Geotermisk varme udgør ca. to procent af det samlede varmemarked i USA med mere end 1,3 millioner installerede systemer. Et geotermisk system forbrænder ikke fossile brændstoffer for at skabe varme. Det overfører varme. Og det er dens charme: At overføre varme kræver mindre energi end at producere varme.
Sådan fungerer geotermiske systemer
For at udnytte varmen, der er lagret på jorden, indfanger og omdanner et geotermisk system denne varme til brug i hjemmet. Systemkomponenter inkluderer en rørsløjfe, en væske til at absorbere og overføre varme og en varmepumpeenhed til at behandle varmen til brug. For at fange varme cirkulerer væske gennem et rør nedgravet i jorden. Når det cirkulerer, absorberer det jordens lagrede varme, som forbliver konstant ved 50 til 60 grader Fahrenheit 10 fod under jordoverfladen.
Den opvarmede væske kommer ind i en varmepumpeenhed. I denne enhed absorberes varmen fra den rørførte væske af et flydende kølemiddel, der er forseglet i enheden. Det kølemiddel fordamper og komprimeres, hvilket hæver temperaturen til ca. 100 grader Fahrenheit.
Nu en gas, kølemidlet passerer gennem en varmeveksler, hvor varmen fjernes og pumpes ind i huset. Når varmen er fjernet, køler kølemidlet af. Det vender tilbage til sin flydende tilstand og fortsætter med at cirkulere, absorberer kontinuerligt og bruger den varme, der overføres fra jorden gennem den rørede væske.
Effektiv opvarmning med lav vedligeholdelse
Geotermiske varmepumper er blevet ret effektive. Deres opvarmningseffektivitet er angivet ved ydeevne-koefficienten eller COP, forholdet mellem tilført varme pr. Britisk termisk enhed (Btu) af energiindgang.
Energy Star-klassificerede varmepumper har en opvarmnings-COP, der starter ved 2,8, hvilket betyder, at for hver enhedsenergi, der bruges til at drive systemet, leveres 2,8 enheder varme.
Geotermiske systemer er enkle at vedligeholde. En korrekt installeret og nedgravet sløjfe kan vare næsten 50 år. Det mekaniske er installeret indendørs og kræver typisk kun periodiske kontroller og filterskift.
Systemer med lukket sløjfe
Geotermiske varmesystemer fungerer som enten lukkede eller åbne kredsløbskonfigurationer. At bestemme, hvilken sløjfe der skal bruges, afhænger af stedets faktorer som jordens sammensætning, landskabspleje og underjordiske forsyningsselskaber.
En lukket sløjfe bruger væskeopløsningen i en forseglet rørsløjfe installeret vandret eller lodret under jorden.
Vandrette sløjfer bruges, når der er nok brugbar jord til rådighed. Rør er installeret i skyttegrave, der er gravet omkring seks meter dybe og 100 til 600 fod lange, afhængigt af systemets størrelse.
Lodrette sløjfer er det eneste valg, når der er begrænset plads til rådighed, hvis husejeren ikke ønsker landskabet forstyrret, eller hvor mange sten vil blive stødt på, når man graver. For at installere røret bores huller med en lille diameter på 100 til 400 fod dybt ved hjælp af boreudstyr. Lodrette sløjfer er forbundet med huset via et vandret underjordisk rør. Ved boring til lodrette sløjfer gælder borekoder.
Et forseglet system kan også placeres i bunden af en dam, hvis der er en dam tilgængelig på ejendommen. Damsløjfer kan være den mest økonomiske løsning, fordi meget af udgravningsomkostningerne kan elimineres.
Open-Loop-systemer
Et åbent loop-system bruger varmen fra kildevand snarere end varme fra jorden. Grundvand, som også forbliver ved en relativt konstant temperatur året rundt, føres ind i varmepumpeenheden, og varmen ekstraheres ved en metode, der ligner det lukkede system.
Vandet cirkulerer ikke, men passerer og elimineres. Det kan frigives i en grøft, dræningsfliser eller en dam. Det kan også returneres til vandbordet gennem en returboring, der er boret i jorden. Med bekymring over faldende og forurenede akviferer er det dog vigtigt at kontrollere lokale forhold og koder, før du beslutter dig for denne type system.
Omkostninger og tilbagebetaling
De første installations- og udstyrsomkostninger for geotermiske varmepumper varierer afhængigt af det lokale markeds modenhed, systemets type og størrelse og stedet. Der er ingen tvivl om, at systemet koster mere i starten end en konventionel fossilbrændselsovn.
Hvis et hjem ikke har kanalarbejde, skal en boligejer muligvis tilføje det i prisen. Dog kan et lille hjem, der bruger baseboard-varme, muligvis give afkald på installation af kanaler.
Grove skøn sætter et geotermisk jordkildesystem på $ 1.000 til $ 2.500 pr. Ton kapacitet. Et ton kapacitet svarer ifølge Department of Energy's Federal Energy Management Program til 12.000 Btu per time. I opvarmningsklimaer anslås det, at der kræves et ton kapacitet for hver 550 kvadratfod.
Omkostningsappellen for geotermisk varme ligger i den tilbagebetaling, der betales. Systemet leverer mere energi pr. Forbrugsenhed end konventionelle systemer, op til 400 procent effektivitet sammenlignet med 75 til 90 procent effektivitet for fossile brændselsovne.
Ifølge Jim Bose, administrerende direktør for International Ground Source Heat Pump Association ved Oklahoma State University i Stillwater, OK, kunne et eksisterende hjem med en ældre ovn forvente en effektivitetsforbedring på omkring 50 procent ved at skifte til geotermisk. Et nyt hjem med den bedste ovn med fossilt brændsel forventer en forbedring på 30 procent.
Få mest muligt ud af dit geotermiske system
Forvent ikke at et nyt system løser dine varmeproblemer, medmindre du reducerer din varmebelastning. Forsegl alle lækager. Kontroller, om vejrstrippingen er i god form, og at kanalsystemet ikke lækker. Fjern kladder. Overvej at få foretaget et varmetab / varmeforøgelse / lækageevaluering af hjemmet.
Find et firma, der er certificeret, med folk, der er uddannet specifikt i geotermisk teknologi, og få mere end at byde. Bed om referencer, og ring til disse husejere. Bed om at se installationer, som virksomheden har gennemført.
Diskuter fordelene ved et hybridsystem. En jordkildevarmepumpe kan føjes til en eksisterende luftovn og bruge dens blæser. Dobbeltkildevarmepumper er billigere at installere og mere effektive end luftkildeenheden alene. Spørg om blæsere med variabel hastighed og kompressorer med flere hastigheder på systemet for at forbedre komfort og effektivitet.
Overvej systemets evne til at producere varmt vand. En enhed kaldet en “desuperheater” kan supplere produktionen af varmt brugsvand ved at bruge overskydende varme, når systemet er i drift. For dem der ønsker, at systemet skal dække alle behov for varmt vand, tilbydes der nogle systemer med fuld efterspørgsel, der bruger en separat enhed til brug i varmt vand.