النظم الرئيسية

أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية


تمثل الحرارة الحرارية الأرضية حوالي 2 بالمائة من إجمالي سوق التدفئة في الولايات المتحدة ، مع تركيب أكثر من 1.3 مليون نظام. نظام الطاقة الحرارية الأرضية لا يحرق الوقود الأحفوري لتوليد الحرارة. ينقل الحرارة. وهذا هو سحرها: نقل الحرارة يستغرق طاقة أقل من إنتاج الحرارة.

كيف تعمل أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية
لتسخين الحرارة المخزنة في الأرض ، يلتقط نظام الطاقة الحرارية الأرضية هذه الحرارة ويحولها للاستخدام في المنزل. تشمل مكونات النظام حلقة من الأنابيب ، سائل لامتصاص ونقل الحرارة ، ووحدة مضخة حرارية لمعالجة الحرارة للاستخدام. لالتقاط الحرارة ، يدور السائل عبر أنبوب مدفون في الأرض. أثناء دورانها ، تمتص حرارة الأرض المخزنة ، والتي لا تزال ثابتة عند درجة حرارة 50 إلى 60 درجة فهرنهايت على بعد 10 أمتار تحت مستوى سطح الأرض.

السائل المسخن يدخل وحدة مضخة الحرارة. في هذه الوحدة ، تمتص الحرارة من السائل السائل بواسطة مبرد سائل مغلق في الوحدة. يتبخر هذا المبرد ويتم ضغطه ، مما يرفع درجة حرارته إلى حوالي 100 درجة فهرنهايت.

الآن غاز ، يمر المبرد من خلال مبادل حراري حيث تتم إزالة الحرارة وضخها في المنزل. مع إزالة الحرارة ، يبرد المبرد. يعود إلى حالته السائلة ويستمر في الدوران ، ويمتص باستمرار ويستخدم الحرارة المنقولة من الأرض عبر السائل السائل عبر الأنابيب.

كفاءة ، صيانة منخفضة التدفئة
أصبحت مضخات الحرارة الجوفية فعالة للغاية. يشار إلى كفاءة التدفئة الخاصة بهم من خلال معامل الأداء ، أو COP ، نسبة الحرارة المقدمة لكل وحدة حرارية بريطانية (Btu) من مدخلات الطاقة.

المضخات الحرارية المصنفة نجمة الطاقة لديها COP COP للتدفئة تبدأ من 2.8 ، وهذا يعني لكل وحدة من الطاقة المستخدمة لتشغيل النظام ، يتم توفير 2.8 وحدة من الحرارة.

أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية سهلة الصيانة. حلقة مثبتة بشكل صحيح ودفن يمكن أن تستمر ما يقرب من 50 عاما. يتم تثبيت المواد الميكانيكية في الداخل وتتطلب عادةً إجراء فحوص دورية وتغييرات الفلتر فقط.

أنظمة حلقة مغلقة
تعمل أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية إما بتكوين حلقة مغلقة أو حلقة مفتوحة. تحديد أي حلقة لاستخدامها يعتمد على عوامل الموقع مثل تكوين التربة ، والمناظر الطبيعية ، والمرافق تحت الأرض.

تستخدم الحلقة المغلقة المحلول السائل في حلقة أنابيب محكمة الغلق مثبتة أفقياً أو رأسياً تحت الأرض.

يتم استخدام الحلقات الأفقية عندما يكون هناك ما يكفي من الأراضي الصالحة للاستخدام. يتم تثبيت الأنابيب في خنادق حفرها حوالي ستة أقدام وعمق 100 إلى 600 قدم ، وهذا يتوقف على حجم النظام.

تعتبر الحلقات الرأسية هي الخيار الوحيد عندما تكون هناك مساحة محدودة متاحة ، إذا كان مالك المنزل لا يرغب في اضطراب المناظر الطبيعية ، أو عند مواجهة العديد من الصخور عند الحفر. لتثبيت الأنبوب ، يتم حفر ثقوب صغيرة قطرها 100 إلى 400 قدم باستخدام معدات حفر الآبار. ترتبط الحلقات الرأسية بالمنزل عبر أنبوب أفقي تحت الأرض. عند الثقب للحلقات الرأسية ، يتم تطبيق رموز حفر الآبار.

يمكن أيضًا وضع نظام مغلق في قاع البركة إذا كان هناك بركة متاحة في العقار. قد تكون حلقات البركة هي الخيار الأكثر اقتصادا لأنه يمكن القضاء على جزء كبير من تكلفة الحفر.

نظم حلقة مفتوحة
يستخدم نظام الحلقة المفتوحة الحرارة من ماء البئر بدلاً من حرارة الأرض. يتم نقل المياه الجوفية ، التي تظل أيضًا عند درجة حرارة ثابتة نسبيًا على مدار السنة ، إلى وحدة مضخة الحرارة ويتم استخراج الحرارة بطريقة تشبه نظام الحلقة المغلقة.

الماء لا يدور لكنه يمر مرة واحدة ويتم التخلص منه. قد يتم إطلاقه في خندق أو بلاط صرف أو بركة. ويمكن أيضًا إعادتها إلى مستوى الماء من خلال بئر عودة تم حفره في الأرض. مع القلق بشأن انخفاض طبقات المياه الجوفية الملوثة ، من المهم التحقق من الظروف والرموز المحلية قبل اتخاذ قرار بشأن هذا النوع من النظام.

التكاليف والاسترداد
تختلف تكاليف التركيب والتجهيزات الأولية لمضخات الحرارة الحرارية الأرضية مع نضج السوق المحلي ونوع وحجم النظام والموقع. ليس هناك شك في أن النظام سيكلف في البداية أكثر من فرن الوقود الأحفوري التقليدي.

إذا لم يكن المنزل مجاريًا ، فقد يحتاج صاحب المنزل إلى إضافة ذلك إلى التكلفة. ومع ذلك ، قد يتمكن المنزل الصغير الذي يستخدم حرارة اللوح الأساسي من ترك تثبيت القناة.

وقدرت التقديرات التقريبية أن نظام المصادر الأرضية الحرارية الأرضية يتراوح بين 1000 دولار و 2500 دولار للطن. وفقًا للبرنامج الفدرالي لإدارة الطاقة التابع لوزارة الطاقة ، يتم تحويل طن واحد من السعة إلى 12000 وحدة حرارية في الساعة. في مناخات التدفئة ، يقدر أن هناك حاجة إلى طن من القدرة لكل 550 قدم مربع.

جاذبية تكلفة الحرارة الجوفية هي في التشغيل الاسترداد. يوفر النظام طاقة أكثر لكل وحدة مستهلكة من الأنظمة التقليدية ، بكفاءة تصل إلى 400 بالمائة مقارنة بنسبة 75 إلى 90 بالمائة من كفاءة أفران الوقود الأحفوري.

وفقًا لما ذكره جيم بوس ، المدير التنفيذي للجمعية الدولية لمضخات التسخين الحرارية الأرضية بجامعة أوكلاهوما الحكومية في ستيلووتر ، أوكلاهوما ، فإن المنزل الحالي الذي يحتوي على فرن أقدم يمكن أن يتوقع حدوث تحسن في الكفاءة يبلغ حوالي 50 في المائة عن طريق التحول إلى الطاقة الحرارية الأرضية. ومن المتوقع أن يتحسن المنزل الجديد الذي يحتوي على أفضل فرن للوقود الأحفوري بنسبة 30 في المائة.

الحصول على أكثر من نظام الطاقة الحرارية الأرضية الخاص بك
لا تتوقع أن يحل نظام جديد مشاكل التدفئة الخاصة بك إلا إذا قمت بتقليل حمل التدفئة. ختم جميع التسريبات. تحقق للتأكد من أن تعرية الطقس في حالة جيدة وأن نظام القناة لا يتسرب. القضاء على المسودات. النظر في وجود فقدان الحرارة / الحرارة كسب / تقييم التسرب القيام به من المنزل.

ابحث عن شركة معتمدة ، مع أشخاص مدربين بشكل خاص على تكنولوجيا الطاقة الحرارية الأرضية ، واحصل على أكثر من عرض أسعار. اسأل عن المراجع واتصل بأصحاب المنازل هؤلاء. اطلب رؤية المنشآت التي أنجزتها الشركة.

مناقشة فوائد النظام الهجين. يمكن إضافة مضخة حرارية من مصدر أرضي إلى أفران الهواء القسري الحالية واستخدام منفاخها. مضخات التثبيت المزدوج المصدر أقل تكلفة من حيث التركيب وأكثر كفاءة من وحدة مصدر الهواء وحدها. اسأل عن منفاخ متغيرة السرعة وضاغطات متعددة السرعات في النظام لتحسين الراحة والكفاءة.

النظر في قدرة النظام على إنتاج الماء الساخن. يمكن لجهاز يسمى "desuperheater" أن يكمل إنتاج الماء الساخن المنزلي باستخدام الحرارة الزائدة عند تشغيل النظام. بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في توفير النظام لجميع احتياجات الماء الساخن ، هناك بعض أنظمة الطلب الكامل التي تقدم وحدة منفصلة للاستخدام المنزلي للمياه الساخنة.

شاهد الفيديو: الطاقة الحرارية الأرضية - مع الترجمة. Geothermal Energy (سبتمبر 2020).