Geotermisk varme representerer omtrent to prosent av det totale oppvarmingsmarkedet i USA, med mer enn 1,3 millioner installerte systemer. Et geotermisk system brenner ikke fossilt brensel for å skape varme. Den overfører varme. Og det er sjarmen: Å overføre varme tar mindre energi enn å produsere varme.
Hvordan geotermiske systemer fungerer
For å utnytte varmen som er lagret på jorden, fanger og omgjør et geotermisk system den varmen til bruk i hjemmet. Systemkomponenter inkluderer en rørsløyfe, en væske for å absorbere og overføre varme og en varmepumpeenhet for å behandle varmen for bruk. For å fange opp varme sirkulerer væske gjennom et rør begravet i bakken. Når den sirkulerer, absorberer den jordens lagrede varme, som forblir konstant på 50 til 60 grader Fahrenheit 10 fot under bakkenivå.
Den oppvarmede væsken kommer inn i en varmepumpeenhet. I denne enheten absorberes varmen fra den væskeformede væsken av et flytende kjølemiddel som er forseglet i enheten. Det kjølemediet fordamper og komprimeres, noe som øker temperaturen til omtrent 100 grader Fahrenheit.
Nå er det en gass som kjølemediet passerer gjennom en varmeveksler der varmen fjernes og pumpes inn i huset. Når varmen er fjernet, avkjøles kjølemediet. Den går tilbake til flytende tilstand og fortsetter å sirkulere, absorberer kontinuerlig og bruker varmen som overføres fra jorden gjennom væsken.
Effektiv oppvarming med lite vedlikehold
Geotermiske varmepumper har blitt ganske effektive. Deres oppvarmingseffektivitet er indikert av ytelseskoeffisienten, eller COP, forholdet mellom varmetilførsel per britisk termisk enhet (Btu) av energiinngang.
Energy Star-klassifiserte varmepumper har en oppvarmings-COP som starter ved 2,8, noe som betyr at for hver enhet energi som brukes til å drive systemet, leveres 2,8 enheter varme.
Geotermiske systemer er enkle å vedlikeholde. En riktig installert og nedgravd sløyfe kan vare i nesten 50 år. Det mekaniske er installert innendørs og krever vanligvis bare periodiske kontroller og filterbytter.
Systemer med lukket sløyfe
Geotermiske varmesystemer fungerer som enten lukkede eller åpne sløyfekonfigurasjoner. Å bestemme hvilken sløyfe du skal bruke, avhenger av områdefaktorer som jordsammensetning, landskapsarbeid og underjordiske verktøy.
En lukket sløyfe bruker væskeoppløsningen i en forseglet rørsløyfe installert horisontalt eller vertikalt under jorden.
Horisontale sløyfer brukes når det er nok brukbart land tilgjengelig. Rørene er installert i grøfter gravd rundt seks meter dyp og 100 til 600 fot lang, avhengig av størrelsen på systemet.
Vertikale sløyfer er det eneste valget når det er begrenset med ledig plass, hvis huseieren ikke vil forstyrre landskapet, eller hvor mange steiner vil oppstå når du graver. For å installere røret bores hull med små diameter 100 til 400 fot dype ved bruk av brønnboringsutstyr. Vertikale sløyfer er koblet til huset via et horisontalt underjordisk rør. Når det er kjedelig for vertikale sløyfer, gjelder brønnboringskoder.
Et forseglet system kan også plasseres i bunnen av en dam hvis det er en dam tilgjengelig på eiendommen. Damløkker kan være det mest økonomiske alternativet fordi mye av utgravningskostnadene kan elimineres.
Open-Loop-systemer
Et åpent sløyfesystem bruker varmen fra brønnvann i stedet for varme fra jorden. Grunnvann, som også holder seg ved en relativt konstant temperatur året rundt, føres inn i varmepumpeenheten og varmen ekstraheres i en metode som ligner på lukket sløyfesystem.
Vannet sirkulerer ikke, men får en passering og elimineres. Det kan slippes ut i en grøft, dreneringsfliser eller en dam. Det kan også returneres til vannet gjennom en returbrønn boret i bakken. Med bekymringer for avtagende og forurensede akviferer er det imidlertid viktig å sjekke lokale forhold og koder før du bestemmer deg for denne typen system.
Kostnader og tilbakebetaling
Innledende installasjons- og utstyrskostnader for geotermiske varmepumper varierer med modenhet i det lokale markedet, type og størrelse på systemet og stedet. Det er ingen tvil om at systemet vil koste mer i starten enn en konvensjonell fossilbrenselovn.
Hvis et hjem ikke har kanalarbeid, kan et huseier trenge å legge det til i kostnaden. Imidlertid kan et lite hjem som bruker grunnvarme være i stand til å gi avkall på kanalinstallasjonen.
Grove estimater setter et geotermisk jordkildesystem på $ 1000 til $ 2500 per tonn kapasitet. Massevis av kapasitet, ifølge Department of Energy’s Federal Energy Management Program, tilsvarer 12 000 Btu per time. I oppvarmingsklima anslås det at det er behov for massevis av kapasitet for hver 550 kvadratmeter.
Kostnadsappellen for geotermisk varme er i driftsutbyttet. Systemet leverer mer energi per forbruket enhet enn konvensjonelle systemer, opptil 400 prosent effektivitet sammenlignet med 75 til 90 prosent effektivitet for fossile brenselovner.
I følge Jim Bose, administrerende direktør for International Ground Source Heat Pump Association ved Oklahoma State University i Stillwater, OK, kunne et eksisterende hjem med en eldre ovn forvente en effektivitetsforbedring på rundt 50 prosent ved å bytte til geotermisk. Et nytt hjem med den beste fossilbrenselovnen forventer en forbedring på 30 prosent.
Få mest mulig ut av ditt geotermiske system
Ikke forvent at et nytt system løser oppvarmingsproblemene med mindre du reduserer oppvarmingsbelastningen. Forsegle alle lekkasjer. Kontroller at værstripingen er i god form og at kanalsystemet ikke lekker. Fjern utkast. Vurder å få gjort et varmetap / varmetap / lekkasjevaluering av hjemmet.
Finn et selskap som er sertifisert, med personer som er opplært spesielt i geotermisk teknologi, og få mer enn å by. Be om referanser og ring disse huseiere. Be om å se installasjoner selskapet har fullført.
Diskuter fordelene med et hybridsystem. En varmepumpe fra bakken kan legges til en eksisterende luftovn og bruke viften. Varmepumper med to kilder er billigere å installere og mer effektive enn luftkilden. Spør om blåsere med variabel hastighet og kompressorer med flere hastigheter på systemet for å forbedre komfort og effektivitet.
Tenk på systemets evne til å produsere varmt vann. En enhet kalt en “desuperheater” kan supplere produksjonen av varmtvann fra husholdningen ved å bruke overflødig varme når systemet er i drift. For de som vil at systemet skal dekke alle varmtvannsbehov, tilbys det noen systemer med full etterspørsel som bruker en separat enhet for varmtvannsbruk.