Energieeinsparungen sind direkt unter Ihren Füßen
Geothermie ist einen Blick wert
Möchten Sie Energie sparen und Geld sparen, wenn Sie Ihr Zuhause heizen und kühlen? Nun, die Antwort liegt nicht nur direkt vor deiner Nase, sondern auch direkt unter deinen Füßen!
Unterhalb der Frostlinie liegt der Boden bei einer Durchschnittstemperatur von etwa 55 Grad F. Die Hitze kommt von einer Schicht heißen geschmolzenen Gesteins tief in der Erdkruste, genannt Magma. Magma kann Temperaturen von 2400 Grad F erreichen und wenn diese Hitze aufsteigt, kann die Bodentemperatur je nach geographischer Breite zwischen 45 ° F und 75 ° F variieren.
Dies schafft eine gute zuverlässige und nachhaltige Wärmequelle, die für unsere Bedürfnisse in den Bereichen Heizung und Kühlung genutzt werden kann.
Diese konstante Temperatur der Erde wird in einer Erdwärme- oder Erdwärmepumpe verwendet. Im Gegensatz zu einem Ofen, der Erdgas oder Öl zur Wärmeerzeugung im Winter verbrennt, konzentriert die Erdwärmepumpe die Wärme, die sich im Boden knapp unter der Oberfläche befindet. Geothermie kann nicht nur zum Heizen und Kühlen unseres Hauses verwendet werden, sondern auch zum Heizen unseres Haushaltswassers.
Wie ein geothermisches System funktioniert:
Wie geschieht diese Magie? Nun, es ist wirklich ziemlich einfach. Das Erdwärmesystem ist eine Wärmepumpe , die die Erde als Wärmesenke (Sommer) oder als Wärmequelle (Winter) nutzt.
Ein geothermisches System wird eine Reihe von Rohren verwenden (unterhalb der Frostlinie im Boden vergraben), die eine Schleife genannt wird. Die Rohre in der Schleife bestehen meistens aus Kunststoff und sind mit einer Wasser- und Frostschutzlösung gefüllt. Eine Pumpe zirkuliert die Wasserlösung zur Wärmepumpe im Haus.
Dort benutzen ein Kompressor und ein Wärmetauscher das nominale 55 Grad Wasser, um entweder das Haus zu heizen oder zu kühlen.
Im Winter ist die Luft (z. B. 10 ° F) kälter als die Erdtemperatur unter der Erde (z. B. 55 ° F). Das geothermische System zirkuliert die Wasserlösung durch die Erdschleife und absorbiert die Wärme von der Erde.
Das nominale Wasser von 55 Grad wird zu der Wärmepumpe oder dem Ofen gebracht, um bei Bedarf weiter erwärmt zu werden, und dann durch Leitungen im ganzen Haus verteilt zu werden.
Im Sommer ist die Luft (zB 90 Grad F) heißer als die 55 Grad F Underground. Hier absorbiert der Erdwärmetauscher Wärme im Haus und das System zirkuliert die Wasserlösung durch die Erdschleife, um sie abzukühlen und die Wärme in den Boden abzugeben. Das kühle Wasser wird dann von dem Wärmetauscher verwendet und durch Leitungen im ganzen Haus verteilt, um das Haus zu kühlen.
Kosten und Eigenschaften von geothermischen Systemen:
- Geothermal ist ein sehr energieeffizientes Wärme- und Kälte-Wärmepumpen-System mit Energieeinsparungen gegenüber herkömmlichen Gas-Luft-Systemen und Luft-Wärmepumpen zwischen 25% und 50%.
- Die Amortisationszeit liegt zwischen 5 und 10 Jahren, ist aber viel kürzer, wenn man sie mit einer rein elektrischen Widerstandsheizung und -kühlung vergleicht, bei der Geothermie bis zu 75% weniger elektrische Energie verbrauchen kann.
- Ab dem 1. Januar 2017 ist Geothermie nur dann berechtigt, eine Bundessteuergutschrift in Höhe von 300 US-Dollar zu erhalten, wenn das Wärmepumpensystem die Standards von DOE Energy Star SEER und COP erfüllt. Frühere Steuergutschriften zum 31. Dezember 2016
- Geothermie kann in einigen Fällen zu einem vorhandenen Ofen mit einem Luftförderer nachgerüstet werden. Sie können auch geothermische Wärmepumpen finden, die ihren eigenen integrierten Luftförderer haben. Wenn Ihr Haus Warmwasser-Heizplattenheizung hat, kann es auch mit einem geothermischen System nachgerüstet werden.
Arten von geothermischen Systemen:
Geothermische Erdwärmesonden-Erdwärmesonden werden am häufigsten als geschlossenes System installiert. Das heißt, die Flüssigkeit in der Schleife wird ständig umgewälzt. Systeme mit offenem Kreislauf sind weniger üblich und verwenden einen Erdboden, See, Fluss oder anderes Oberflächenwasser als die Flüssigkeit für den Wärmetauscher. Das Wasser wird dann nach Gebrauch wieder in den Boden oder in den Wasserkörper abgelassen.
Systeme mit geschlossenem Kreislauf werden typischerweise als Systeme mit horizontaler Schleife, vertikaler Schleife oder Wasserkörper installiert. Wasserkörpersysteme verwenden Oberflächenwasserkörper als konstante Wärmequelle im Gegensatz zum Boden. Lassen Sie uns diese drei verschiedenen Methoden überprüfen.
Horizontaler Loop: Horizontale Loop-Systeme sind am kostengünstigsten zu installieren, aber einer ihrer Nachteile ist die erforderliche Landfläche für die Installation der horizontalen Bodenschleifen.
Ein geothermisches System kann je nach Hausgröße und -belastung 1.500 bis 3.000 Meter Rohrlänge oder mehr erfordern. Wenn Sie das erforderliche Land zur Verfügung haben, ist die am weitesten verbreitete Methode, entweder zwei Rohre nebeneinander in einem 5 Fuß tiefen Graben oder ein Rohr in einem 6 Fuß tiefen Graben und das andere in einem 4 Fuß tiefen Graben zu verlegen.
Ein drittes Verfahren kann verwendet werden, wenn das erforderliche Land für längere Rohrstrecken nicht ohne weiteres verfügbar ist. Dieses Verfahren schleift oder wickelt das Rohr in tieferen, kurzen Gräben. Dies ermöglicht den erforderlichen Oberflächenkontakt mit dem Boden, jedoch in weniger horizontaler Grabenlänge.
Vertikaler Loop: Das vertikale Looping-System wird in Situationen verwendet, in denen die erforderliche Landfläche eng ist oder Böden nicht zum Graben geeignet sind. Das vertikale System, das teurer als das zu installierende horizontale System ist, verwendet eine Reihe von gebohrten Löchern. Die Löcher haben nominell einen Durchmesser von 4 Zoll und sind um 20 voneinander beabstandet. Die Tiefen hängen vom Systemdesign und den Böden ab, können aber zwischen 100 und 400 Fuß tief sein. Die Rohre werden nach unten geführt und sichern jedes Bohrloch an und verbinden es durch ein verrohrtes Verteilerrohr über die Oberseite, das das System mit der Wärmepumpe im Haus verbindet.
Wasserkörper : Eine andere, weniger gebräuchliche Methode zur Erfassung der Bodenwärme ist die Verwendung eines nahegelegenen Gewässers wie eines Teiches oder Sees. Bei dieser Methode läuft das Kunststoffrohr von der Wärmepumpe zum Wasserkörper und wird in Spiralen 8 bis 10 Fuß unter der Wasseroberfläche platziert. Der Wasserkörper muss eine ausreichende Größe haben, um die Erdwärmebelastung zu tragen und die richtige Tiefe zu haben. Häufig ist eine Abstimmung mit und eine Genehmigung durch lokale und staatliche Stellen erforderlich.
Kosten eines geothermischen Systems:
Die Kosten für die Installation eines geothermischen Systems variieren je nach Art des verwendeten Kreislaufsystems und der Größe des geothermischen Systems. Die Kosten für ein horizontales Geothermie-Erdwärmesystem belaufen sich im Jahr 2017 auf etwa 2.700,00 USD pro Tonne. Wenn Sie sich für ein vertikales Kreislaufsystem entscheiden, steigen die Kosten erheblich, da die Bohrkosten zwischen 30.000 und 40.000 USD oder mehr betragen können, abhängig von den Böden, dem Standort und der Größe des Systems.
In der richtigen Anwendung kann Geothermie eine kosteneffektive und umweltsensible Lösung für Heizen und Kühlen zu Hause sein. Es ist einen Blick wert, besonders wenn die Antwort direkt unter Ihren Füßen ist.