كيف تعمل مضخات الحرارة الحرارية المنزلية

بانكفوتوس / جيتيماجيس

الطاقة الحرارية الأرضية هي نظرة جذابة

هل تريد الحفاظ على الطاقة وتوفير المال على التدفئة والتبريد منزلك؟ حسنا، الجواب ليس فقط الحق تحت أنفك، قد يكون من حق تحت قدميك!

تحت خط الصقيع بضعة أقدام ستجد الأرض متوسط ​​درجة الحرارة حوالي 55 درجة فهرنهايت. تأتي الحرارة من طبقة من الصخور الساخنة الذائبة في عمق قشرة الأرض تسمى الصهارة. يمكن أن تصل درجة حرارة الصهارة إلى 2400 درجة فهرنهايت، وبما أن هذه الحرارة تشع، اعتمادا على خط العرض الجغرافي، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة الأرضية بين 45 درجة فهرنهايت إلى 75 درجة فهرنهايت.

هذا يخلق مصدرا موثوقا مستداما وموثوقا للحرارة التي يمكن تسخيرها لتلبية احتياجات التدفئة والتبريد المنزلية.

تستخدم هذه الحرارة الثابتة للأرض في حرارة أرضية أو مضخة حرارية مصدر الأرض. على العكس من الفرن الذي يحرق الغاز الطبيعي أو النفط لإنتاج الحرارة في فصل الشتاء، ومضخة الحرارة الحرارية الأرضية تركز الحرارة التي هي في الأرض تحت السطح. لا يمكن استخدام الطاقة الحرارية الأرضية فقط لتسخين وتبريد وطننا ولكن لتسخين المياه المحلية أيضا.

كيف يعمل نظام الطاقة الحرارية الأرضية:

فكيف يحدث هذا السحر؟ حسنا انها بسيطة جدا حقا. نظام الطاقة الحرارية الأرضية هو مضخة الحرارة التي تستخدم الأرض كمغسلة الحرارة (الصيف) أو مصدر الحرارة (الشتاء).

يستخدم نظام الطاقة الحرارية الأرضية سلسلة من الأنابيب (مدفونة تحت خط الصقيع في الأرض) والتي تسمى حلقة. أنابيب في حلقة هي الأكثر شيوعا مصنوعة من البلاستيك ومليئة حل الماء والتجمد. وتقوم المضخة بتوزيع محلول الماء على المضخة الحرارية داخل المنزل.

هناك ضاغط ومبادل حراري يستخدم المياه الاسمية 55 درجة إما الحرارة أو تبريد المنزل.

في فصل الشتاء الهواء (e. g، 10 درجة فهرنهايت) هو أكثر برودة من درجة حرارة الأرض تحت الأرض (ه. ز، 55 درجة فهرنهايت). يقوم نظام الطاقة الحرارية الأرضية بتعميم محلول الماء من خلال حلقة الأرض ويمتص الحرارة من الأرض.

يتم جلب المياه الاسمية 55 درجة إلى مضخة الحرارة أو الفرن إلى أن يتم تسخينها حسب الحاجة ثم توزيعها بواسطة مجاري الهواء في جميع أنحاء المنزل.

في الصيف الهواء (e. g، 90 درجة فهرنهايت) هو أكثر سخونة من 55 درجة فهرنهايت تحت الأرض. هنا، مبادل حراري حراري يمتص الحرارة في المنزل ويعمم النظام المياه حل من خلال حلقة الأرض لتبريد تشغيله، وإلقاء الحرارة في الأرض. ثم يتم استخدام الماء البارد من قبل مبادل حراري وتوزيعها بواسطة مجاري الهواء في جميع أنحاء المنزل لتبريد المنزل.

تكاليف وخصائص أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية:

• الطاقة الحرارية الأرضية هي نظام فعال جدا لتدفئة المياه بالطاقة الحرارية والتدفئة مصدر الطاقة مع وفورات المرافق على أنظمة الهواء القسري الغاز التقليدية ومضخات الحرارة مصدر الهواء بين 25٪ و 50٪.
• الاسترداد ما بين 5 إلى 10 سنوات ولكن أقصر بكثير إذا تم مقارنتها مع جميع المقاومة الكهربائية التدفئة والتبريد الخيار حيث الطاقة الحرارية الأرضية يمكن استخدام ما يصل إلى 75٪ أقل من الطاقة الكهربائية.
• اعتبارا من 01 يناير 2017، تعتبر الطاقة الحرارية الأرضية مؤهلة فقط للحصول على ائتمان ضريبي فدرالي بقيمة 300 دولار أمريكي إذا كان نظام المضخات الحرارية يلبي معايير دو إنيرجي ستار سير و كوب. القروض الضريبية السابقة المنتهية في 31 ديسمبر 2016.
• قد يتم في بعض الحالات إعادة تأهيل الطاقة الحرارية الأرضية إلى فرن موجود مع معالج الهواء. يمكنك أيضا العثور على مضخات الحرارة الحرارية الأرضية التي لديها معالج الهواء المتكاملة الخاصة بهم. إذا كان منزلك يحتوي على الماء الساخن اللوح الحرارة فإنه يمكن أيضا أن التحديثية مع نظام الطاقة الحرارية الأرضية.
  

أنواع أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية:

يتم تركيب أنظمة المضخة الحرارية الأرضية الأرضية الأرضية بشكل متكرر كأنظمة حلقة مغلقة. وهذا يعني أن السائل في حلقة يتم إعادة تدوير باستمرار. أنظمة حلقة مفتوحة هي أقل شيوعا واستخدام بئر الأرض، بحيرة، نهر أو غيرها من المياه السطحية كما السائل لمبادل حراري. ثم يتم إلقاء المياه مرة أخرى إلى الأرض أو في الجسم المائي بعد الاستخدام.

عادة ما يتم تركيب أنظمة الحلقة المغلقة على شكل حلقة أفقية أو حلقة عمودية أو أنظمة جسم مائي. تستخدم أنظمة جسم الماء المسطحات المائية السطحية كمصدر ثابت للحرارة بدلا من الأرض. دعونا نراجع هذه الطرق الثلاث المختلفة.

أفقي حلقة: أنظمة أفقية حلقة هي الأكثر اقتصادا لتثبيت ولكن واحدة من عيوبها هو مقدار الأرض المطلوبة لتثبيت الحلقات الأرضية الأفقية.

قد يتطلب نظام الطاقة الحرارية الأرضية من 500 إلى 3 آلاف قدم خطي من الأنابيب أو أكثر اعتمادا على حجم المنزل والأحمال. إذا كان لديك الأرض المطلوبة المتاحة الأسلوب السكني الأكثر شيوعا هو إما تثبيت اثنين من الأنابيب جنبا إلى جنب في خندق عميق 5 ​​قدم أو أنبوب واحد تشغيل في خندق عميق 6 أقدام وغيرها من تشغيل في خندق عميق 4 أقدام.

يمكن استخدام طريقة ثالثة عندما تكون الأرض المطلوبة لمد الأنابيب الأطول غير متوفرة بسهولة. هذا الأسلوب الحلقات أو لفائف الأنابيب في خنادق قصيرة أعمق. وهذا يسمح الاتصال السطح المطلوب مع التربة ولكن في أقل طول خندق الأفقي.

حلقة عمودية: يستخدم النظام العمودي الحلقي في الحالات التي تكون فيها الأراضي المطلوبة ضيقة أو التربة غير مواتية للتخندق. أكثر تكلفة ثم النظام الأفقي لتثبيت، يستخدم النظام الرأسي سلسلة من الثقوب حفر. الثقوب هي اسميا 4 "في القطر وتباعد حوالي 20 وبصرف النظر. تعتمد الأعماق على تصميم النظام والتربة ولكن يمكن أن تتراوح من 100 إلى 400 قدم عميق. يتم تغذية الأنابيب أسفل ونسخ احتياطي كل حفرة حفر إلى وتوصيلها من قبل أنبوب مشعب خندق في الجزء العلوي الذي يربط النظام إلى مضخة الحرارة في المنزل.

الجسم المائي: طريقة أخرى أقل شيوعا في التقاط الحرارة الأرضية هي استخدام إغلاق الجسم المائي مثل البركة أو البحيرة. مع هذا الأسلوب الأنابيب البلاستيكية يعمل من مضخة الحرارة إلى الجسم المائي ويتم وضعها في لفائف 8 إلى 10 أقدام تحت سطح الماء. يجب أن يكون الجسم المائي بحجم كاف لدعم أحمال الحرارة الجوفية ويكون لها العمق المناسب.وكثيرا ما يلزم التنسيق مع الوكالات المحلية والوكالات وموافقتها.

تكاليف نظام الطاقة الحرارية الأرضية:

سوف تختلف تكلفة تركيب نظام الطاقة الحرارية الأرضية حسب نوع نظام الحلقات المستخدمة وحجم نظام الطاقة الحرارية الأرضية نفسها. وتبلغ تكاليف نظام الطاقة الحرارية الأرضية العمودي الأفقي حوالي 700 2 دولار للطن الواحد في عام 2017. إذا اخترت نظام حلقة عمودية فإن التكلفة ستزداد بشكل كبير حيث أن تكاليف الحفر يمكن أن تكون 30 إلى 000 40 دولار أمريكي أو أكثر اعتمادا على التربة والوصول إلى الموقع وحجم النظام.

في الحق في تطبيق الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن يكون حلا فعالا من حيث التكلفة وحساسة بيئيا للتدفئة المنزلية والتبريد. انها تستحق نظرة، وخصوصا عندما يكون الجواب الصحيح تحت قدميك.