Геотермалната топлина представлява около два процента от общия пазар на отопление в САЩ, с инсталирани над 1,3 милиона системи. Геотермалната система не изгаря изкопаеми горива, за да създава топлина. Той предава топлина. И в това е нейният чар: За пренос на топлина отнема по-малко енергия, отколкото за производство на топлина.
Как работят геотермалните системи
За да се използва топлината, съхранявана в земята, геотермална система улавя и преобразува тази топлина за използване в дома. Системните компоненти включват контур от тръба, течност за поглъщане и пренос на топлина и блок с термопомпа за обработка на топлината за употреба. За улавяне на топлината течността циркулира през тръба, заровена в земята. Докато циркулира, той поглъща запасената топлина на земята, която остава постоянна на 50 до 60 градуса по Фаренхайт 10 фута под нивото на земята.
Нагрятата течност влиза в термопомпено устройство. В този уред топлината от тръбопроводната течност се абсорбира от течен хладилен агент, запечатан в устройството. Този хладилен агент се изпарява и се компресира, което повишава температурата му до около 100 градуса по Фаренхайт.
Сега газ, хладилният агент преминава през топлообменник, където топлината се отстранява и изпомпва в къщата. С премахната топлина хладилният агент се охлажда. Той се връща в течно състояние и продължава да циркулира, като непрекъснато поглъща и използва топлината, предадена от земята през тръбопроводната течност.
Ефективно отопление с ниска поддръжка
Геотермалните термопомпи са станали доста ефективни. Тяхната ефективност на отопление се посочва от коефициента на ефективност или COP, съотношението на топлината, предоставена на британска топлинна единица (Btu) на вложената енергия.
Термопомпите с рейтинг Energy Star имат отоплителна COP, започваща от 2,8, което означава, че за всяка единица енергия, използвана за захранване на системата, се доставят 2,8 единици топлина.
Геотермалните системи са лесни за поддръжка. Правилно инсталираният и заровен контур може да продължи близо 50 години. Механичните елементи се инсталират на закрито и обикновено изискват само периодични проверки и смяна на филтъра.
Системи със затворен цикъл
Геотермалните отоплителни системи работят като конфигурации със затворен или отворен цикъл. Определянето на кой цикъл да се използва зависи от фактори на обекта като състав на почвата, озеленяване и подземни комунални услуги.
Затворен контур използва течния разтвор в запечатан тръбен контур, монтиран хоризонтално или вертикално под земята.
Хоризонталните контури се използват, когато има достатъчно използваема земя. Тръбите се монтират в изкопи, изкопани около шест фута дълбочина и дълги от 100 до 600 фута, в зависимост от размера на системата.
Вертикалните контури са единственият избор, когато има ограничено пространство, ако собственикът на къщата не иска да се нарушава пейзажът или когато при копаенето ще се срещнат много скали. За да се монтира тръбата, отворите с малък диаметър с дълбочина от 100 до 400 фута се пробиват с помощта на оборудване за пробиване на кладенци. Вертикалните контури са свързани с къщата чрез хоризонтална подземна тръба. Когато е скучно за вертикални контури, се прилагат кодове за пробиване на кладенци.
Запечатана система може да се постави и на дъното на езерото, ако в имота има езерце. Циклите на езерцето могат да бъдат най-икономичният вариант, тъй като голяма част от разходите за изкопни работи могат да бъдат елиминирани.
Системи с отворена верига
Системата с отворен контур използва топлината от кладенечната вода, а не топлината от земята. Подземните води, които също остават при относително постоянна температура целогодишно, се внасят в блока на термопомпата и топлината се извлича по метод, подобен на системата със затворен цикъл.
Водата не циркулира, но прави един проход и се елиминира. Може да се пусне в канавка, дренажни плочки или езерце. Той може също да бъде върнат към водната маса чрез връщане на сондаж, пробит в земята. При опасения относно намаляващи и замърсени водоносни хоризонти обаче е важно да се проверят местните условия и кодове, преди да се вземе решение за този тип система.
Разходи и изплащане
Първоначалните разходи за монтаж и оборудване за геотермални термопомпи варират в зависимост от зрелостта на местния пазар, вида и размера на системата и обекта. Няма съмнение, че системата ще струва повече в началото от конвенционалната пещ на изкопаеми горива.
Ако домът няма канализация, може да се наложи собственикът да добави това към цената. Въпреки това, малък дом, който използва отоплителна плоча, може да се откаже от инсталацията на каналите.
Грубите изчисления показват, че геотермалната система от земни източници е от 1000 до 2500 долара за тон капацитет. Тон капацитет, според Федералната програма за управление на енергетиката на Министерството на енергетиката, се превежда на 12 000 Btu на час. В отоплителния климат се изчислява, че е необходим тон капацитет на всеки 550 квадратни метра.
Обжалването на разходите за геотермална топлина е в оперативното възвръщане. Системата доставя повече енергия на консумирана единица от конвенционалните системи, ефективност до 400% в сравнение с ефективност от 75 до 90% за пещи на изкопаеми горива.
Според Джим Боуз, изпълнителен директор на Международната асоциация за термопомпи за наземни източници в Държавния университет на Оклахома в Стиллуотър, ОК, съществуващ дом с по-стара пещ може да очаква подобрение на ефективността с около 50 процента чрез преминаване към геотермална енергия. Нов дом с най-добрата пещ на изкопаеми горива би очаквал подобрение от 30 процента.
Вземете максимума от вашата геотермална система
Не очаквайте нова система за решаване на проблемите ви с отоплението, освен ако не намалите отоплителния товар. Запечатайте всички течове. Проверете дали метеорологичната лента е в добра форма и дали каналната система не изтича. Премахване на чернови. Помислете дали да не направите оценка на топлинните загуби / топлинната печалба / изтичане на дома.
Намерете фирма, която е сертифицирана, с хора, обучени специално за геотермални технологии, и получете повече от оферта. Поискайте препоръки и се обадете на тези собственици на жилища. Поискайте да видите инсталациите, които компанията е завършила.
Обсъдете предимствата на хибридната система. Термопомпа с наземен източник може да се добави към съществуваща пещ с принудителен въздух и да се използва нейната вентилаторна машина. Термопомпите с двоен източник са по-евтини за инсталиране и са по-ефективни от самото устройство за въздушен източник. Попитайте за вентилатори с променлива скорост и многоскоростни компресори в системата, за да подобрите комфорта и ефективността.
Помислете за способността на системата да произвежда топла вода. Устройство, наречено "дезоператор", може да допълни производството на битова гореща вода, като използва излишната топлина, когато системата работи. За тези, които искат системата да осигури всички нужди от топла вода, има някои системи с пълно търсене, които използват отделно устройство за битова гореща вода.