan et geotermisk system fungerer:

Så hvordan skjer denne magien? Vel, det er egentlig ganske enkelt. Det geotermiske systemet er en varmepumpe som bruker jorden som kjøleboks (sommer) eller en varmekilde (vinter).

Et geotermisk system vil bruke en serie rør (begravet under frostlinjen i bakken) som kalles en løkke. Rør i løkken er vanligvis laget av plast og fylt med vann og frostvæske. En pumpe sirkulerer vannløsningen til varmepumpen inne i hjemmet.

Der en kompressor og varmeveksler bruker det nominelle 55 graders vann for å enten varme eller kjøle hjemmet.

Om vinteren er luften (f.eks. 10 grader F) kaldere enn jordens temperatur under jorden (f.eks. 55 grader F). Det geotermiske systemet sirkulerer vannløsningen gjennom jordsløyfen og absorberer varmen fra jorden.

Det nominelle 55 graders vannet blir ført til varmepumpen eller ovnen for å bli oppvarmet ytterligere etter behov og deretter fordelt på kanalverk gjennom hele hjemmet.

På sommeren er luften (f.eks. 90 grader F) varmere enn 55 grader F under jorden. Her absorberer geotermisk varmeveksler varmen i hjemmet, og systemet sirkulerer vannløsningen gjennom jordsløyfen for å avkjøle den, dumpe varmen i bakken. Det kjølige vannet blir da brukt av varmeveksleren og distribuert av kanalverk gjennom hele huset for å kjøle huset.

Geotermiske systemer koster og kjennetegner:

• Geotermisk er et meget energieffektivt oppvarmings- og kjølejordkilde-varmepumpeanlegg, med besparelser over konvensjonelle gassforsynte luftanlegg og luftkjølte varmepumper på mellom 25% og 50%.
• Payback er mellom 5 og 10 år, men mye kortere hvis det sammenlignes med et elektrisk og elektrisk motstandsoppvarming og kjøling alternativ hvor geotermisk kan bruke opptil 75% mindre elektrisk energi.
• Fra 1. januar 2017 er geotermisk kun kvalifisert for en $ 300 Federal skattemelding hvis varmepumpesystemet oppfyller DOE Energy Star SEER- og COP-standarder. Tidligere skattekreditter endte 31. desember 2016.
• Geotermisk kan i noen tilfeller ettermonteres til en eksisterende ovn med en luftbehandler. Du kan også finne geotermiske varmepumper som har egen integrert luftbehandler. Hvis huset ditt har varmtvannsbaseboardvarme, kan det også ettermonteres med et geotermisk system.
  

Typer av geotermiske systemer:

Jordbunns geotermiske varmepumper er oftest installert som lukket system. Det betyr at væsken i løkken blir kontinuerlig resirkulert. Åpne løkke systemer er mindre vanlige, og bruk en jordbrønn, sjø, elv eller annet overflatevann som væsken til varmeveksleren. Vannet dumpes deretter tilbake i bakken eller i vannkroppen etter bruk.

Closed loop systemer er vanligvis installert som en horisontal loop, vertikal loop eller vann kroppssystemer. Vannkroppssystemer bruker overflatevannskropper som den konstante varmekilden i motsetning til bakken. La oss se på disse tre forskjellige metodene.

Horisontal sløyfe: Horisontale sløyfesystemer er de mest økonomiske å installere, men en av deres ulemper er mengden jord som kreves for å installere de horisontale bakken.

Et geotermisk system kan kreve 1, 500 til 3 000 lineære føtter av rør eller mer, avhengig av husstørrelse og belastning. Hvis du har det nødvendige arealet, er den vanligste boligmetoden å enten installere to rør ved siden av en 5 meter dyp grøft eller ett rør løp i en 6 fot dyp grøft og den andre løper i en 4 fot dyp grøft.

En tredje metode kan brukes der det nødvendige arealet for lengre rørrør ikke er tilgjengelig. Denne metoden løkker eller spoler røret i dypere korte grøfter. Dette tillater den nødvendige overflatekontakt med jorda, men i mindre horisontal grøftlengde.

Vertikal sløyfe: Det vertikale sløyfe systemet brukes i situasjoner hvor det er nødvendig land er stramt eller jordene ikke bidrar til grøfting. Dyrere enn det horisontale systemet som skal installeres, bruker det vertikale systemet en serie borede hull. Hullene er nominelt 4 "i diameter og er fordelt rundt 20 fra hverandre. Dybder avhenger av systemdesign og jord, men kan variere fra 100 til 400 fot dyp. Rørene blir matet ned og sikkerhetskopiert hvert borehull til og forbundet med et grøftrørrør over toppen som forbinder systemet med varmepumpen i huset.

Vannkropp: En annen mindre vanlig metode for opptak av bakkenvarme er å bruke en nær vannkropp som en dam eller en innsjø. Med denne metoden går plastrøret fra varmepumpen til vannkroppen og plasseres i spoler 8 til 10 fot under vannoverflaten. Vannkroppen må ha en tilstrekkelig størrelse til å understøtte geotermiske belastninger og ha riktig dybde.Koordinering med og godkjenning av lokale og statslige byråer er ofte nødvendig.

Kostnadene ved et geotermisk system:

Kostnadene ved installasjon av et geotermisk system vil variere avhengig av type sløyfesystem og størrelsen på det geotermiske systemet selv. Kostnadene for et horisontalt jordløps geotermisk system er om lag $ 2, 700,00 per tonn i 2017 dollar. Hvis du velger et vertikalt sløyfesystem, øker kostnaden betydelig, da borekostnadene kan være $ 30 000 til $ 40 000 eller mer, avhengig av jord, nettstedstilgang og systemstørrelse.

I den rette applikasjonen kan geotermisk være en kostnadseffektiv og miljøsensitiv løsning for oppvarming og kjøling hjemme. Det er verdt en titt, spesielt når svaret er rett under føttene dine.