Rossz dolgok a geotermikus hőszivattyúkkal kapcsolatban

A geotermikus hőszivattyúk egyike a zöld technológiáknak, amelyek képesek megoldani a globális felmelegedés problémáját a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésével. De mint a legtöbb megújuló energia, ez az energiaforrás is saját problémájával jár. Azoknak a személyeknek, akik ezt a technológiát használni akarják, jól ismerniük kell a felesleges költségek elkerülése és a negatív környezeti hatások megelőzése érdekében.

Geotermikus hőszivattyúk

A geotermikus hőszivattyúk, más néven geo-cserék, úgy működnek, hogy hőcserét végeznek a talajjal néhány láb alatti mélységben, ahol a hőmérséklet körülbelül egész évben állandó.

mennyi napraforgómagot fogyasszon naponta

kapcsolódó cikkek

Tények a napenergiáról
Go Green Pictures
Hogyan lehet a vállalkozásom zöld, hogy pénzt takarítson meg

Energy.gov elmagyarázza az otthonban és a vállalkozásokban használt GHP típusait.

A zárt hurok rendszerének három típusa van. Vízszintesek, függőlegesek és földeltek. Zárt csövekben keringő fagyállóval kevert vizet használnak a talajjal vagy a vízzel való hőcserére. A föld feletti hőcserélő a hőt átadja a hűtőközegei és a fagyálló oldat között a zárt hurkokban.
A közvetlen hőcserélő rendszerek hűtőközegeket használnak közvetlenül a föld alatti zárt hurkokban a hőcseréhez, és nincs köztes hőcserélőjük.
A nyílt hurkú rendszerek folyamatosan áramolják a vizet külső forrásokból, például kutakból vagy tavakból a hőcsere céljából, és visszavezetik.

Oregoni Egyetem jelentése (6. o.) A 2015. évi geotermikus világkonferencián becslések szerint 1,4 millió GHP van az Egyesült Államokban, ezek 90% -a zárt hurkú rendszer, és csak 10% -a nyílt hurkú rendszer.

Általános problémák

Bár a geotermikus hőszivattyúknak számos előnye van, számos hátránya is van. Egyesek általánosak, mások pedig rendszerspecifikus problémák.

Induló költség

Mindenki egyetért abban, hogy a GHP kezdeti telepítési költsége magas, és nehezen kiszámítható , mivel ez a ház / épület méretétől, a szivattyútól, a talajtól, az éghajlattól és a hurok mezőjétől függ. Tapasztalt vállalkozó fontos a sikeres telepítés biztosításához.

Becslések magánvállalkozásoktól Energia otthonok egy 2500 négyzetméteres ház esetében mutassa meg, hogy egy 6 tonnás függőleges hurok rendszer 34 000 dollárba, egy 5 tonnás vízszintes hurok sugárzó fűtéshez és hűtéshez 29 500 dollárba kerül, és egy 5 tonnás vízszintes hurok a napfűtéssel kombinálva 47 500 dollárba kerül.

Energia otthonok lebontja a költségkérdést , mondván: 'Ez körülbelül a duplája a hagyományos fűtési, hűtési és melegvíz-rendszer költségeinek, de a geotermikus fűtési / hűtési rendszerek 40-60% -kal csökkenthetik a közüzemi számlákat.'

Minősített szakemberek hiánya

A GHP technológia összetett és különféle szempontok ismeretét igényli. A Aggódó Tudósok Szakszervezete megjegyzi, hogy sok fűtési és hűtési telepítő „nem ismeri a technológiát”, ami viszont gátolja annak elterjedését és karbantartását. Ugyancsak nehéz olyan minősített vállalkozókat találni, amelyek képesek GHP-rendszerek telepítésére az ország bizonyos régióiban, ami tovább növeli a geotermikus fűtési rendszer költségeit.

Nem barkácsolási projekt

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma nem ajánlja, hogy a GHP-t barkácsolási projektként kezeljék. Ez a technológia sok területen speciális know-how-t igényel. Dönteni a rendszer a legalkalmasabb Otthon vagy vállalkozás számára olyan tényezők alapos vizsgálata szükséges, mint a geológia, a hidrológia, a föld rendelkezésre állása, a fűtési és hűtési követelmények, valamint a ház egyéb fontos energiatakarékos eszközei. Nem mindenki tudja kiszámítani a hurokmező vagy a szivattyú optimális méretét, amely ahhoz szükséges, hogy a legtöbbet hozza ki a rendszerből.

könnyű tréfa az alváskor

Villamosenergia-felhasználás

Villamos energia szükséges a hőkompresszor zárt hurkú rendszerekben történő működtetéséhez, és a víz szivattyúzásához nyitott hurkú rendszerekben egész évben, ezért GHP nem teljesen szénsemleges.

Zárt hurok rendszerrel kapcsolatos problémák

A zárt hurkú rendszerek közös hátrányokkal járnak, mint például a talaj hatása a hatékonyságra és a fagyállóságra. Hurok kérdések vízszintes vagy függőleges tájolással kapcsolatosak, valamint a közvetlen hőcserélő rendszerekkel és a tórendszerekkel kapcsolatos aggályok.

Talajtípusok

Hő tárolás és átadás legjobb nehéz talajban, például agyagban vagy kőben. A homokos talajok nem képesek sok hőt tárolni vagy átadni, ezért nagyobb hurokmezőkre van szükség. A talajnedvesség 12,5% alatti csökkenése pusztítóan befolyásolja a hőszivattyúk állapotát az Energies című folyóiratban megjelent 2014-es tanulmány (3. o.), míg a talajnedvesség 25% feletti növekedése javítja a hőátadást. Tehát a száraz talaj különösen nem alkalmas közvetlen hőcserélő rendszerekben.

Fagyálló

A zárt hurkú rendszerek fagyállóval rendelkező vizet használnak a hőcseréhez. Régebbi modelleket használtak metanol amely gyorsan elpárolog, és mérgező az emberekre és az állatokra, ezért az Egyesült Államok számos részén tilos. Az etanol nem annyira mérgező, mint a metanol, de drága. Aggódik amiatt Etilén-glikol szivároghat és szennyezheti a talajvíz forrásait, ez azt eredményezte, hogy az ilyen típusú fagyálló anyagokat számos államban betiltották a geotermikus rendszerekben. Sós víz (kalcium-klorid) jó lehetőség, azonban maró hatású, ezért cupronickel csövekre van szükség. A propilén-glikolnak nincs káros hatása sem az emberekre, sem a környezetre.

Amíg a fagyállóval kevert víz a zárt hurkokban kering, addig nincs környezeti hatás. Azonban még a kis szivárgások is veszélyesek lehetnek, ezért a legjobb, ha sós vízben vagy propilén-glikol típusú fagyásgátlókban ragaszkodnak.

Vízszintes rendszer

A Műszaki Hírek megállapítja, hogy a vízszintes rendszer 1500-3000 négyzetméter földet igényel minden tonna fűtés vagy hűtés után.

Nagy terület szükséges - Ez a föld később csak kertészkedésre alkalmas, de az otthoni vagy egyéb épületépítés bármilyen bővítésére nem alkalmas. Ezek a rendszerek nem alkalmasak utólagos felszerelésre, mivel nem biztos, hogy elegendő hely áll rendelkezésre.
Hőmérséklet-különbségek - 3–6 láb sekély mélységben az évszak, a temetkezési mélység és a hatékonyságot befolyásoló hőmérséklet-különbségek lehetnek, annak ellenére, hogy a mélység korlátozása csökkenti a talajfeltárás költségeit, amely a zárt hurok telepítésének legdrágább része rendszer.
Talajkérdések - A sziklás vagy sekély talaj nem alkalmas ezekre a rendszerekre, ebben az esetben függőleges rendszerek szükségesek.

Függőleges rendszer

Ez a leghatékonyabb rendszer, mivel az U alakú hurkok 150–450 láb mélyre jutnak a talajban - jegyzi meg a Műszaki Hírlevelet. Egyéb kérdések a következők:

Költség - Az U alakú hurkok és mélységük a legdrágább az összes GHS-rendszer közül.
Szakképzett telepítés és felszerelés szükséges - Sőt, az ilyen mélységig történő fúráshoz szakképzett fúrókra és speciális felszerelésekre van szükség, amelyek nem mindenhol állnak rendelkezésre.

Közvetlen hőcserélő rendszer (DX)

A DX rézcsöveket használ, amelyek hűtőközeggel vannak megtöltve, 4–6 lábnyira a föld alá temetve. Ez a rendszer az összes GHP-modell közül a legrégebbi, és a legnagyobb környezeti hatással bír.

milyen színű szemhéjfesték a legjobb a kék szem számára

A savas talajokban a rézcsövek korróziója gyakori, ezért a DX nem alkalmas ezekhez a talajokhoz - magyarázza a Geo Exchange fórum . Ennek megakadályozása érdekében a talajmintákat olyan mélységben kell összegyűjteni, amelyet beépítenek, hogy ellenőrizzék a savak, kloridok, hidrogén-szulfidok, szulfátok vagy ammónia magas koncentrációját, ami drága lesz a tervezési szakasz. A réz helyett PVC-t használnak, mivel ez jobb hővezető.
A hűtőközegek jelentik a DX legnagyobb környezeti problémáját. Még apró repedések is felszabadíthatják őket, ami globális felmelegedéshez vezethet. A korábbi modellekben klór-fluorozott szénhidrogéneket (CFC) és hidrogén-klór-fluorokat (HCFC) használtak. A Montreali Jegyzőkönyv megtiltotta használatukat, mivel károsították az ózonréteget. A fluor-szénhidrogének (FC-k) és a fluorozott-szénhidrogének (HFC-k) helyettesítői globális felmelegedést okozhatnak, és az éghajlatváltozásról szóló Kiotói Jegyzőkönyv tiltja őket. 2016-ban a Környezetvédelmi Ügynökség (EPA) ajánlásokat adott ki e vegyi anyagok fokozatos megszüntetésére, és elfogadhatatlannak minősítette őket. Az EPA szintén nem javasolja az R410A-t a legújabb népszerű hűtőközeg, mivel ez is üvegházhatást okoz.
A Green Building szakértői kijelentik, hogy törvényellenes a szennyező hűtőközegek szándékos vagy baleseti kiömlése.

2001-ben az Oregoni Egyetem tudósai (2. o.) környezeti kockázatnak nyilvánította a DX rendszereket, és nem javasolja azokat. Az Energy.gov szerint az Egyesült Államok egyes részein a helyi környezeti korlátozások miatt tilos.

Tó zárt hurok rendszerek

A zárt hurkú rendszerek víztesteket is használhatnak hőcserére. Ennek azonban van néhány kérdése is.

A sekély vizek a hőmérséklet változásait mutatják, és van esély arra, hogy a csővezetékek megsérülhessenek a közvízforrásokban - írja a Műszaki Híradó.
Az Energy.gov szerint csak azok a tavak hasznosak, amelyek rendelkeznek a szükséges minimális mélységgel és vízmennyiséggel. Meg kell találnia egy építési helyet a megfelelő feltételekkel ennek a lehetőségnek a kihasználásához.

Nyílt hurok rendszerrel kapcsolatos aggályok

A nyílt rendszerek vizet vesznek egy kútból vagy sekély vizekből, például tavakból és tavakból. Mint megjegyeztük, az Egyesült Államokban nem használják őket olyan gyakran, de az embereknek még mindig tisztában kell lenniük potenciális hátrányaikkal.

Nem megfelelő vízáramlás léphet fel, ha a hurok számára ásott kút nem elég mély, vagy a víztartóból való túlzott kivonás miatt Washington Állami Egyetem energiaprogramja tanulmány (5. o.). Az üledék eltömíti a szűrőket elegendő víz hiányában. An Idaho geotermikus A jelentés megjegyezte, hogy az alternatív felhasználások, például a sprinklerek nyári szezonális igénye befolyásolhatja a hőszivattyú számára elérhető vízmennyiséget.
Vízminőség nem mindenhol és egész évben ugyanaz. A tavak törmeléke problémát jelent. A nehézvízből származó mészlerakódások következtében kialakuló vízkő eltávolításhoz vegyszerekkel kell kezelni.
A washingtoni Állami Egyetem Energiaprogramja szerint a biológiai szaporodást, különösen a baktériumokat, vegyszerek használata nélkül nehéz eltávolítani (5. oldal).
Az idahói geotermikus jelentés azt tanácsolja, hogy a nyílt hurkú talajvízrendszer telepítése előtt keressen megfelelő helyet az ürítéshez. A homokos talajok könnyen képesek elnyelni a kisülést, de ha kemény a talaj, egy további fúrógép megduplázhatja a fúrási költségeket, ami ugyanolyan drága, mint egy zárt hurkú rendszer. Amikor a tavakból vizet szívnak, a kibocsátást visszavezetik.
Az Energy.gov szerint az összes helyi korlátozást is be kell tartani.
A működési költségek magasak a Washingtoni Állami Egyetem Energiaprogramjának tanulmánya szerint (5. o.), Mivel a szivattyúknak egész évben működniük kell, hogy víz kerüljön a rendszerbe. Karbantartásuk is fontos kérdés.
A kutak esetében figyelembe kell venni a helyi környezeti és vízkorlátozásokat, mivel a rendelkezésre álló víz korlátozott lehet a Műszaki Hírek szerint.
Álló oszlopkutak, amelyek vizet adnak a víztartó edényből engedje le a víztáblát.

Van egy fényes oldal?

Bár úgy tűnhet, hogy a geotermikus hőszivattyúk nehézek és költségesek, a rendszernek számos előnye van. A kormányok és a környezetvédelmi nonprofit szervezetek, mint pl Zöld béke és az Aggódó Tudósok Uniója elősegíti a geotermikus energiát. Mivel a geotermikus hőszivattyúk teljesítménye számos környezeti tényezőhöz kapcsolódik, ez nem plug and play technológia. A geotermikus rendszer mérlegelésekor az épületek és a terület egyes részleteinek elemzése a megfelelő rendszer kiválasztásához, valamint a megfelelő tervezés és telepítés szükséges lépések ahhoz, hogy e technológiából a lehető legjobban élvezhessük.