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Vuoi risparmiare energia e risparmiare denaro sia sul riscaldamento che sul raffreddamento della tua casa? Bene, la risposta non è solo proprio sotto il naso, potrebbe essere proprio sotto i tuoi piedi!
Sotto la linea del gelo, a pochi metri, troverai che il terreno ha una temperatura media di circa 55 gradi F. Il calore proviene da uno strato di roccia fusa a caldo in profondità nella crosta terrestre chiamata magma. Il magma può raggiungere temperature di 2400 gradi F e poiché questo calore si irradia, a seconda della latitudine geografica, le temperature del suolo possono variare da 45 ° F a 75 ° F. Questo crea una bella fonte di calore affidabile e sostenibile che può essere sfruttata per le nostre esigenze di riscaldamento e raffreddamento domestico.
Questa temperatura costante della terra viene utilizzata in un geotermico o pompa di calore geotermica. A differenza di una fornace che brucia gas naturale o petrolio per produrre calore in inverno, la pompa di calore geotermica concentra il calore che si trova nel terreno appena sotto la superficie. La geotermia non può essere utilizzata solo per riscaldare e raffreddare la nostra casa, ma anche per riscaldare la nostra acqua domestica.
Come funziona un sistema geotermico
Quindi, come avviene questa magia? Bene, è davvero piuttosto semplice. Il sistema geotermico è una pompa di calore che utilizza la terra come dissipatore di calore (estate) o fonte di calore (inverno).
Un sistema geotermico utilizzerà una serie di tubi (sepolti sotto la linea del gelo nel terreno) che è chiamato un circuito. I tubi nel circuito sono più comunemente realizzati in plastica e riempiti con una soluzione di acqua e antigelo. Una pompa fa circolare la soluzione di acqua alla pompa di calore all'interno della casa. Lì un compressore e uno scambiatore di calore usano l'acqua nominale a 55 gradi per riscaldare o raffreddare la casa.
In inverno l'aria (ad esempio, 10 gradi F) è più fredda della temperatura terrestre sotterranea (ad esempio, 55 gradi F). Il sistema geotermico fa circolare la soluzione di acqua attraverso il circuito di terra e assorbe il calore dalla terra. L'acqua nominale a 55 gradi viene portata nella pompa di calore o nella fornace per essere ulteriormente riscaldata in base alle necessità e quindi distribuita attraverso i condotti in tutta la casa.
In estate l'aria (ad es. 90 ° F) è più calda della metropolitana di 55 ° F. Qui, lo scambiatore di calore geotermico assorbe il calore in casa e il sistema fa circolare la soluzione di acqua attraverso il circuito di terra per raffreddarlo, scaricando il calore nel terreno. L'acqua fresca viene quindi utilizzata dallo scambiatore di calore e distribuita attraverso i condotti in tutta la casa per raffreddare la casa.
Costi e caratteristiche dei sistemi geotermici
- Il geotermico è un sistema di pompa di calore geotermica di riscaldamento e raffreddamento molto efficiente dal punto di vista energetico con risparmi di utilità rispetto ai tradizionali sistemi di aria forzata a gas e pompe di calore di provenienza dell'aria comprese tra il 25 e il 50 percento. Il rimborso è compreso tra 5 e 10 anni ma molto più breve se confrontato un'opzione di riscaldamento e raffreddamento a resistenza completamente elettrica in cui la geotermia può utilizzare fino al 75% in meno di energia elettrica. A partire dal 1 ° gennaio 2017, la geotermia può beneficiare di un credito d'imposta federale di $ 300 solo se il sistema a pompa di calore soddisfa gli standard SEE Energy Star SEER e COP. I crediti d'imposta precedenti si sono conclusi il 31 dicembre 2016. In alcuni casi, la geotermia può essere adattata a un forno esistente con un gestore di aria. È inoltre possibile trovare pompe di calore geotermiche con un proprio gestore di aria integrato. Se la tua casa ha il riscaldamento del battiscopa con acqua calda, può anche essere adattato con un sistema geotermico.
Tipi di sistemi geotermici
I sistemi di pompe di calore geotermiche a circuito di terra sono più comunemente installati come sistema a circuito chiuso. Ciò significa che il fluido nel circuito viene costantemente ricircolato. I sistemi a circuito aperto sono meno comuni e utilizzano un pozzo di terra, un lago, un fiume o altre acque superficiali come fluido per lo scambiatore di calore. L'acqua viene quindi scaricata nuovamente nel terreno o nel corpo idrico dopo l'uso.
I sistemi a circuito chiuso sono generalmente installati come sistemi a circuito orizzontale, circuito verticale o corpo idrico. I sistemi di corpi idrici utilizzano corpi idrici superficiali come fonte costante di calore rispetto al suolo. Rivediamo questi tre diversi metodi.
Anello orizzontale: i sistemi ad anello orizzontale sono i più economici da installare, ma uno dei loro svantaggi è la quantità di terra richiesta per installare gli anelli di terra orizzontali. Un sistema geotermico può richiedere da 1.500 a 3.000 piedi lineari di tubo o più a seconda delle dimensioni della casa e dei carichi. Se si dispone della terra richiesta disponibile, il metodo residenziale più comune consiste nell'installare due condotte affiancate in una trincea profonda cinque piedi o una condotta in una trincea profonda sei piedi e l'altra in una trincea profonda quattro piedi.
Un terzo metodo può essere utilizzato laddove non è prontamente disponibile il terreno richiesto per condutture più lunghe. Tale metodo avvolge o avvolge il tubo in trincee più profonde. Ciò consente il contatto superficiale richiesto con il suolo ma con una lunghezza della trincea orizzontale inferiore.
Anello verticale: il sistema ad anello verticale viene utilizzato in situazioni in cui il terreno richiesto è stretto o i terreni non favoriscono la trincea. Più costoso del sistema orizzontale da installare, il sistema verticale utilizza una serie di fori. I fori hanno un diametro nominale di 4 "e sono distanziati di circa 20 cm. Le profondità dipendono dal design del sistema e dai terreni, ma possono variare da 100 a 400 piedi di profondità. I tubi vengono alimentati verso il basso e il backup di ciascun foro praticato e collegati da un tubo collettore trincerato attraverso la parte superiore che collega il sistema alla pompa di calore in casa.
Corpo idrico: un altro metodo meno comune per catturare il calore del suolo è quello di utilizzare un corpo idrico vicino come uno stagno o un lago. Con questo metodo, il tubo di plastica scorre dalla pompa di calore al corpo idrico e viene posizionato in bobine da 8 a 10 piedi sotto la superficie dell'acqua. Il corpo idrico deve essere di dimensioni adeguate per sostenere i carichi di calore geotermico e avere la profondità adeguata. Spesso è necessario il coordinamento e l'approvazione delle agenzie locali e statali.
Costi di un sistema geotermico
Il costo di installazione di un sistema geotermico varia in base al tipo di sistema ad anello utilizzato e alle dimensioni del sistema geotermico stesso. I costi per un sistema geotermico ad anello di terra orizzontale sono di circa $ 2.700, 00 per tonnellata nel 2017 dollari. Se si opta per un sistema ad anello verticale, il costo aumenterà in modo significativo poiché i costi di perforazione potrebbero essere da $ 30.000 a $ 40.000 o più a seconda del suolo, dell'accesso al sito e delle dimensioni del sistema.
Nella giusta applicazione, la geotermia può essere una soluzione economica e sensibile all'ambiente per il riscaldamento e il raffreddamento domestici. Vale la pena dare un'occhiata, soprattutto quando la risposta è proprio sotto i tuoi piedi.
