BankenFoto's / GettyImages
Wilt u energie besparen en geld besparen op zowel verwarming als koeling van uw huis? Welnu, het antwoord is niet alleen recht onder je neus, het kan recht onder je voeten zijn!
Onder de vorstlijn een paar voet vind je dat de grond een gemiddelde temperatuur van ongeveer 55 graden F heeft. De warmte komt van een laag heet gesmolten gesteente diep in de aardkorst genaamd magma. Magma kan temperaturen van 2400 graden F bereiken en aangezien deze warmte, afhankelijk van de geografische breedtegraad, uitstraalt, kunnen de grondtemperaturen variëren van 45 ° F tot 75 ° F. Dit creëert een mooie betrouwbare en duurzame warmtebron die kan worden benut voor onze verwarmings- en thuiskoelingsbehoeften.
Deze constante temperatuur van de aarde wordt gebruikt in een aardwarmte of grondwarmtepomp. In tegenstelling tot een oven die aardgas of olie verbrandt om in de winter warmte te produceren, concentreert de geothermische warmtepomp de warmte die zich vlak onder het oppervlak in de grond bevindt. Geothermie kan niet alleen worden gebruikt om ons huis te verwarmen en te koelen, maar ook om ons huishoudwater te verwarmen.
Hoe een geothermisch systeem werkt
Dus hoe gebeurt deze magie? Nou, het is echt vrij simpel. Het geothermische systeem is een warmtepomp die de aarde gebruikt als een koellichaam (zomer) of een warmtebron (winter).
Een geothermisch systeem gebruikt een reeks pijpen (begraven onder de vorstlijn in de grond) die een lus wordt genoemd. Buizen in de lus zijn meestal gemaakt van plastic en gevuld met een oplossing van water en antivries. Een pomp circuleert de wateroplossing naar de warmtepomp in het huis. Daar gebruiken een compressor en warmtewisselaar het nominale water van 55 graden om het huis te verwarmen of te koelen.
In de winter is de lucht (bijvoorbeeld 10 graden F) kouder dan de temperatuur van de aarde onder de grond (bijvoorbeeld 55 graden F). Het geothermische systeem circuleert de wateroplossing door de aardlus en absorbeert de warmte van de aarde. Het nominale water van 55 graden wordt naar de warmtepomp of oven gebracht om indien nodig verder te worden verwarmd en vervolgens door kanalen door het hele huis te worden verdeeld.
In de zomer is de lucht (bijvoorbeeld 90 graden F) warmer dan de 55 graden F ondergronds. Hier absorbeert de geothermische warmtewisselaar warmte in het huis en circuleert het systeem de wateroplossing door de aardlus om deze af te koelen en de warmte in de grond te dumpen. Het koele water wordt vervolgens door de warmtewisselaar gebruikt en door kanalen door het hele huis verdeeld om het huis te koelen.
Kosten en kenmerken van geothermische systemen
- Geothermisch is een zeer energiezuinige aardwarmtepompsysteem voor verwarming en koeling met nutsbesparingen ten opzichte van conventionele gasgestuurde luchtsystemen en luchtwarmtepompen van 25 tot 50 procent. Terugbetaling is tussen 5 en 10 jaar, maar veel korter in vergelijking met een volledig elektrische weerstandsverwarming en -koeling waarbij geothermie tot 75 procent minder elektrische energie kan gebruiken. Vanaf 1 januari 2017 komt geothermie alleen in aanmerking voor een federaal belastingkrediet van $ 300 als de warmtepomp voldoet aan de DOE Energy Star SEER- en COP-normen. Eerdere belastingkredieten eindigden op 31 december 2016. Geothermie kan in sommige gevallen achteraf worden ingebouwd in een bestaande oven met een luchtbehandelaar. U kunt ook geothermische warmtepompen vinden met een eigen geïntegreerde luchtbehandelaar. Als uw huis warm waterplintwarmte heeft, kan het ook achteraf worden uitgerust met een geothermisch systeem.
Soorten geothermische systemen
Aardlus geothermische warmtepompsystemen worden meestal geïnstalleerd als een gesloten-lus systeem. Dat betekent dat de vloeistof in de lus constant wordt gerecirculeerd. Open-loop-systemen komen minder vaak voor en gebruiken een grondput, meer, rivier of ander oppervlaktewater als vloeistof voor de warmtewisselaar. Het water wordt dan na gebruik terug in de grond of in het waterlichaam gedumpt.
Gesloten lus-systemen worden typisch geïnstalleerd als een horizontale lus, verticale lus of waterlichaamsystemen. Waterlichaamsystemen gebruiken oppervlaktewaterlichamen als de constante warmtebron in tegenstelling tot de grond. Laten we deze drie verschillende methoden bekijken.
Horizontale lus: Horizontale lussystemen zijn het voordeligst om te installeren, maar een van hun nadelen is de hoeveelheid land die nodig is om de horizontale aardlussen te installeren. Een geothermisch systeem kan 1500 tot 3000 lineaire pijpleidingen of meer vereisen, afhankelijk van de grootte van het huis en de belastingen. Als u over het vereiste land beschikt, is de meest gebruikelijke residentiële methode om twee pijpen naast elkaar te installeren in een sleuf van vijf voet diep of een leiding in een sleuf van zes voet diep en de andere in een sleuf van vier voet diep.
Een derde methode kan worden gebruikt wanneer het benodigde land voor langere leidingen niet direct beschikbaar is. Die methode maakt een lus of rolt de buis in diepere korte geulen. Dit maakt het vereiste oppervlaktecontact met de grond mogelijk, maar in minder horizontale sleuflengte.
Verticale lus: het systeem met verticale lus wordt gebruikt in situaties waarin het vereiste land krap is of de bodem niet bevorderlijk is voor geulen. Het verticale systeem is duurder dan het horizontale systeem om te installeren en maakt gebruik van een reeks geboorde gaten. De gaten zijn nominaal 4 "in diameter en op een afstand van ongeveer 20 uit elkaar. Dieptes zijn afhankelijk van het systeemontwerp en de bodem, maar kunnen variëren van 100 tot 400 voet diep. De leidingen worden naar beneden en naar boven geboord aan elk geboord gat en verbonden door een geplooide verdeelleiding aan de bovenkant die het systeem verbindt met de warmtepomp in het huis.
Waterlichaam: Een andere minder gebruikelijke methode om grondwarmte op te vangen, is het gebruik van een waterlichaam in de buurt zoals een vijver of meer. Met deze methode loopt de plastic pijp van de warmtepomp naar het waterlichaam en wordt deze op rollen geplaatst van 8 tot 10 voet onder het wateroppervlak. Het waterlichaam moet voldoende groot zijn om de geothermische warmtebelasting te dragen en de juiste diepte hebben. Coördinatie met en goedkeuring door lokale en nationale instanties is vaak vereist.
Kosten van een geothermisch systeem
De kosten voor het installeren van een geothermisch systeem zijn afhankelijk van het gebruikte lussysteem en de grootte van het geothermische systeem zelf. De kosten voor een geothermisch systeem met een horizontale aardlus bedragen ongeveer $ 2.700, 00 per ton in dollars van 2017. Als u voor een verticaal lussysteem kiest, zullen de kosten aanzienlijk stijgen, omdat de boorkosten $ 30.000 tot $ 40.000 of meer kunnen zijn, afhankelijk van de bodem, de toegang tot de locatie en de grootte van het systeem.
In de juiste toepassing kan geothermie een kosteneffectieve en milieuvriendelijke oplossing zijn voor verwarming en koeling van woningen. Het is een kijkje waard, vooral als het antwoord precies onder je voeten ligt.
