Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας

ΠΏΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΊ;

Μια γεωθερμική αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί τη σταθερά κάτω από τη θερμοκρασία του εδάφους του εδάφους ή του νερού για τη θέρμανση και την ψύξη του σπιτιού σας.

Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας (GHPs), μερικές φορές αναφέρoνται ως GeoExchange, γη-σε συνδυασμό, γεωθερμίας, ή αντλίες θερμότητας νερού-, ήταν σε χρήση από τα τέλη της δεκαετίας του 1940. Χρησιμοποιούν τη σταθερή θερμοκρασία της γης ως μέσο ανταλλαγής αντί της εξωτερικής θερμοκρασίας του αέρα. Αυτό επιτρέπει στο σύστημα να φθάσει αρκετά υψηλά ποσοστά απόδοσης (300% έως 600%) τις πιο κρύες νύχτες του χειμώνα, σε σύγκριση με το 175% έως 250% για τις αντλίες θερμότητας αέρας- σε κρύες  ημέρες.
μετάφραση google

Παρά το γεγονός ότι πολλά τμήματα των εμπειριών της χώρας εποχική ακραίες θερμοκρασίες - από καύσωνα το καλοκαίρι του μηδενός κρύο το χειμώνα, λίγα μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης το έδαφος παραμένει σε μια σχετικά σταθερή θερμοκρασία. Ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος, οι θερμοκρασίες εδάφους κυμαίνονται από 45 ° F (7 ° C) έως 75 ° F (21 ° C). Όπως ένα σπήλαιο, αυτή η θερμοκρασία του εδάφους είναι θερμότερος από τον αέρα πάνω από αυτό κατά τη διάρκεια του χειμώνα και δροσερό από τον αέρα το καλοκαίρι. Η GHP εκμεταλλεύεται αυτό με ανταλλαγή θερμότητας με τη γη μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας εδάφους.

Όπως και με κάθε αντλία θερμότητας, η γεωθερμική και το νερό-πηγή αντλίες θερμότητας είναι σε θέση να θερμάνει, κρυο, και, αν υπάρχει, η προμήθεια από το σπίτι με ζεστό νερό. Ορισμένα μοντέλα των γεωθερμικών συστημάτων είναι διαθέσιμα με συμπιεστές δύο ταχυτήτων και ανεμιστήρες μεταβλητού για περισσότερη άνεση και εξοικονόμηση ενέργειας. Σε σχέση με τις αντλίες θερμότητας αέρας-νερου, είναι πιο ήσυχο, διαρκούν περισσότερο, χρειάζονται ελάχιστη συντήρηση, και δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα.

Μια αντλία θερμότητας διπλής πηγής συνδυάζει μια αντλία θερμότητας αέρας-νερου με μια γεωθερμική αντλία θερμότητας. Αυτές οι συσκευές συνδυάζουν το καλύτερο και των δύο συστημάτων. Αντλίες θερμότητας διπλής πηγής έχουν υψηλότερη βαθμολογία απόδοση από τις μονάδες αέρα-source, αλλά δεν είναι τόσο αποτελεσματική όσο γεωθερμικές μονάδες. Το κύριο πλεονέκτημα των συστημάτων διπλής πηγής είναι ότι κοστίζουν πολύ λιγότερο για την εγκατάσταση από μια ενιαία μονάδα γεωθερμική, και να εργαστούν σχεδόν εξίσου καλά.

Ακόμη και αν η τιμή της εγκατάστασης ενός γεωθερμικού συστήματος μπορεί να είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από ένα σύστημα κλιματισμού πηγής του ίδιου θέρμανσης και ψύξης, οι πρόσθετες δαπάνες θα σας επιστραφούν στην εξοικονόμηση ενέργειας σε 5 έως 10 χρόνια. Ζωής του συστήματος εκτιμάται σε 25 έτη για τα εσωτερικά εξαρτήματα και 50 + χρόνια για το βρόχο έδαφος. Υπάρχουν περίπου 50.000 γεωθερμικές αντλίες θερμότητας που έχουν εγκατασταθεί στις Ηνωμένες Πολιτείες κάθε χρόνο. Για περισσότερες πληροφορίες, επισκεφθείτε την ιστοσελίδα:

ΤΎΠΟΙ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΏΝ ΣΥΣΤΗΜΆΤΩΝ ΑΝΤΛΙΏΝ

Υπάρχουν τέσσερις βασικοί τύποι των συστημάτων βρόχου γείωσης. Τρία από αυτά - οριζόντια, κάθετα, και την τεχνητή λίμνη / λίμνη - είναι συστήματα κλειστού βρόχου. Ο τέταρτος τύπος συστήματος είναι η επιλογή ανοικτού βρόχου. Ποιο ένα από αυτά είναι το καλύτερο εξαρτάται από το κλίμα, τις συνθήκες του εδάφους, διαθέσιμες εκτάσεις, καθώς και τοπικών δαπανών εγκατάστασης στην περιοχή. Όλες αυτές οι προσεγγίσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τις οικιστικές και εμπορικές εφαρμογές κτιρίου.

CLOSED-LOOP SYSTEMS

Οι περισσότερες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας κλειστού βρόχου κυκλοφορεί ένα αντιψυκτικό διάλυμα μέσω ενός κλειστού βρόχου - συνήθως κατασκευασμένα από πλαστικό σωλήνα - που είναι θαμμένο στο έδαφος ή βυθίζεται στο νερό. Σ μεταβιβάσεις εναλλάκτη θερμότητας θερμότητας μεταξύ του ψυκτικού μέσου στην αντλία θερμότητας και του αντιψυκτικού διαλύματος στον κλειστό βρόχο. Ο βρόχος μπορεί να είναι σε οριζόντια, κάθετη, ή λίμνη / λίμνη διαμόρφωσης.

Μία παραλλαγή αυτής της προσέγγισης, που ονομάζεται η άμεση ανταλλαγή, δεν χρησιμοποιεί έναν εναλλάκτη θερμότητας και αντί να αντλεί το ψυκτικό μέσω σωλήνων χαλκού που είναι θαμμένοι στο έδαφος σε οριζόντια ή κάθετη διάταξη. Συστήματα άμεσης ανταλλαγής απαιτούν έναν μεγαλύτερο συμπιεστή και λειτουργούν καλύτερα σε υγρά εδάφη (όπου μερικές φορές απαιτείται συμπληρωματική άρδευση για να κρατήσει το υγρό έδαφος), αλλά θα πρέπει να αποφεύγετε την εγκατάσταση στο έδαφος διαβρωτική για το χάλκινους σωλήνες. Επειδή τα συστήματα αυτά κυκλοφορούν ψυκτικό μέσω του εδάφους, τους τοπικούς περιβαλλοντικούς κανονισμούς μπορεί να απαγορεύσει τη χρήση τους σε ορισμένες περιοχές.

ΟΡΙΖΌΝΤΙΟΣ

Αυτός ο τύπος εγκατάστασης είναι γενικά πιο αποδοτική για οικιακές εγκαταστάσεις, ιδιαίτερα για νέες κατασκευές, εφόσον υπάρχουν επαρκή γη είναι διαθέσιμο. Απαιτεί χαρακώματα τουλάχιστον τέσσερα μέτρα βάθος. Οι πιο κοινές διατάξεις είτε χρησιμοποιούν δύο σωλήνες, ένα θαμμένο σε έξι πόδια, και το άλλο σε τέσσερα πόδια ή δύο σωλήνες τοποθετημένους πλάι-πλάι σε πέντε πόδια στο έδαφος σε δύο-πόδι ευρύ τάφρο. Η μέθοδος Slinky ™ της looping σωλήνα επιτρέπει περισσότερη σωλήνα σε ένα μικρότερο τάφρο, η οποία μειώνει το κόστος εγκατάστασης και καθιστά δυνατή την οριζόντια εγκατάσταση σε περιοχές που δεν θα ήταν με τη συμβατική οριζόντιες εφαρμογές.

Εικονογράφηση ένα οριζόντιο σύστημα κλειστού βρόχου δείχνει η σωλήνωση βγείτε από το σπίτι και να εισέρχονται στο έδαφος, στη συνέχεια διακλαδίζεται σε τρεις σειρές στο έδαφος, με κάθε σειρά αποτελείται από έξι επικάλυψη κάθετη βρόχους του σωλήνα.  Στο τέλος των σειρών, οι σωλήνες κατευθύνονται πίσω στην αρχή των σειρών και συνδυάζονται σε ένα σωλήνα που τρέχει πίσω στο σπίτι.

ΚΑΤΑΚΌΡΥΦΟΣ

Μεγάλα εμπορικά κτίρια και τα σχολεία συχνά χρησιμοποιούν κάθετα συστήματα διότι η έκταση γης που απαιτείται για οριζόντια βρόχους θα ήταν απαγορευτικό. Κάθετη βρόχοι χρησιμοποιούνται επίσης όταν το έδαφος είναι πολύ ρηχή για την εκσκαφή ορυγμάτων, και ελαχιστοποιούν τη διαταραχή στις υπάρχουσες εξωραϊσμού. Για ένα κατακόρυφο σύστημα, οι οπές (περίπου τέσσερις ίντσες σε διάμετρο) διανοίγεται περίπου 20 πόδια χώρια και 100 έως 400 μέτρα βάθος. Σε αυτές τις οπές πάει δύο σωλήνες που συνδέονται στο κάτω μέρος με ένα U-στροφή για να σχηματίσει ένα βρόχο. Οι κατακόρυφες βρόχοι συνδέονται με οριζόντιο σωλήνα (δηλ., πολλαπλή), τοποθετούνται σε τάφρους, και συνδέεται με την αντλία θερμότητας στο κτίριο.

Εικονογράφηση ενός κατακόρυφου συστήματος κλειστού βρόχου δείχνει η σωλήνωση αφήνοντας ένα κτίριο και εισέρχονται στο έδαφος, τότε διακλάδωση σε τέσσερις σειρές στο έδαφος.  Σε κάθε σειρά, ο σωλήνας παραμένει οριζόντια εκτός αναχωρούν με τρεις βαθιές κάθετες βρόχους.  Στο τέλος της σειράς, η σωλήνωση βρόχους πίσω στην αρχή της σειράς και συνδυάζει σε μία σωλήνα που τρέχει πίσω στο κτίριο.

POND / LAKE

Αν η περιοχή έχει ένα κατάλληλο όργανο του νερού, αυτό μπορεί να είναι το χαμηλότερο κόστος επιλογή. Ένας σωλήνας γραμμή παροχής κινείται υπογείως από το κτίριο στο νερό και τυλιγμένα σε κύκλους τουλάχιστον οκτώ πόδια κάτω από την επιφάνεια για να μην παγώσουν. Τα πηνία θα πρέπει να τοποθετείται μόνο σε μια πηγή νερού που πληροί τις ελάχιστες όγκο, βάθος και ποιοτικά κριτήρια.

Εικονογράφηση ενός ή λίμνη κλειστό σύστημα βρόχου δείχνει η σωλήνωση βγείτε από το σπίτι και να εισέρχονται στο έδαφος, στη συνέχεια, εκτείνεται σε ένα ή λίμνη.  Η σωλήνωση πέφτει βαθιά μέσα στη λίμνη ή τη λίμνη και στη συνέχεια βρόχους οριζόντια σε επτά μεγάλες αλληλεπικαλυπτόμενες βρόγχους, έπειτα επιστρέφει στην άκρη του νερού, εκτείνεται μέχρι κοντά στην επιφάνεια, και επιστρέφει πίσω στο σπίτι.

OPEN LOOP-SYSTEM

Αυτός ο τύπος συστήματος χρησιμοποιεί καλά ή επιφανειακών υδάτων σώματος καθώς το ρευστό ανταλλαγής θερμότητας που κυκλοφορεί απευθείας μέσω του συστήματος GHP. Μόλις έχει κυκλοφορήσει μέσω του συστήματος, το νερό επιστρέφει στο έδαφος μέσω του καλά, μια επαναφόρτιση καλά, ή εκκένωσης επιφάνεια. Αυτή η επιλογή είναι προφανώς πρακτική μόνο όταν υπάρχει επαρκής παροχή σχετικά καθαρού νερού, και όλοι οι τοπικοί κώδικες και κανονισμούς σχετικά με την απαλλαγή των υπόγειων υδάτων πληρούνται.

Εικονογράφηση ενός συστήματος ανοικτού βρόχου δείχνει ένα σωλήνα που μεταφέρει νερό έξω από το σπίτι, στο έδαφος, και πάνω σε ένα πηγάδι, όπου οι απορρίψεις στα υπόγεια νερά.  Ένα ξεχωριστό σωληνάριο σε ένα καλά κάποια απόσταση μακριά αντλεί νερό από το πηγάδι και το επιστρέφει στο σπίτι.

ΥΒΡΙΔΙΚΆ ΣΥΣΤΉΜΑΤΑ

Υβριδικά συστήματα που χρησιμοποιούν πολλές διαφορετικές γεωθερμικών πόρων, ή ένα συνδυασμό των γεωθερμικών πόρων με τον εξωτερικό αέρα (δηλαδή, ένας πύργος ψύξης), είναι μια άλλη επιλογή τεχνολογίας. Υβριδικές προσεγγίσεις είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική εκεί όπου οι ανάγκες ψύξης είναι σημαντικά μεγαλύτερες από τις ανάγκες θέρμανσης. Όταν οι τοπικές άδειες γεωλογία, η «στέκεται καλά στήλη" είναι μια άλλη επιλογή. Σε αυτή την παραλλαγή ενός συστήματος ανοικτού βρόχου, ένα ή περισσότερα βαθιά πηγάδια κάθετες διανοίγεται. Νερό τραβιέται από τον πυθμένα της στήλης ενός διαρκούς και επέστρεψε στην κορυφή. Κατά τη διάρκεια περιόδων αιχμής θέρμανσης και ψύξης, το σύστημα μπορεί να αιμορραγήσουν ένα τμήμα του νερού επιστροφής, αντί της επανεισαγωγής του όλα, προκαλώντας εισροή νερού στην στήλη από την περιβάλλουσα υδροφόρο ορίζοντα. Ο κύκλος εξαέρωσης ψύχει τη στήλη κατά τη διάρκεια της απόρριψης θερμότητας, θερμαίνει κατά την εκχύλιση θερμότητας, και μειώνει την απαιτούμενη βάθος οπής.