Geoterminiai šilumos siurbliai: vadovas pradedantiesiems

Geoterminiai šilumos siurbliai yra efektyviausias energiją vartojantis ir aplinkai nekenksmingas šildymo ir aušinimo būdas nenuostabu, kad JAV departamento duomenimis kiekvienais metais JAV sumontuojama 50 000 naujų geoterminių šilumos siurblių Energija. Nors geoterminiai šilumos siurbliai (taip pat žinomi kaip žemės šilumos siurbliai) gali žymiai sumažinti šildymo ir aušinimo išlaidas brangu įdiegti - nuo 10 000 iki 30 000 USD - tai tikriausiai pagrindinė priežastis, kodėl jų nėra daugiau juos. Geoterminiai šilumos siurbliai kainuoja tiek daug, nes jiems reikalinga palaidota vamzdynų sistema, kad šiluma pasikeistų su žeme, kuri yra pastovi 57 laipsnių Farenheito temperatūra keletą pėdų žemiau paviršiaus, nesvarbu, kur esate ir kokia oro temperatūra būna.

Šalia didelio vandens telkinio gyvenantys namų savininkai turi pranašumų, nes tvenkinys ar ežeras gali būti šilumos šaltinis žiemą ir šilumos kriauklę vasarą, o vandens šilumos siurblius yra pigiau įrengti nei žemės vieni. Nesvarbu, ar įrengiate žemės ar vandens šaltinių sistemą, jūs naudojate geoterminę energiją atsinaujinanti energija - ir sunaudojama tik tiek iškastinio kuro, kad šaltnešiui būtų tiekiama elektra kompresorius, a

Kaip veikia geoterminiai šilumos siurbliai

Apskritai, a šilumos siurblys veikia kaip šaldytuvas ar oro kondicionierius. Šaltnešis cirkuliuoja per vamzdžių sistemą, suformuotą į dvi skirtingas ritines. Viename rinkinyje - kondensatoriaus ritėse - šaltnešis yra suslėgtas ir kondensuojasi į skystį. Kitame rinkinyje - garintuvo ritėse - leidžiama garuoti. Kondensatas yra procesas, kuris išskiria šilumą, o garavimas absorbuoja šilumą. Šilumos siurblys tuo pasinaudoja, jei reikia, perjungdamas oro srautą tarp dviejų ritinių rinkinių ir šalindamas orą iš kitų ritinių. Tokiu būdu šilumos siurblys keičia šilumą su aplinka.

Oro šaltinio šilumos siurbliai, kurie yra labiausiai paplitę, keičia šilumą su išoriniu oru ir neveikia gerai esant šaltam klimatui, nes oras neturi daug šilumos mainams. Tačiau maždaug 5 pėdos žemiau žemės paviršiaus temperatūra yra pastovi, todėl žemės šilumos siurblys gali veikti beveik bet kur. Inžinierių problema yra tai, kaip pasinaudoti šiuo šilumos energijos rezervuaru, ir sprendimas yra bėgimas vamzdžių sistema po žeme, cirkuliuoja per ją skysčiu ir išgauna žemės šilumą skystas.

Vamzdžiai pagaminti iš PEX arba HDPE, kurie abu yra polietileno plastiko tipai, ir jie arba užpildyti vandens ir antifrizo (tipinis 25 proc. tirpalas), su vandeniu iš netoliese esančio vandens telkinio arba su požeminiu vandeniu. Cirkuliacinis siurblys palaiko jo judėjimą ir per šilumos mainą, esantį šilumos siurblio ortakyje, jis gali perduoti šilumą į šaldymo ritinius. Tada oras ortakio sistemoje cirkuliuoja pūstuvu.

Kilpinių sistemų tipai

Geoterminių šilumos siurblių ciklo sistemos gali būti atviros arba uždaros, o uždarojo ciklo sistemos yra dažniausios. Įrengus geoterminę sistemą, sistemos montuotojai užpildo vamzdžius vandens / antifrizo mišiniu ir, neleidžiant nutekėti, jo niekada nereikia papildyti. Yra trijų tipų uždarojo ciklo sistemos:

• ​Horizontalios kilpos, kurie yra ekonomiškai naudingiausi daugeliui programų, yra išdėstyti kaip septinio nutekėjimo lauko vamzdžiai. Du vamzdžiai palaidoti 5 pėdų gylyje, vienas šalia kito, arba vienas vamzdis palaidotas 6 pėdų gylyje, o kitas - virš jo 4 pėdų gylyje.

• ​Vertikalios kilposyra alternatyva, kai žemė yra per akmenuota horizontalioms kilpoms arba jei nėra pakankamai vietos. Viena ar dvi skylės išgręžiamos kelių šimtų pėdų gylyje, kad tilptų apačioje sujungtų vamzdžių pora.

• ​Vandens šaltinio kilposyra pastatyti po keliomis pėdomis vandens netoliese esančiame ežere ar tvenkinyje ir iš vandens semiasi šilumos, kuri 5–10 pėdų gylyje yra maždaug tokia pati kaip ir aplinkinės žemės. Požeminiai vamzdžiai taip pat gali prasiskverbti per vandeninguosius sluoksnius ir pakeisti šilumą su gruntiniu vandeniu.

Ano​​rašiklio kilpos sistemagali būti naudojamas, kai yra tinkamas vandens telkinys. Vietoj vandens / antifrizo mišinio jis paima vandenį tiesiai iš vandens šaltinio, cirkuliuoja vandeniu per šilumokaitis ir nuleisti jį atgal į vandens telkinį arba į drenažo griovį, atsižvelgiant į vietos taisykles. Bet kuri iš šių sistemų gali būti naudojama kartu su įprasta šildymo sistema, tokia kaip dujinė ar elektrinė krosnis, kad būtų pagaminta ahibridinė sistemakuris naudoja šilumos siurblį papildomai šilumai išlaikyti energijos sąnaudas.

Geoterminių šilumos siurblių pliusai ir minusai

Horizontalaus kontūro geoterminio šilumos siurblio montavimas keičia kraštovaizdį ir to neįmanoma atlikti kai kuriuose reljefo tipuose arba jei žemė yra labai miškinga, nes, kaip ir septinio nutekėjimo laukas, geoterminė kilpa yra pažeidžiama medžių šaknų įsiskverbimo. Vertikalios kilpos įrengimas gali būti priemonė, kai horizontali kilpa neveiks, tačiau tai brangiau, nes reikia gręžti šimtus pėdų gylio skylutes, dažnai per pagrindą. Vandens šaltinių sistemą įrengti yra nebrangiausia, tačiau tai yra galimybė pasirinkti tik tokias savybes, kurios yra pakankamai arti tinkamo vandens telkinio.

Jei nuspręsite įrengti geoterminio šilumos siurblio sistemą, uždirbsite šias privilegijas:

• ​Mažos eksploatacijos išlaidostai gali kompensuoti dideles įrengimo išlaidas vos per kelerius metus. Pradėję veikti, geoterminiai šilumos siurbliai kainuoja 65 proc. Mažiau nei įprastos šildymo sistemos. Nors šilumos siurblys sunaudoja daugiau elektros energijos nei a įprasta dujinio šildymo sistema, jis sunaudoja kur kas mažiau degalų.

• ​Ilgaamžiškumas.Patys šilumos siurbliai tarnauja maždaug tiek, kiek krosnys, arba nuo 15 iki 20 metų, ir juos lengva pakeisti. Geotermines kilpas yra sunkiau pakeisti, tačiau niekada neturėtumėte to daryti, nes jos trunka nuo 50 iki 100 metų.

• ​Švari, be emisijų šiluma. Geoterminiai šilumos siurbliai yra saugūs aplinkai ir nekelia jokio pavojaus smalkės apsinuodijimas namo viduje. Išmetamųjų teršalų kiekis iš esmės yra nulinis (išskyrus emisijas, susijusias su elektros gamyba).

• ​Papildomas energijos taupymas.Galite prijungti šilumos siurblį prie savo vandens šildytuvo ir jį naudoti vandeniui šildyti. Tai ne tik energijos taupymo strategija, bet ir švaresnė nei vandens šildymas dujomis ar elektra.

Du svarbiausi trūkumai yra išankstinės įrengimo išlaidos ir priklausomybė nuo vietos.

Trys klausimai, kuriuos reikia užduoti sau

Jei įdomu, ar turėtumėte apsvarstyti geoterminį šilumos siurblį savo namui, užduokite sau tokius klausimus:

​1. Ar mano namas yra geroje vietoje?​

Jei tai perpildytoje miesto aplinkoje, kurioje yra komunalinės vandens ir nuotekų sistemos, tikriausiai neturite vietos daug kasinėti ir vargu ar gausite reikiamus leidimus. Jei tai yra labai nuožulnioje ar labai miškingoje aplinkoje, įrengimas taip pat gali būti nepraktiškas.

​2. Ar man patinka mano kraštovaizdis toks, koks jis yra?​

Reikiamas kasimas yra trikdantis, todėl turite būti pasirengę pokyčiams. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl geoterminius šilumos siurblius geriausia montuoti kaip naujos statybos dalį, kai dar nėra sukurtas apželdinimas.

​3. Ar mano namas pakankamai įtemptas?​

Šilumos siurbliai tiekia ne tiek šilumos, kiek krosnys, ir daug jos neteksite dėl neužklijuotų langų ir blogai izoliuotų grindų ir lubų spragų. Tarpų sandarinimas ir izoliacijos atnaujinimas yra galimybė, tačiau tai padidina ir taip dideles išankstines išlaidas, susijusias su geoterminio šilumos siurblio įrengimu.