Wichtige Systeme

Geothermische Heizsysteme


Geothermische Wärme macht mit mehr als 1,3 Millionen installierten Systemen etwa zwei Prozent des gesamten Heizungsmarktes in den USA aus. Ein geothermisches System verbrennt keine fossilen Brennstoffe, um Wärme zu erzeugen. Es überträgt Wärme. Und das ist der Reiz: Wärme zu übertragen kostet weniger Energie als Wärme zu produzieren.

Wie geothermische Systeme funktionieren
Um die in der Erde gespeicherte Wärme zu nutzen, fängt ein Erdwärmesystem diese Wärme ein und wandelt sie für den Hausgebrauch um. Zu den Systemkomponenten gehören eine Rohrschleife, eine Flüssigkeit zum Aufnehmen und Übertragen von Wärme sowie eine Wärmepumpeneinheit zum Verarbeiten der zu verwendenden Wärme. Um die Wärme einzufangen, zirkuliert die Flüssigkeit durch ein im Boden vergrabenes Rohr. Während es zirkuliert, absorbiert es die gespeicherte Wärme der Erde, die bei 50 bis 60 Grad Fahrenheit 10 Fuß unter dem Boden konstant bleibt.

Die erhitzte Flüssigkeit tritt in eine Wärmepumpeneinheit ein. In dieser Einheit wird die Wärme von der leitungsgebundenen Flüssigkeit von einem flüssigen Kältemittel absorbiert, das in der Einheit eingeschlossen ist. Dieses Kältemittel verdampft und wird komprimiert, wodurch sich seine Temperatur auf etwa 100 Grad Fahrenheit erhöht.

Jetzt ein Gas, das Kältemittel durchläuft einen Wärmetauscher, wo die Wärme abgeführt und ins Haus gepumpt wird. Nach dem Entfernen der Wärme kühlt sich das Kältemittel ab. Es kehrt in seinen flüssigen Zustand zurück und zirkuliert weiter, absorbiert kontinuierlich und nutzt die Wärme, die von der Erde durch die leitungsgebundene Flüssigkeit übertragen wird.

Effiziente, wartungsarme Heizung
Geothermische Wärmepumpen sind sehr effizient geworden. Ihr Heizwirkungsgrad wird durch den Leistungskoeffizienten (COP) angegeben, der sich aus der Wärmezufuhr pro britischer thermischer Einheit (Btu) ergibt.

Energie Sternwärmepumpen haben einen Heizungs-COP ab 2,8, dh für jede Energieeinheit, die zur Stromversorgung des Systems verwendet wird, werden 2,8 Wärmeeinheiten geliefert.

Geothermische Systeme sind einfach zu warten. Eine ordnungsgemäß installierte und vergrabene Schleife kann fast 50 Jahre dauern. Die Mechaniken werden in Innenräumen installiert und erfordern in der Regel nur regelmäßige Überprüfungen und Filterwechsel.

Closed-Loop-Systeme
Geothermische Heizsysteme arbeiten entweder in einer geschlossenen oder einer offenen Konfiguration. Die Bestimmung der zu verwendenden Schleife hängt von Standortfaktoren wie Bodenzusammensetzung, Landschaftsgestaltung und unterirdischen Versorgungsunternehmen ab.

Ein geschlossener Kreislauf verwendet die flüssige Lösung in einem geschlossenen Rohrkreislauf, der horizontal oder vertikal unter der Erde installiert ist.

Horizontale Schleifen werden verwendet, wenn genügend nutzbares Land zur Verfügung steht. Die Rohre werden in Gräben verlegt, die je nach Größe des Systems etwa 1,80 m tief und 1,80 bis 1,80 m lang sind.

Vertikale Schleifen sind die einzige Wahl, wenn nur wenig Platz zur Verfügung steht, wenn der Hausbesitzer keine Landschaftsstörungen wünscht oder wenn beim Graben viele Steine ​​auftauchen. Zur Installation des Rohrs werden Löcher mit kleinem Durchmesser, die 30 bis 40 Meter tief sind, mit einer Bohrausrüstung gebohrt. Vertikale Schleifen sind über ein horizontales unterirdisches Rohr mit dem Haus verbunden. Beim Bohren von vertikalen Schleifen gelten die Bohrcodes.

Ein versiegeltes System kann auch am Boden eines Teichs platziert werden, wenn auf dem Grundstück ein Teich verfügbar ist. Teichschleifen sind möglicherweise die wirtschaftlichste Option, da ein Großteil der Aushubkosten eingespart werden kann.

Open-Loop-Systeme
Ein offenes System nutzt die Wärme aus Brunnenwasser und nicht die Wärme aus der Erde. Das Grundwasser, das auch das ganze Jahr über eine relativ konstante Temperatur aufweist, wird in das Wärmepumpenaggregat eingeleitet und die Wärme wird ähnlich wie im geschlossenen Kreislauf gewonnen.

Das Wasser zirkuliert nicht, sondern macht einen Durchgang und wird ausgeschieden. Es kann in einen Graben, in Entwässerungsfliesen oder in einen Teich gelangen. Es könnte auch durch einen in den Boden gebohrten Rücklaufbrunnen zum Grundwasserspiegel zurückgeführt werden. Bei Bedenken hinsichtlich abnehmender und verschmutzter Grundwasserleiter ist es jedoch wichtig, die örtlichen Bedingungen und Vorschriften zu überprüfen, bevor Sie sich für einen solchen Systemtyp entscheiden.

Kosten und Amortisation
Die Erstinstallations- und Ausrüstungskosten für Erdwärmepumpen variieren je nach Marktreife, Art und Größe der Anlage und Standort. Es besteht kein Zweifel, dass das System am Anfang mehr kostet als ein herkömmlicher Ofen für fossile Brennstoffe.

Wenn ein Haus keine Rohrleitungen hat, muss ein Hausbesitzer diese möglicherweise zu den Kosten hinzufügen. Ein kleines Haus, das mit Fußleistenwärme ausgestattet ist, kann jedoch möglicherweise auf die Installation von Leitungen verzichten.

Grobe Schätzungen gehen von einem geothermischen Grundversorgungssystem von 1.000 bis 2.500 USD pro Tonne Kapazität aus. Eine Tonne Kapazität entspricht laut dem Federal Energy Management Program des Energieministeriums 12.000 Btu pro Stunde. In Heizungsklima wird geschätzt, dass eine Tonne Kapazität pro 550 Quadratfuß benötigt wird.

Die Kostenattraktivität von Erdwärme liegt in der betrieblichen Amortisation. Das System liefert mehr Energie pro verbrauchter Einheit als herkömmliche Systeme, bis zu 400 Prozent Wirkungsgrad im Vergleich zu 75 bis 90 Prozent Wirkungsgrad bei Öfen für fossile Brennstoffe.

Laut Jim Bose, Geschäftsführer der International Ground Source Heat Pump Association an der Oklahoma State University in Stillwater, OK, könnte ein bestehendes Haus mit einem älteren Ofen eine Effizienzverbesserung von rund 50 Prozent durch die Umstellung auf Geothermie erwarten. Ein neues Zuhause mit dem besten Ofen für fossile Brennstoffe würde eine Verbesserung von 30 Prozent erwarten.

Holen Sie das Beste aus Ihrem Geothermiesystem heraus
Erwarten Sie nicht, dass ein neues System Ihre Heizprobleme löst, es sei denn, Sie reduzieren Ihre Heizlast. Verschließen Sie alle Lecks. Vergewissern Sie sich, dass der Wetterschutz in gutem Zustand ist und das Kanalsystem nicht undicht ist. Entwürfe beseitigen. Ziehen Sie in Betracht, eine Bewertung von Wärmeverlust / Wärmegewinn / Leckage für das Haus durchführen zu lassen.

Finden Sie ein zertifiziertes Unternehmen mit speziell für Geothermie geschulten Mitarbeitern und erhalten Sie mehr als nur ein Gebot. Fragen Sie nach Referenzen und rufen Sie diese Hausbesitzer an. Fragen Sie nach Installationen, die das Unternehmen abgeschlossen hat.

Besprechen Sie die Vorteile eines Hybridsystems. Eine Erdwärmepumpe kann zu einem vorhandenen Umluftofen hinzugefügt werden und dessen Gebläse verwenden. Dual-Source-Wärmepumpen sind kostengünstiger zu installieren und effizienter als die Luftquelleneinheit alleine. Fragen Sie nach Gebläsen mit variabler Drehzahl und Kompressoren mit mehreren Drehzahlen im System, um Komfort und Effizienz zu verbessern.

Berücksichtigen Sie die Fähigkeit des Systems, heißes Wasser zu erzeugen. Ein Gerät, das als „Einspritzkühler“ bezeichnet wird, kann die Erzeugung von Brauchwarmwasser ergänzen, indem es die überschüssige Wärme nutzt, wenn die Anlage in Betrieb ist. Für diejenigen, die möchten, dass das System alle Warmwasserbedürfnisse abdeckt, gibt es einige bedarfsgerechte Systeme, die eine separate Einheit für die Warmwasserbereitung verwenden.

Schau das Video: Erdwärme Geothermie Bohrung - geothermal drilling - Hagleitner Bohrtechnik (August 2020).