Użycie gruntowego wymiennika ciepła jest jednym ze sposobów na obniżenie kosztów ogrzewania domu. Istnieją dwa rodzaje systemów, pętla pozioma i bezpośrednia wymiana. Oba są skuteczne w zmniejszaniu ilości energii elektrycznej zużywanej do ogrzewania domu.
Niniejszy artykuł jest wynikiem naszej kooperacji z etapybudowy.pl
Energia geotermalna
Używanie ciepła geotermalnego do ogrzewania domu jest jednym z najbardziej efektywnych sposobów wykorzystania energii. Oszczędza pieniądze na rachunkach za ogrzewanie i chłodzenie oraz zmniejsza zużycie paliw kopalnych. Ogrzewanie geotermalne jest bardziej przyjazne dla środowiska i wymaga niewielkiej konserwacji. Jest bezpieczne i nie stanowi zagrożenia pożarowego. Zmniejsza również obciążenia szczytowe i zapotrzebowanie na nowe elektrownie.
Geotermalny wymiennik ciepła (GHE) to urządzenie, które przekazuje ciepło z ziemi – ten cytat pochodzi bezpośrednio z serwisu . Proces ten różni się od zwykłych pomp ciepła, które odwrotnie odbierają ciepło z zewnątrz. System geotermalny wykorzystuje energię elektryczną do napędzania pompy ciepła, która następnie cyrkuluje roztwór wodny przez pętlę zakopaną w ziemi.
System geotermalny może zaoszczędzić właścicielowi domu do 50% na kosztach ogrzewania wody. Dzieje się tak, ponieważ geotermalne systemy grzewcze zużywają mniej energii i są cichsze niż inne rodzaje systemów grzewczych i chłodzących.
Wymiennik ciepła używany w systemie geotermalnym jest podziemną pętlą wykonaną z chemicznie obojętnego materiału. Pętla ta połączona jest z modułem pompy ciepła znajdującym się wewnątrz budynku. Pompa ciepła wykorzystuje wodę i niezamarzający czynnik chłodniczy do cyrkulacji płynu nośnika ciepła w pętli.
Systemy geotermalne są zaprojektowane tak, aby zaoszczędzić właścicielowi domu minimum 30% na kosztach ogrzewania każdego roku. Są one uważane za najbardziej energooszczędny system dostępny i Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych nazwała je najlepszymi przyjaznymi dla środowiska.
Systemy geotermalne zapewniają również duży komfort i oszczędności na kosztach energii. W rzeczywistości instalacja jednej jednostki geotermalnej jest równa zasadzeniu 750 drzew. Pomaga również zmniejszyć problemy związane z globalnym ociepleniem i zminimalizować zanieczyszczenie powietrza.
Systemy geotermalne są droższe w instalacji niż systemy konwencjonalne, ale również oszczędzają pieniądze w dłuższej perspektywie. Oszczędności energii zwrócą się za instalację w ciągu kilku lat. System geotermalny może być zmodernizowany lub zainstalowany nowy. Proces instalacji może wymagać zmian w przewodach lub okablowaniu elektrycznym. Ważne jest, aby wykonać swoją pracę domową przed podjęciem decyzji o systemie geotermalnym.
Koszt instalacji systemu geotermalnego może wynosić od 2 500 do 5 000 USD za tonę pojemności. Cena zależy od rodzaju GHE, lokalizacji domu i dostępnej ziemi do instalacji.
Systemy pętli poziomej
Korzystanie z systemu pętli poziomej to świetny sposób na obniżenie kosztów ogrzewania domu. Ten rodzaj systemu obejmuje rury, które są podłączone do pompy ciepła w budynku. Pozioma pętla jest zwykle instalowana na dużych nieruchomościach. Ponadto, istnieje kilka projektów do wyboru. W zależności od liczby rur i rodzaju zastosowanej pompy ciepła, koszt instalacji może być różny.
Systemy pętli poziomej obejmują rury, które są umieszczone w rowach. Te rowy są często 3 do 6 stóp głębokości. Na każdą tonę ciepła wymaganą przez pompę ciepła, system potrzebuje około 400 stóp rur.
Koszt instalacji poziomego systemu pętli może być wszędzie od 6.000 dolarów do 15.000 dolarów. Cena ta obejmuje pracę, części i pozwolenia. To zależy od wielkości domu i liczby rur wymaganych. Niektórzy wykonawcy oferują „Slinky” metody instalacji rur, co pozwala na więcej rur, aby zmieścić się w krótszym wykopie.
Pętla pionowa to kolejna opcja ogrzewania domu. Systemy te są powszechnie stosowane w szkołach i innych obszarach zabudowanych. Mogą być również zainstalowane na płytkiej glebie. Są one szczególnie skuteczne w obszarach miejskich. Są one również odpowiednie dla małych domów.
Jedną z najbardziej opłacalnych metod instalacji pętli poziomej jest zastosowanie konstrukcji „Slinky”. Oznacza to, że dwie rury są wprowadzane do otworu, który jest małym otworem o średnicy zazwyczaj od 13 do 18 centymetrów. Obie rury są następnie połączone na dole za pomocą kolanka u-kształtnego.
Ten rodzaj systemu jest bardziej efektywny niż pętla pionowa. Może być instalowany na obszarach o cienkiej wierzchniej warstwie gleby i skalistym podłożu. Jest również skuteczny w obszarach podmiejskich. Wymaga mniejszej powierzchni ziemi do zainstalowania niż pętla pozioma, ale jest droższy w instalacji.
Dla najbardziej efektywnego ogrzewania domu najlepszym rozwiązaniem jest system pętli poziomej. Pętla pionowa jest bardziej efektywna w obszarach podmiejskich. Może być również bardziej opłacalny dla domów, które znajdują się w pobliżu wody.
Dla większości domów, system pętli poziomej będzie kosztować około 15 000 dolarów. Koszt instalacji może być odzyskane w ciągu kilku lat. Jednak ważne jest, aby zapytać swojego wykonawcę o energooszczędne alternatywy.
Systemy otwartych pętli
Używanie systemów otwartych pętli w celu zmniejszenia kosztów ogrzewania domu może być skutecznym sposobem na uczynienie domu bardziej energooszczędnym. Należy jednak zachować ostrożność przy instalowaniu tych systemów. Mogą one mieć wpływ na twoje warstwy wodonośne i zaopatrzenie w wodę użytkową. Przed zainstalowaniem własnego systemu otwartej pętli, powinieneś sprawdzić u lokalnych władz, czy nie naruszasz żadnych przepisów.
Istnieją dwa główne typy systemów otwartych. Jeden typ wykorzystuje wodę powierzchniową, podczas gdy drugi wykorzystuje wodę studzienną lub geotermalną jako płyn do wymiany ciepła. Pierwszy z nich może być bardziej wydajny, ale drugi jest zazwyczaj tańszy w instalacji.
Systemy z otwartą pętlą nie są tak dokładne jak systemy z zamkniętą pętlą, które można zaprogramować tak, aby uwzględniały zmiany temperatury, wiatr i przepływ powietrza. Zaletą tych ostatnich jest możliwość automatycznego manipulowania procesem na podstawie informacji zwrotnej od zewnętrznego sterownika. Systemy z zamkniętą pętlą wiążą się jednak z dodatkowymi kosztami sprzętu i oprogramowania.
Główna różnica pomiędzy systemami otwartymi i zamkniętymi polega na tym, że systemy otwarte zmieniają jedynie temperaturę wody. Systemy zamknięte mogą również pobierać ciepło z gruntu. Zaletą tych pierwszych jest również utrzymywanie temperatury wody. Systemy z zamkniętą pętlą są jednak droższe w instalacji.
Systemy aktywne w pętli otwartej wykorzystują pompy do cyrkulacji wody użytkowej przez kolektory, natomiast systemy zamknięte pobierają ciepło z gruntu i recyrkulują ciepły roztwór. Systemy aktywne w pętli otwartej są bardziej wydajne, ale nie nadają się dobrze do obszarów o twardej wodzie. System ten może również powodować wzniecanie mułu.
Systemy z otwartą pętlą mogą być odpowiednie dla domów w klimacie niezamarzającym. Nie powinny być jednak stosowane w miejscach, gdzie często występują mrozy. Dzieje się tak, ponieważ woda może być marnowana poprzez częstsze uruchamianie ochrony przed zamarzaniem. Na szczęście istnieją inne systemy obiegu zamkniętego, które są bardziej wydajne.
Najpopularniejszym rodzajem systemu otwartej pętli jest studnia wydobywcza i rejekcyjna. Ten typ systemu wykorzystuje studnię produkcyjną do pobierania wody z ziemi, a następnie studnię reinjekcyjną do wysyłania jej z powrotem do ziemi.
Systemy z otwartą pętlą nie są idealne w obszarach z twardą wodą, kwaśną wodą lub długimi zamrożeniami. Dzieje się tak dlatego, że woda może zawierać wodorotlenki, które mogą zatkać wymiennik ciepła.