Pam haba geothermal: bagaimana ia berfungsi

Untuk pemeliharaan keselesaan dan tenaga utama, mulakan dengan menggali lubang

Ilustrasi oleh

Pemanas dan sistem penyejukan geothermal berkuasa elektrik dan pemindahan haba di antara rumah dan bumi menggunakan cecair yang diedarkan melalui gelung bawah tanah yang panjang.

Bagaimana ia berfungsi

Memandangkan semua perhatian yang diberikan kepada tenaga solar pada hari ini, anda mungkin terkejut mengetahui bahawa salah satu penyelesaian yang paling menjanjikan untuk kos tenaga tinggi tidak di langit tetapi dikebumikan jauh di bawah rumput anda. Pam haba geothermal yang cekap memberikan pemanasan yang bersih, tenang dan menyejukkan sementara memotong bil utiliti sehingga 70 peratus. "Dengan teknologi ini, semua orang boleh duduk di atas bekalan tenaga seumur hidup mereka, " kata pakar paip dan pakar pemanasan TOH, Richard Trethewey.

Pada dasarnya, pam haba panas bumi berfungsi seperti pam panas konvensional, dengan menggunakan penyejuk tekanan tinggi untuk menangkap dan memindahkan haba di antara dalam dan luar. Perbezaannya ialah sistem konvensional mengumpul haba mereka-dan menyingkirkannya-melalui udara luar. Sistem geoterma, sebaliknya, memindahkan haba melalui gelung penuh paip cecair yang dikebumikan di dalam tanah.

Apabila nenek moyang kita ditemui lama dahulu, jika anda pergi jauh jauh di bawah tanah, suhu bumi kekal 50 darjah atau lebih, tidak kira betapa panas atau sejuk ia mendapat di luar. Oleh itu, walaupun pam haba haba konvensional "berjuang" untuk memancarkan haba dari udara musim sejuk yang beku atau membuangnya ke dalam panas musim panas, rakan sejawat "sumbernya" mempunyai pekerjaan yang agak mudah untuk mengeluarkan dan membuang haba melalui 50 darjah cecair yang beredar di gelung tanahnya. Itulah sebabnya hanya satu kilowatt-jam elektrik untuk pam haba panas bumi untuk menghasilkan hampir 12, 000 Btu penyejukan atau pemanasan. (Untuk menghasilkan bilangan Btus yang sama, pam haba standard pada hari 95 darjah menggunakan 2.2 kilowatt-jam.) Sistem panas bumi adalah dua kali lebih cekap kerana penghawa dingin teratas dan hampir 50 peratus lebih cekap daripada relau gas terbaik, sepanjang tahun.

Satu lagi kelebihannya ialah tidak ada keperluan untuk peminat luar yang berisik untuk bergerak melalui gegelung pemampat. Unit-unit geoterma hanya mengepam cecair, supaya mereka boleh diletakkan di dalam bangunan, selamat dari unsur-unsur. Kebanyakan datang dengan jaminan 10 tahun, tetapi mereka boleh bertahan lebih lama. Dalam 29 tahun sejak Jim Partin, salah satu penerimanya yang terawal teknologi, dipasang di Stillwater, Oklahoma, rumahnya, dia menggantikan hanya dua suis kenalan.

Ilustrasi oleh

Bahagian pam haba

Seperti pam haba biasa, penyejuk dalam pam haba panas bumi berjalan dalam gelung melalui pemampat, kondensor, injap pengembangan, dan penyejat, mengumpul haba pada satu hujung dan memberikannya pada yang lain. Arah aliran penyejuk, yang dikawal oleh injap menterbalikkan, menentukan sama ada haba bergerak ke rumah pada musim sejuk (ditunjukkan) atau ditarik keluar pada musim panas. Dengan penambahan desuperater, kehangatan sisa dari sistem juga boleh menambah pemanas air konvensional, seterusnya mengurangkan bil tenaga.

Insentif Kos & Cukai

Walaupun terdapat manfaat ini, hanya 47, 000 unit geotermal dipasang pada tahun lepas di Amerika Syarikat. Ini hanya sekadar kecil berbanding dengan kira-kira sejuta pam panas konvensional yang dijual dalam tempoh yang sama, walaupun pam haba sumber tanah berharga untuk membeli sama. Inilah gosok: Anda perlu mengebumikan banyak paip-kira-kira 1, 500 hingga 1, 800 kaki untuk rumah 2, 000 kaki persegi biasa. (Panjang sebenar harus dikira oleh seorang pakar, berdasarkan pemanasan dan penyejukan yang optimum untuk rumah.) Penetapan saiz itu boleh dikenakan biaya sebanyak $ 20, 000 untuk dipasang, bergantung kepada keadaan tanah dan berapa banyak penggalian dan penggerudian yang terlibat. Sebagai contoh, sebuah rumah yang banyak boleh menggunakan paip-paip yang diletakkan mendatar di parit panjang 4 kaki. Rumah di lot kecil atau tiang berbatu memerlukan tiga atau empat lubang yang dibor kira-kira 300 kaki ke bawah, proses yang lebih mahal.

Walaupun dengan pelaburan front-end yang penting ini, sistem geoterma sangat berkuasa tenaga bahawa tempoh bayaran balik sangat singkat. Satu kajian oleh Institut Teknologi Tentera Udara mengira bahawa ia mengambil masa purata hanya tujuh hingga lapan tahun untuk menampung kos. Titik pemancaran sebenar anda bergantung pada kadar utiliti tempatan, kos penggalian / penggerudian, seberapa baik rumah anda terlindung, kecekapan model yang anda pilih, dan insentif apa yang diberikan oleh negeri atau utiliti anda. Pemasang yang baik yang berpengetahuan tentang pemanasan dan penyejukan serta geologi tempatan anda akan dapat membuat pengiraan untuk anda.

Insentif persekutuan semasa adalah terhad kepada kredit cukai $ 300 standard untuk pemasangan Star Energy HVAC. (Orang Kanada yang memasang rumah yang sedia ada dengan geothermal layak mendapat bantuan bernilai $ 3, 500.) Sesetengah utiliti berfikir ke hadapan telah menawarkan pinjaman berkepentingan rendah kepada pemilik rumah yang sanggup mengadopsi teknologi itu. "Ia adalah satu-satunya cara menang, " kata Steve Rosenstock, pengurus penyelesaian tenaga di Edison Electric Institute, sebuah persatuan utiliti. "Utiliti itu mengurangkan permintaan puncak untuk pemanasan dan penyejukan kerana pelanggan mereka secara dramatik menurunkan bil elektrik mereka." Dan kerana gelung tanah plastik harus bertahan 50 tahun atau lebih, ganjaran untuk pemilik rumah, dan untuk alam sekitar, dapat bertahan untuk generasi.

Asas-asas

Apa ini

Pemanasan elektrik dan sistem penyejukan elektrik yang memindahkan haba di antara rumah dan tanah anda menggunakan cecair yang diedarkan melalui gelung paip bawah tanah yang panjang.

Bagaimana ia berfungsi

Pam haba dalam ruangan menggunakan kitaran penyejukan asas-penyejatan, pemampatan, pemeluwapan, dan pengembangan-untuk menangkap dan membebaskan haba dari dan ke tanah untuk memanaskan rumah pada musim sejuk dan menyejukkannya pada musim panas.

Mengapa anda mahu satu

Memotong pemanasan rumah dan penyejukan sebanyak 30 hingga 70 peratus. Menghapuskan pemampat dan peminat luaran yang bising. Mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dengan bersamaan dengan menanam 750 pokok atau mengambil dua kereta dari jalan raya.

Apa yang perlu dicari

Untuk kredit cukai persekutuan, pam mesti memenuhi piawaian kecekapan Star Energy. Untuk sistem gelung tertutup, anda memerlukan EER 14.1 dan COP (pekali prestasi) sebanyak 3.3.

Di mana untuk mendapatkannya

Untuk mencari pengeluar, lawati laman web Konsortium Pam Haba Geothermal. Untuk mengetahui pemasang dan pereka terlatih yang mengetahui geologi tempatan dan bagaimana sistem ukuran untuk kecekapan maksimum, pergi ke laman web Persatuan Pemanasan Sumber Sumber Tanah Antarabangsa.

Apa kosnya

$ 15, 000- $ 20, 000 dipasang untuk sistem, termasuk gelung tanah, pam haba, dan kawalan. Pangkalan Data Insentif Negeri untuk Tenaga Diperbaharui (dsireusa.org) menyediakan maklumat terkini mengenai program insentif negeri.

Bolehkah saya mengubah satu?

Memperbaiki sistem sumber tanah tidak sukar, selagi menguburkan gelung tanah itu boleh dilaksanakan. Rumah memerlukan saluran untuk mengedarkan udara sejuk pada hari-hari panas. Saluran yang sama boleh memberikan udara panas pada musim sejuk. Sesetengah pam haba panas bumi boleh menyambung kepada pengendali udara sedia ada, unit lain datang dengan pengendali udara terpasang mereka sendiri. Rumah-rumah dengan pemanasan air panas boleh menggunakan sistem geoterma, walaupun, walaupun radiator tambahan mungkin diperlukan kerana sistem ini tidak mencapai suhu yang lebih tinggi dari dandang yang dipicu bahan bakar. (Itu bukan masalah untuk haba lantai berseri, yang beroperasi pada suhu yang lebih rendah.)