Dårlige ting om geotermiske varmepumper

De Bedste Navne Til Børn

Vandret lukket kredsløbssystem

Geotermiske varmepumper er en af ​​de grønne teknologier, der er i stand til at løse problemet med global opvarmning ved at reducere kulstofemissioner. Men som de fleste andre vedvarende energikilder kommer denne energikilde med sit eget mærke af problemer. Folk, der ønsker at bruge denne teknologi, skal have en god forståelse af den for at undgå unødvendige omkostninger og hjælpe med at forhindre negative miljøpåvirkninger.





Geotermiske varmepumper

Geotermiske varmepumper (GHP'er), også kaldet geo-exchange, fungerer ved at udveksle varme med jorden på dybder under et par meter, hvor temperaturerne er omtrent konstante året rundt.

hvordan man fjerner stearin fra krukken
relaterede artikler
  • Fakta om solenergi
  • Gå grønne billeder
  • Hvordan kan min virksomhed blive grøn for at spare penge

Energy.gov forklarer de typer GHP'er, der bruges i hjemmet og virksomhederne.





  • Systemet med lukket sløjfe har tre typer indeni det. De er vandrette, lodrette og jorden. De bruger vand blandet med et frostvæske, der cirkulerer i lukkede rør for at udveksle varme med jorden eller vandet. En varmeveksler over jorden overfører varme mellem dets kølemidler og frostvæskeopløsningen i de lukkede sløjfer.
  • Direkte varmevekslingssystemer bruger kølemidler direkte i de underjordiske lukkede sløjfer til at udveksle varme og har ikke den mellemliggende varmeveksler.
  • Åbne sløjfesystemer trækker kontinuerligt vand fra eksterne kilder som brønde eller søer til varmeveksling og returnerer det som udledning.

En Oregon University-rapport (s. 6) på Verdens Geotermiske Konference i 2015, anslås, at der er 1,4 millioner GHP'er i USA, af disse 90% er lukkede kredsløbssystemer og kun 10% er åbne kredsløbssystemer.

Generiske problemer

Mens der er flere fordele ved geotermiske varmepumper, er der også mange ulemper. Nogle er generiske, og andre er systemspecifikke problemer.



Startomkostninger

Alle er enige om, at de oprindelige installationsomkostninger for en GHP er høje og vanskeligt at beregne , da det afhænger af størrelsen på huset / bygningen, pumpen, jorden, klimaet og sløjfefeltet. En erfaren entreprenør er vigtig for at sikre en vellykket installation.

Skøn fra privat virksomhed Energiboliger for et hus på 2500 kvadratmeter viser, at et 6-tons lodret sløjfesystem koster $ 34.000, en 5-ton vandret sløjfe til strålevarme og køling koster $ 29.500, og en 5-ton vandret sløjfe kombineret med solopvarmning koster $ 47.500.

Energiboliger nedbryder omkostningsproblemet og sagde: 'Dette er omkring det dobbelte af omkostningerne ved et konventionelt opvarmnings-, køle- og varmtvandsanlæg, men geotermiske varme- / kølesystemer kan reducere regninger med 40% til 60%.'



Mangel på kvalificerede fagfolk

GHP-teknologi er kompleks og kræver viden om forskellige aspekter. Det Union of Concerned Scientists bemærker, at mange installationer til opvarmning og køling ikke er fortrolige med teknologien, hvilket igen forhindrer spredning og vedligeholdelse. Det er også vanskeligt at finde kvalificerede entreprenører, der er i stand til at installere GHP-systemer i visse regioner i landet, hvilket yderligere øger omkostningerne ved et geotermisk varmesystem.

Ikke et DIY-projekt

Det amerikanske energiministerium fraråder at håndtere GHP som et DIY-projekt. Denne teknologi kræver specialiseret know-how inden for mange områder. At afgøre systemet bedst egnet til et hjem eller forretning er det nødvendigt med en grundig undersøgelse af faktorer som geologi, hydrologi, jordtilgængelighed, opvarmning og køling og andre vigtige energibesparende enheder. Det er ikke muligt for alle at beregne den optimale størrelse af løkkefelt eller pumpe, der er nødvendig for at få mest muligt ud af dette system.

hvorfor jeg elsker min mor citater

Brug af elektricitet

Elektricitet er nødvendigt for at køre varmekompressoren i lukkede kredsløbssystemer og for at pumpe vand hele året op i åbne kredsløbssystemer, så en kraftvarmepumpe er ikke helt kulstofneutralt.

Problemer med lukket sløjfesystem

Lodret lukket kredsløbssystem

Systemerne med lukket sløjfe deler fælles ulemper som jordens indvirkning på effektiviteten og tilstedeværelsen af ​​frostvæske. Loop-problemer relateret til vandret eller lodret orientering er også til stede, ligesom bekymringer med direkte varmevekslingssystemer og damsystemer.

Jordtyper

Varme opbevaring og overførsel er bedst i tunge jordarter som ler eller sten. Sandjord kan ikke lagre eller overføre meget varme, så større sløjfefelter er nødvendige. Fald i jordfugtighed under '12,5% har en ødelæggende indvirkning på ydelsen af ​​varmepumper ' en undersøgelse fra 2014 offentliggjort i Energies (s. 3), mens stigning i jordfugtighed over 25% forbedrer varmeoverførslen. Så tør jord er ikke egnet, især i direkte varmevekslingssystemer.

Frostvæske

Systemerne med lukket sløjfe bruger vand med frostvæske til varmeveksling. Ældre modeller brugt methanol der fordamper hurtigt og er giftigt for mennesker og dyr, så det er nu forbudt i mange dele af USA. Ethanol er ikke så giftigt som methanol, men er dyrt. Bekymrer det Ethylenglycol kunne lække og forurene grundvandskilder har ført til, at denne type frostvæske også er forbudt til brug i geotermiske systemer i mange stater. Saltvand (calciumchlorid) er en god mulighed, men det er ætsende, så det har brug for cupronickel-rør. Propylenglycol har ingen skadelige virkninger på mennesker eller miljø.

Så længe vandet blandet med frostvæsken cirkulerer i de lukkede sløjfer, er der ingen miljøpåvirkning. Selv små lækager kan imidlertid være farlige, så det er bedst at holde fast med saltlage eller propylenglycol-typer frostvæske.

Vandret system

Det Teknisk nyhedsbulletin finder det vandrette system kræver 1.500-3.000 kvadratfod jord for hvert ton opvarmning eller køling.

  • Stort område nødvendigt - Denne jord er senere kun egnet til havearbejde, men ikke nogen udvidelse af hjemmet eller anden bygningskonstruktion. Disse systemer er ikke egnede til eftermontering, da der muligvis ikke er nok ledig plads.
  • Temperaturforskelle - I lave dybder på 3 til 6 fod kan der være forskelle i temperatur på grund af årstid, nedgravningsdybde og nedbør, der påvirker effektiviteten, selvom begrænsning af dybden reducerer omkostningerne ved jordudgravning, som er den dyreste del af installation af en lukket sløjfe system.
  • Jordproblemer - Stenede eller lave jordarter er ikke egnede til disse systemer, i hvilket tilfælde lodrette systemer er nødvendige.

Lodret system

Dette er det mest effektive system, da de U-formede sløjfer går 150-450 fod dybt i jorden, bemærker Technical News Bulletin. Andre spørgsmål inkluderer:

  • Bekostning - De U-formede sløjfer og deres dybde gør dem til de dyreste af alle GHS-systemer.
  • Kvalificeret installation og nødvendigt udstyr - Desuden kræver boring til disse dybder dygtige boremaskiner og specielt udstyr, der ikke er tilgængeligt overalt.

Direkte varmevekslingssystem (DX)

DX bruger kobberrør fyldt med kølemidler begravet 4 til 6 fod under jorden. Dette system er det ældste af alle GHP-modeller og har størst miljøpåvirkning.

hvordan man reparerer en beskadiget træstamme
  • Korrosion af kobberrør er almindelig i sure jordarter, så DX er ikke egnet til disse jordarter, forklarer et medlem på Geo Exchange Forum . For at forhindre dette skal der indsamles jordprøver i den dybde, de installeres for at kontrollere for høje koncentrationer af syrer, klorider, hydrogensulfider, sulfater eller ammoniak, hvilket gør planlægningsfasen dyr. Kobber bruges i stedet for PVC, da det er en bedre varmeledning.
  • Kølemidler er det største miljøproblem med DX. Selv små revner kan frigøre dem, hvilket fører til global opvarmning. Tidligere modeller brugte klorfluorcarboner (CFC'er) og hydrochlorfluoroner (HCFC'er). Det Montreal-protokollen har forbudt deres anvendelse, da de beskadigede ozonlaget. Deres erstatninger fluorcarboner (FC'er) og hydrofluorcarboner (HFC'er) kan forårsage global opvarmning og er forbudt i henhold til Kyoto-protokollkonventionen om klimaændringer. I 2016 blev den Environmental Protection Agency (EPA) udsendte henstillinger med det formål at udfase disse kemikalier og anførte dem som uacceptable. EPA anbefaler heller ikke R410A det seneste populære kølemiddel, da det også forårsager drivhusgasemissioner.
  • Green Building-eksperter siger, at det er ulovligt at spilde forurenende kølemidler enten ved forsæt eller ved et uheld.

I 2001 forskere ved Oregon University (s. 2) erklærede DX-systemer som en miljørisiko og anbefaler dem ikke. Det er forbudt i nogle dele af USA på grund af lokale miljømæssige begrænsninger ifølge Energy.gov.

Dam lukkede sløjfesystemer

Systemer med lukket sløjfe kan også bruge vandområder til at udveksle varme. Disse har dog også et par problemer.

  • Lavt vand viser variationer i temperaturerne, og der er chancer for, at rør kan blive beskadiget i offentlige vandkilder, ifølge Technical News Bulletin.
  • Kun damme, der har den krævede mindste dybde og mængde vand, er nyttige ifølge Energy.gov. Du bliver nødt til at finde en byggeplads med de rette betingelser for at udnytte denne mulighed.

Bekymringer om åben sløjfesystem

Åbn sløjfesystem

Åbne systemer trækker vand fra en brønd eller lavt vand som søer og damme. Som nævnt bruges de ikke så ofte i USA, men folk skal stadig være opmærksomme på deres potentielle ulemper.

  • Utilstrækkelig strøm af vand kan forekomme, hvis den brønd, der graves til sløjfen, ikke er dyb nok eller på grund af overdreven tilbagetrækning fra akviferen ifølge en Washington State University Energiprogram undersøgelse (s. 5). Sedimentation tilstoppes filtre i fravær af tilstrækkeligt vand. En Idaho Geotermisk rapporten bemærkede, at sæsonbestemt efterspørgsel efter alternative anvendelser som sprinklere om sommeren kan påvirke vandmængderne til rådighed for varmepumpen.
  • Vandkvalitet er ikke det samme overalt og året rundt. Affald i søer er et problem. Skalering på grund af kalkaflejringer fra tungt vand kræver behandling med kemikalier til fjernelse.
  • Biologisk vækst, især bakterier, er svære at fjerne, når de først er etableret uden brug af kemikalier, ifølge Washington State University Energy Program (s. 5).
  • Idaho Geotermisk rapport tilrådes at finde et passende sted til udledning inden installation af åbent grundvandssystem. Sandjord kan let absorbere udledning, men hvis jorden er hård, kan en ekstra boremaskine til udledning fordoble boreprisen, hvilket gør det så dyrt som et lukket kredsløbssystem. Når vand hentes fra søer, føres udledning tilbage til det.
  • Alle lokale begrænsninger vedrørende udledning skal også overholdes i henhold til Energy.gov.
  • Driftsomkostningerne er høje ifølge undersøgelsen af ​​Washington State University Energy Program (s. 5), da pumper skal køre hele året for at få vand ind og ud af systemet. Deres vedligeholdelse er også et stort problem.
  • I tilfælde af brønde skal lokale miljø- og vandrestriktioner overvejes, da tilgængeligt vand måske er begrænset i henhold til Technical News Bulletin.
  • Stående søjlebrønde, der pumper vand fra en akviferdåse sænk vandbordet.

Er der en lys side?

Selv om det kan synes, at geotermiske varmepumper er vanskelige og dyre, er der mange fordele ved systemet. Regeringer og miljøorganisationer som f.eks Grøn fred og Union of Concerned Scientists fremmer geotermisk energi. Da ydeevne fra geotermiske varmepumper er forbundet til mange miljøfaktorer, er det ikke en plug and play-teknologi. Når man overvejer et geotermisk system, er det nødvendigt at analysere individuelle detaljer om bygninger og området for at vælge det rigtige system sammen med korrekt planlægning og installation for at få det bedste ud af denne teknologi.

Caloria Calculator