地热热泵:这是他们如何工作

节能就在您的脚下

地热是值得看的

你想节约能源并节省加热和冷却你家的钱吗? 那么,答案不仅在你的鼻子下,它可能正好在你的脚下!

在几英尺霜冻线下方,你会发现地面的平均温度约为华氏55度。热量来自地壳深处的一层热熔融岩石,称为岩浆。 岩浆可以达到2400°F的温度,并且随着这种热量的散发,取决于地理纬度,地面温度可以在45°F至75°F之间变化。

这创造了一个很好的可靠和可持续的热源,可以利用我们的加热和家庭冷却需求。

地球的这种恒定温度用于地热或地源热泵。 与在冬季燃烧天然气或石油以产生热量的炉子相反,地热热泵将地表下方的热量集中在地表下方。 地热不仅可以用来加热和冷却我们的家,还可以加热我们的家用水。


地热系统如何工作:

那么这种魔法是如何发生的? 那真的很简单。 地热系统是一种将地球用作散热器(夏季)或热源(冬季)的热泵。

一个地热系统将使用一系列的管道(埋在地下霜线下面),这就是所谓的回路。 回路中的管道通常由塑料制成,并装满水和防冻液。 一台泵将水溶液循环到家中的热泵。

有一个压缩机和热交换器使用标称55度的水来加热或冷却家庭。

在冬天,空气(例如10华氏度)比地下的地下温度(例如55华氏度)更冷。 地热系统通过地面循环使水溶液循环并吸收地球的热量。

标称55度的水被带到热泵或炉子中,根据需要进一步加热,然后通过管道系统分配到整个家庭。

在夏季,空气(例如90华氏度)比地下55华氏度更热。 在这里,地热换热器吸收家中的热量,系统通过地面循环使水溶液循环冷却,将热量倾倒入地下。 然后冷却水被热交换器使用并通过管道系统分布在整个家庭中以冷却房屋。


地热系统的成本和特点:


地热系统的类型:

地面循环地热热泵系统通常作为闭环系统安装。 这意味着回路中的流体不断循环。 开环系统不太常见,使用地下井,湖泊,河流或其他地表水作为热交换器的流体。 使用后将水倒入地面或水体中。

闭环系统通常安装为水平环路,垂直环路或水体系统。 水体系统使用地表水体作为与地面相反的恒定热源。 我们来回顾一下这三种不同的方法。

水平环路:水平环路系统是最经济的安装,但其缺点之一是安装水平接地环路所需的土地数量。

根据房屋大小和负载的不同,地热系统可能需要1,500至3,000英尺直径的管道或更多。 如果您拥有所需的土地,最常用的住宅方式是将两条管道并排安装在5英尺深的沟槽中,或者将一条管道安装在6英尺深的沟槽中,另一条管道安放在4英尺深的沟槽中。

第三种方法可用于需要较长管道的土地不易获得的地方。 该方法在更深的短沟槽中环绕或卷绕管道。 这允许与土壤所需的表面接触,但水平沟槽长度较小。

垂直环路:垂直环路系统用于所需土地紧张或土壤不利于挖沟的情况。 垂直系统使用一系列钻孔更昂贵,然后安装水平系统。 这些孔名义上直径为4“,间隔大约20°。 深度取决于系统设计和土壤,但范围可以从100到400英尺深。 将管道向下送入,并将每个钻孔向上送回并通过沟槽式歧管连接,并穿过连接系统与房屋内热泵的顶部。

水体:另一种不常见的捕获地热的方法是使用像池塘或湖泊这样的水体。 用这种方法,塑料管从热泵运行到水体,并放置在水面下8到10英尺的盘管中。 水体必须具有足够的尺寸以支撑地热热负荷并具有适当的深度。 经常需要地方和州机构的协调和批准。


地热系统的成本:

安装地热系统的成本因使用的回路系统类型和地热系统本身的大小而异。 2017年水平地面循环地热系统的成本约为每吨2,700.00美元。 如果选择垂直回路系统,成本将显着增加,因为根据土壤,场地访问和系统规模,钻井成本可能为30,000美元至40,000美元或更多。

在正确的应用中,地热可以成为家庭供暖和制冷的经济有效和环境敏感的解决方案。 值得一看,特别是当答案恰到好处时。