Tudo o que você precisa saber sobre sistemas de aquecimento geotérmico

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O calor geotérmico representa cerca de dois por cento do mercado total de aquecimento no U.S., com mais de 1.3 milhões de sistemas instalados. Também conhecido como sistema de bomba de calor de fonte de solo, essa tecnologia aproveita um recurso livre para usar a temperatura constante abaixo do solo. Portanto, um sistema geotérmico não queima combustíveis fósseis para criar calor; O sistema transfere calor. Esse é o charme: transferir calor exige menos energia do que produzir calor.

Introdução não é barato e o retorno não chega rapidamente. Para o proprietário direito, no entanto, uma bomba de calor geotérmica (GHP) pode ajudar a compensar drasticamente os custos de aquecimento e resfriamento.

Como funcionam os sistemas geotérmicos

Para aproveitar o calor armazenado na terra, um sistema geotérmico captura e converte esse calor para uso em casa. Os componentes do sistema incluem um laço de tubo, um líquido para absorver e transferir calor e uma unidade de bomba de calor para processar o calor para uso.

Para capturar o calor, o líquido circula através de um cano enterrado no solo. À medida que circula, absorve o calor armazenado da Terra, que permanece constante a 50 a 60 graus Fahrenheit 10 pés abaixo do nível do solo.

O líquido aquecido entra em uma unidade de bomba de calor. Nesta unidade, o calor do líquido tubular é absorvido por um refrigerante líquido selado na unidade. Esse refrigerante evapora e é comprimido, o que eleva sua temperatura para cerca de 100 graus Fahrenheit.

Agora um gás, o refrigerante passa por um trocador de calor onde o calor é removido e bombeado para a casa. Com o calor removido, o refrigerante esfria. Ele retorna ao seu estado líquido e continua circulando, absorvendo continuamente e usando o calor transferido da terra através do líquido tubulado.

Tipos de sistemas de aquecimento geotérmico

Os sistemas de aquecimento geotérmico operam como um circuito fechado ou de malha aberta. Determinar qual loop usar depende de fatores do local como composição do solo, paisagismo e utilitários subterrâneos.

Sistemas de circuito fechado

Um circuito fechado usa a solução líquida em um loop de tubulação selado instalado horizontal ou verticalmente subterrâneo.

Loops horizontais são usados ​​quando há terras utilizáveis ​​suficientes disponíveis. Os tubos são instalados em trincheiras cavadas com cerca de seis pés de profundidade e 100 a 600 pés de comprimento, dependendo do tamanho do sistema.

Os loops verticais são a única opção quando há espaço limitado disponível, se o proprietário não quiser a paisagem perturbada ou onde muitas rochas seriam encontradas ao cavar. Para instalar o tubo, orifícios de diâmetro pequeno de 100 a 400 pés de profundidade estão entediados usando equipamentos de perfuração bem perfurados. Loops verticais estão conectados à casa através de um tubo subterrâneo horizontal. Quando chato para loops verticais, os códigos de perfuração se aplicam.

Um sistema selado também pode ser colocado na parte inferior de uma lagoa se houver uma lagoa disponível na propriedade. Os loops de lagoa podem ser a opção mais econômica, porque grande parte do custo de escavação pode ser eliminada.

Sistemas de circuito aberto

Um sistema de malha aberta usa o calor da água do poço, em vez do calor da terra. As águas subterrâneas, que também permanecem a uma temperatura relativamente constante o ano todo, são transportadas para a unidade de bomba de calor e o calor é extraído em um método semelhante ao sistema de circuito fechado.

A água não circula, mas faz uma passagem e é eliminada. Pode ser liberado em uma vala, telhas de drenagem ou uma lagoa. Também pode ser devolvido ao lençol freático através de um retorno bem perfurado no chão. Com preocupações sobre os aqüíferos em declínio e poluído, no entanto, é importante verificar as condições e códigos locais antes de decidir sobre esse tipo de sistema.

Custos geotérmicos da bomba de calor

Os custos iniciais de instalação e equipamento para bombas de calor geotérmicas variam com a maturidade do mercado local, tipo e tamanho do sistema e o local. Não se engane: isso não é um bricolage.

Adicionar uma bomba de calor geotérmica requer os serviços de um instalador certificado, e o aspecto de perfuração sozinho pode acabar custando dezenas de milhares de dólares. De fato, a pura invasão do projeto implica taxas de trabalho tão altas que, para os proprietários de casas existentes, pode não fazer sentido financeiro perseguir um ghp.

As estimativas aproximadas colocam um sistema geotérmico de fonte de solo em US $ 1.000 a US $ 2.500 por tonelada de capacidade. Uma tonelada de capacidade, de acordo com o Programa Federal de Gerenciamento de Energia do Departamento de Energia, se traduz em 12.000 BTU por hora. Nos climas de aquecimento, estima -se que seja necessária uma tonelada de capacidade para cada 550 pés quadrados.

Encontre uma empresa certificada, com pessoas treinadas especificamente em tecnologia geotérmica e obtenha mais do que lance. Peça referências e ligue para esses proprietários. Peça para ver as instalações que a empresa concluiu.

Com seu contratado, não deixe de discutir os benefícios de um sistema híbrido. Uma bomba de calor de fonte de solo pode ser adicionada a um forno de ar forçado existente e pode usar seu soprador existente. As bombas de calor de fonte dupla são menos caras de instalar e mais eficientes do que a unidade de fonte aérea sozinha. Pergunte sobre sopradores de velocidade variável e compressores de várias velocidades no sistema para melhorar o conforto e a eficiência.

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Aquecimento eficiente e de baixa manutenção

Embora a instalação de uma bomba de calor geotérmica exija um investimento inicial significativo, isso pode ser um curso sábio para os proprietários que planejam permanecer indefinidamente.

As bombas de calor geotérmicas tornaram -se bastante eficientes. Sua eficiência de aquecimento é indicada pelo coeficiente de desempenho, ou COP, a proporção de calor fornecido por unidade térmica britânica (BTU) de entrada de energia. As bombas de calor geotérmicas com classificação energética têm um policial de aquecimento a partir de 2.8, significando para cada unidade de energia usada para alimentar o sistema, 2.8 unidades de calor são fornecidas. Ou seja, o sistema oferece mais energia por unidade consumida do que os sistemas convencionais até 400 % de eficiência em comparação com 75 a 90 % de eficiência para fornos de combustível fóssil.

De acordo com Jim Bose, diretor executivo da International Ground Source Heat Pump Association da Oklahoma State University em Stillwater, OK, uma casa existente com um forno mais antigo pode esperar uma melhoria de eficiência de cerca de 50%, mudando para a geotérmica. Uma nova casa com o melhor forno-combustível fóssil esperaria uma melhoria de 30%. Em 2009, os pesquisadores do Instituto de Tecnologia do Oregon descobriram que a geotérmica poderia salvar os proprietários de casas, economizando de 20% a 60% ao ano.

Os custos de manutenção contínuos se comparam favoravelmente aos de sistemas tradicionais de aquecimento e refrigeração. Um loop adequadamente instalado e enterrado pode durar quase 50 anos. Os mecânicos são instalados em ambientes fechados e geralmente requerem apenas verificações periódicas e alterações de filtro.

Aquecimento geotérmico de água da bomba de calor

À medida que esfria a casa no verão, uma bomba de calor geotérmica cria um subproduto útil: o ar quente que ele remove pode, por sua vez. A desvantagem é que, durante os meses de inverno ou em partes mais frias do país, uma unidade convencional não pode produzir água quente suficiente para atender às demandas da família média. Consequentemente, é necessária uma fonte suplementar de água quente.

Aproveitando o máximo do seu sistema geotérmico

Não espere que um novo sistema resolva todos seus problemas de aquecimento doméstico, a menos que você reduza sua carga de aquecimento. Sele todos os vazamentos para eliminar os rascunhos. Verifique se a remoção do tempo está em boa forma e o sistema de dutos não está vazando. Considere fazer uma auditoria de energia em casa.

Quem deve salvar o máximo em serviços públicos a longo prazo com geotérmica? Os proprietários de grandes casas já incorrendo em contas íngremes de aquecimento e resfriamento mês a mês. O único problema é que, para uma bomba de calor geotérmica servir adequadamente em uma casa grande, precisa de uma área proporcionalmente maior de terra para desenhar calor; Em um lote de tamanho modesto, isso apresenta um dilema. Uma solução possível é instalar os tubos verticalmente, não horizontalmente, mas os custos associados à execução do tubo vertical são frequentemente proibitivamente altos.