Come funzionano le pompe di calore geotermiche Home

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La geotermia vale uno sguardo

Vuoi risparmiare energia e risparmiare denaro sia per il riscaldamento che per il raffreddamento della tua casa? Bene, la risposta non è solo sotto il tuo naso, potrebbe essere proprio sotto i tuoi piedi!

Sotto la linea del gelo, a pochi metri troverete che il terreno è una temperatura media di circa 55 gradi F. Il calore proviene da uno strato di roccia calda fusa in profondità nella crosta terrestre chiamata magma. Il magma può raggiungere temperature di 2400 gradi F e poiché questo calore si irradia, a seconda della latitudine geografica, le temperature del terreno possono variare da 45 ° F a 75 ° F.

Ciò crea una fonte di calore piacevole, affidabile e sostenibile che può essere sfruttata per le nostre esigenze di riscaldamento e raffreddamento domestico.

Questa temperatura costante della terra viene utilizzata in una pompa di calore geotermica o . Al contrario di una fornace che brucia gas naturale o olio per produrre calore in inverno, la pompa di calore geotermica concentra il calore che si trova nel terreno appena sotto la superficie. La geotermia non può essere utilizzata solo per riscaldare e raffreddare la nostra casa, ma anche per riscaldare l'acqua domestica.

Come funziona un sistema geotermico:

Quindi come si svolge questa magia? Beh, è ​​davvero piuttosto semplice. Il sistema geotermico è una pompa di calore che utilizza la terra come un dissipatore di calore (estate) o una fonte di calore (inverno).

Un sistema geotermico utilizzerà una serie di tubi (interrati sotto la linea del gelo nel terreno) che viene chiamato un anello. I tubi nel circuito sono più comunemente fatti di plastica e riempiti con una soluzione di acqua e antigelo. Una pompa fa circolare la soluzione d'acqua alla pompa di calore all'interno della casa.

Un compressore e uno scambiatore di calore utilizzano l'acqua nominale di 55 gradi per riscaldare o raffreddare la casa.

In inverno l'aria (per esempio, 10 gradi F) è più fredda della temperatura terrestre sotterranea (per esempio, 55 gradi F). Il sistema geotermico fa circolare la soluzione di acqua attraverso il circuito di terra e assorbe il calore dalla terra.

L'acqua nominale di 55 gradi viene portata alla pompa di calore o al forno per essere ulteriormente riscaldata, se necessario, e quindi distribuita tramite condutture in tutta la casa.

In estate l'aria (per esempio, 90 gradi F) è più calda della 55 gradi F sotterranea. Qui, lo scambiatore di calore geotermico assorbe il calore in casa e il sistema fa circolare la soluzione di acqua attraverso il circuito di terra per raffreddarlo, scaricando il calore nel terreno. L'acqua fredda viene quindi utilizzata dallo scambiatore di calore e distribuita da condutture in tutta la casa per il raffreddamento della casa.

Costi e caratteristiche dei sistemi geotermici:

• La geotermia è un sistema di pompe di calore geotermiche per riscaldamento e raffreddamento molto efficiente dal punto di vista energetico con risparmio di energia rispetto ai sistemi convenzionali di aria forzata e pompe di calore aria tra il 25% e il 50%.
• Il rendimento è compreso tra 5 e 10 anni, ma molto più breve se confrontato con un'opzione di riscaldamento e raffreddamento a resistenza elettrica in cui il geotermico può utilizzare fino al 75% in meno di energia elettrica.
• A partire dal 1 gennaio 2017, la geotermia ha diritto a un credito d'imposta federale di $ 300 solo se il sistema a pompa di calore soddisfa gli standard SEE Energy Star SEER e COP. I crediti fiscali precedenti si sono conclusi il 31 dicembre 2016.
• La geotermica può in alcuni casi essere adattata a un forno esistente con un gestore di aeromobili. È inoltre possibile trovare pompe di calore geotermiche dotate di un proprio sistema di trattamento dell'aria integrato. Se la vostra casa ha il calore del battiscopa ad acqua calda, può anche essere adattato con un sistema geotermico.
  

Tipi di sistemi geotermici:

I sistemi a pompa di calore geotermica a circuito chiuso sono più comunemente installati come un sistema a circuito chiuso. Ciò significa che il fluido nel circuito viene costantemente ricircolato. I sistemi a ciclo aperto sono meno comuni e utilizzano un pozzo di terra, un lago, un fiume o altra acqua di superficie come fluido per lo scambiatore di calore. L'acqua viene poi scaricata nel terreno o nel corpo idrico dopo l'uso.

I sistemi a circuito chiuso vengono generalmente installati come sistemi a cappio orizzontale, a cappio verticale o a corpo idrico. I sistemi di corpi idrici utilizzano corpi idrici superficiali come fonte costante di calore rispetto al terreno. Rivediamo questi tre diversi metodi.

Ciclo orizzontale: I sistemi a cappio orizzontale sono i più economici da installare, ma uno dei loro inconvenienti è la quantità di terreno necessaria per installare i circuiti di terra orizzontali.

Un sistema geotermico può richiedere da 1, 500 a 3 000 piedi lineari di tubo o più a seconda delle dimensioni e dei carichi della casa. Se si dispone della terra richiesta, il metodo residenziale più comune consiste nell'installare due tubi affiancati in una trincea profonda 5 piedi o in una tubatura in una trincea profonda 6 piedi e l'altra in una fossa profonda 4 piedi.

Un terzo metodo può essere utilizzato laddove il terreno richiesto per lunghi tratti di tubo non è facilmente disponibile. Quel metodo scorre o avvolge il tubo in trincee più profonde. Ciò consente il contatto superficiale richiesto con il terreno ma in una lunghezza di scavo meno orizzontale.

Ciclo verticale: Il sistema a cappio verticale viene utilizzato in situazioni in cui la terra richiesta è stretta o i terreni non favoriscono lo scavo. Più costoso del sistema orizzontale da installare, il sistema verticale utilizza una serie di fori praticati. I fori hanno un diametro nominale di 4 "e distanziati di circa 20 pezzi. Le profondità dipendono dal design del sistema e dai terreni, ma possono variare da 100 a 400 piedi di profondità. I tubi sono alimentati verso il basso e il backup su ciascun foro praticato e collegati da un tubo collettore trenchato nella parte superiore che collega il sistema alla pompa di calore della casa.

Corpo idrico: Un altro metodo meno comune per catturare il calore del suolo è utilizzare un corpo idrico vicino come un laghetto o un lago. Con questo metodo il tubo di plastica scorre dalla pompa di calore al corpo idrico e viene posizionato in bobine da 8 a 10 piedi sotto la superficie dell'acqua. Il corpo idrico deve essere di dimensioni adeguate per supportare i carichi di calore geotermico e avere la giusta profondità.Spesso è richiesto il coordinamento e l'approvazione da parte delle agenzie locali e statali.

Costi di un sistema geotermico:

Il costo di installazione di un sistema geotermico varierà in base al tipo di sistema di loop utilizzato e alle dimensioni del sistema geotermico stesso. I costi per un sistema geotermico orizzontale a terra sono circa $ 2, 700,00 per tonnellata nel 2017 dollari. Se si opta per un sistema ad anello verticale, il costo aumenterà in modo significativo poiché i costi di perforazione potrebbero essere da $ 30.000 a $ 40.000 o più, a seconda del suolo, dell'accesso al sito e della dimensione del sistema.

Nella giusta applicazione, la geotermia può essere una soluzione economica ed ecologica per il riscaldamento e il raffreddamento domestico. Vale la pena dare un'occhiata, soprattutto quando la risposta è giusta sotto i piedi.