BankerBilder / GettyImages
Vil du spare energi og spare penger på både å varme og avkjøle hjemmet ditt? Vel, svaret er ikke bare rett under nesen, det kan være rett under føttene dine!
Under frostlinjen noen få meter vil du finne at bakken er en gjennomsnittstemperatur på omtrent 55 grader F. Varmen kommer fra et lag med smeltet stein dypt i jordskorpen kalt magma. Magma kan nå temperaturer på 2400 grader F, og ettersom denne varmen stråler opp, avhengig av geografisk breddegrad, kan bakketemperaturene variere mellom 45 ° F til 75 ° F. Dette skaper en fin pålitelig og bærekraftig varmekilde som kan utnyttes etter behov for oppvarming og kjøling av hjemmet.
Denne konstante temperaturen på jorden brukes i en geotermisk eller bakkekilde varmepumpe. I motsetning til en ovn som brenner naturgass eller olje for å produsere varme om vinteren, konsentrerer den geotermiske varmepumpen varmen som er i bakken rett under overflaten. Geotermisk kan ikke bare brukes til å varme og avkjøle hjemmet vårt, men også til å varme opp husvannet vårt.
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 en kjøleribbe (sommer) eller en varmekilde (vinter).
Et geotermisk system vil bruke en serie rør (begravet under frostlinjen i bakken) som kalles en sløyfe. Rør i løkken er vanligvis laget av plast og fylt med en vann og frostvæske-løsning. En pumpe sirkulerer vannløsningen til varmepumpen inne i hjemmet. Der bruker en kompressor og varmeveksler det nominelle 55-graders vannet til enten å varme opp eller avkjøle huset.
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 jordløkken og absorberer varmen fra jorden. Det nominelle 55-graders vannet føres til varmepumpen eller ovnen for å bli oppvarmet ytterligere etter behov og deretter distribuert med kanalarbeid i hele hjemmet.
Om sommeren er luften (f.eks. 90 grader F) varmere enn 55 grader under jorden. Her absorberer den geotermiske varmeveksleren varme i hjemmet, og systemet sirkulerer vannløsningen gjennom bakkesløyfen for å avkjøle den, og dumpe varmen i bakken. Det kalde vannet blir deretter brukt av varmeveksleren og distribuert med kanalarbeid i hele huset for å avkjøle huset.
Kostnader og kjennetegn ved geotermiske systemer
- Geotermisk er et veldig energieffektivt varmepumpesystem for oppvarming og kjøling av bakkekilde med verktøybesparelser i forhold til konvensjonelle gass-tvungne luftanlegg og luftvarmepumper på mellom 25 og 50 prosent. Tilbakebetaling er mellom 5 til 10 år, men mye kortere hvis man sammenligner med et all-elektrisk motstandsoppvarming og kjøling alternativ der geotermisk kan bruke opptil 75 prosent mindre elektrisk energi. Fra 1. januar 2017 er geotermisk bare kvalifisert for en føderal skattekreditt på $ 300 hvis varmepumpesystemet oppfyller DOE Energy Star SEER- og COP-standarder. Tidligere skattekreditt ble avsluttet 31. desember 2016. Geotermisk kan i noen tilfeller ettermonteres til en eksisterende ovn med en luftforhandler. Du kan også finne geotermiske varmepumper som har en egen integrert luftbehandler. Hvis huset ditt har varmt vann baseboard varme kan det også ettermonteres med et geotermisk system.
Typer geotermiske systemer
Jordsløyfe geotermiske varmepumpesystemer er ofte installert som et lukket sløyfesystem. Det betyr at væsken i løkken blir kontinuerlig resirkulert. Åpne sløyfesystemer er mindre vanlige og bruker en grunnbrønn, innsjø, elv eller annet overflatevann som væske for varmeveksleren. Vannet blir deretter dumpet tilbake i bakken eller i vannforekomsten etter bruk.
Lukkede sløyfesystemer er vanligvis installert som en horisontal sløyfe, vertikal sløyfe eller vannforekomstsystem. Vannkroppssystemer bruker overflatevannforekomster som den konstante varmekilden i motsetning til bakken. La oss gå gjennom disse tre forskjellige metodene.
Horisontal sløyfe: Horisontale sløyfesystemer er de mest økonomiske å installere, men en av ulempene er mengden land som kreves for å installere de horisontale jordløkkene. Et geotermisk system kan kreve 1.500 til 3.000 lineære fot rør eller mer, avhengig av husets størrelse og belastninger. Hvis du har det nødvendige arealet tilgjengelig, er den vanligste boligmetoden å enten installere to rør side om side i en fem fots dyp grøft eller ett rør i en seks fots dyp grøft og det andre i en firfots dyp grøft.
En tredje metode kan brukes der det nødvendige land for lengre rørrør ikke er lett tilgjengelig. Denne metoden løkker eller kveiler røret i dypere korte grøfter. Dette tillater den nødvendige overflatekontakten med jorda, men i mindre horisontal grøftlengde.
Vertikal sløyfe: Det vertikale sløyfesystemet brukes i situasjoner der ønsket land er tett eller jordsmonn ikke bidrar til grøfting. Dyrere enn det horisontale systemet å installere, bruker det vertikale systemet en serie borede hull. Hullene er nominelt 4 ”i diameter og har en avstand på rundt 20 fra hverandre. Dybder avhenger av systemdesign og jordsmonn, men kan variere fra 100 til 400 fot dypt. Rørene blir matet ned og sikkerhetskopiert hvert boret hull til og koblet sammen med et grøftet manifoldrør over toppen som kobler systemet til varmepumpen i huset.
Vannforekomst: En annen mindre vanlig metode for å fange bakkevarme er å bruke en nærliggende vannforekomst som et tjern eller en innsjø. Med denne metoden går plastrøret fra varmepumpen til vannforekomsten og plasseres i spoler 8 til 10 fot under vannoverflaten. Vannforekomsten må være av tilstrekkelig størrelse for å støtte den geotermiske varmebelastningen og ha den rette dybden. Koordinering med og godkjenning av lokale og statlige etater er ofte nødvendig.
Kostnader for et geotermisk system
Kostnaden for å installere et geotermisk system vil variere av typen sløyfesystem som brukes og størrelsen på selve det geotermiske systemet. Kostnadene for et horisontalt geotermisk bakkesløyfesystem er omtrent $ 2.700, 00 per tonn i 2017 dollar. Hvis du velger et vertikalt sløyfesystem vil kostnadene øke betydelig da borekostnadene kan være $ 30.000 til $ 40.000 eller mer, avhengig av jordsmonn, tilgang til stedet og størrelsen på systemet.
I riktig applikasjon kan geotermisk være en kostnadseffektiv og miljøfølsom løsning for oppvarming og kjøling av hjemmet. Det er verdt å se, spesielt når svaret er rett under føttene dine.
