지열 펌프 : 작동 원리

최상의 편안함과 에너지 절약을 위해 구멍을 파서 시작하십시오.

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전동식 지열 난방 및 냉각 시스템은 지하 파이프의 긴 루프를 순환하는 유체를 사용하여 집과 지구 사이에 열을 전달합니다.

작동 원리

요즘 태양 에너지에 대한 모든 관심을 고려할 때 높은 에너지 비용에 대한 가장 유망한 솔루션 중 하나가 하늘에 있지 않고 잔디 깊숙히 묻혀 있다는 사실을 알게되면 놀랄 것입니다. 지열 열 펌프가 매우 효율적이어서 청결하고 조용한 난방 및 냉방을 제공하는 동시에 유틸리티 요금을 최대 70 %까지 절감 할 수 있습니다. "이 기술로 모든 사람들이 평생 에너지 공급 위에 앉아있을 수 있습니다."라고 TOH 배관 및 난방 전문가 인 Trethewey는 말합니다.

원칙적으로 지열 펌프는 고압 냉매를 사용하여 실내와 외부에서 열을 포착하고 이동시켜 기존의 열 펌프와 같은 기능을합니다. 차이점은 기존의 시스템은 외부 공기를 통해 열을 수집하고 제거하는 것입니다. 반대로 지열 시스템은지면에 묻혀있는 액체로 채워진 파이프의 긴 루프를 통해 열을 전달합니다.

동굴에 사는 선조들이 오래 전에 발견했듯이 지하에서 충분히 멀리 나가면 지구의 기온은 외부에서 얼마나 뜨겁거나 차가울지라도 일정한 50도 정도를 유지합니다. 따라서 기존의 "공기 원"히트 펌프가 겨울의 얼어 붙은 공기로부터 열을 제거하거나 여름의 파편으로 버리는데 어려움을 겪고있는 반면, 그 "지상 - 소스"대응 물은 50도를 통해 열을 추출하고 분배하는 비교적 쉬운 일을합니다 그것의 지상 루프에서 순환하는 액체. 그래서 지열 히트 펌프가 약 12, 000 Btu의 냉난방을 생산하는 데 단 1 킬로와트시의 전기가 필요합니다. (동일한 수의 Btus를 생산하려면 95 ℃ 일 표준 히트 펌프가 2.2 킬로와트시를 소비해야합니다.) 지열 시스템은 최상위 등급의 에어컨보다 2 배의 효율이 높으며 최고의 가스 용광로보다 50 % 이상 효율적입니다, 일년 내내.

또 다른 장점은 압축기 코일을 통해 공기를 이동시키는 시끄러운 실외 팬이 필요 없다는 것입니다. 지열 발전소는 단순히 액체를 펌핑하므로 실내에서 주차 할 수 있으며 요소로부터 안전합니다. 대부분 10 년 보증이 제공되지만 오래 지속될 수 있습니다. 기술 초기 제품 중 하나 인 Jim Partin이 스틸 워터 오클라호마의 스틸 워터에 설치 한 지 29 년 만에 그는 2 개의 접촉 스위치 만 교체했습니다.

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히트 펌프 부품

일반 열 펌프와 마찬가지로 지열 히트 펌프의 냉매는 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 통과하여 한쪽 끝에서 열을 수집하고 다른 쪽 끝에서 포기합니다. 반전 밸브에 의해 제어되는 냉매 흐름의 방향은 겨울에 열이 집으로 이동하는지 (표시된 경우) 또는 여름에 열이 꺼내 지는지 여부를 결정합니다. 과열 방지기가 추가 됨으로써 시스템의 잔류 온기가 기존의 온수기를 보완하고 에너지 요금을 추가로 절감 할 수 있습니다.

비용 및 세금 인센티브

이러한 이점에도 불구하고 작년에 47, 000 개의 지열 발전소 만 미국에 설치되었습니다. 같은 기간 동안 판매 된 약 백만 개의 기존 히트 펌프와 비교하면 지포스 열 펌프의 구매 비용은 거의 같지만 작은 지뢰입니다. 문지르 기 : 전형적인 2 천 제곱 피트 규모의 집에 1, 500 ~ 1, 800 피트의 파이프를 많이 묻어 야합니다. (실제 길이는 전문가가 최적의 난방 및 냉방 부하를 기준으로 계산해야합니다.) 토양 상태와 파기 및 굴착 정도에 따라 설치 비용이 2 만 달러가 될 수 있습니다. 예를 들어, 큰 집은 길이 4 피트 깊이의 트렌치에 수평으로 놓인 파이프를 사용할 수 있습니다. 작은 제방이나 바위 난간에있는 주택은 약 300 피트 직선으로 3 ~ 4 개의 구멍을 뚫어야하므로 훨씬 더 많은 비용이 소요될 수 있습니다.

이 중요한 프론트 엔드 투자에도 불구하고, 지열 시스템은 매우 열악하여 투자 회수 기간이 현저히 짧습니다. 공군 공과 대학 (Air Force Institute of Technology)의 연구에 따르면 비용을 회수하는 데 평균 7 ~ 8 년이 걸린다. 실제 손익분기 점은 지역 유틸리티 요금, 발굴 / 시추 비용, 집이 얼마나 잘 격리되어 있는지, 선택한 모델의 효율성, 주정부 또는 유틸리티가 제공하는 인센티브에 따라 다릅니다. 난방 및 냉방뿐만 아니라 현지 지질학에 대해 잘 알고있는 훌륭한 설치 관리자는 이러한 계산을 수행 할 수 있습니다.

현재의 연방 인센티브는 Energy Star HVAC 설치에 대한 표준 $ 300 세금 공제로 제한됩니다. (지열로 기존 주택을 개조하는 캐나다인은 3, 500 달러의 연방 보조금을받을 자격이 있습니다.) 일부 미래 지향적 인 공익 사업자는 기술을 채택하고자하는 주택 소유자에게 저리 융자를 제안했습니다. "그것은 윈 - 윈 배열입니다."라고 유틸리티 협회 인 Edison Electric Institute의 에너지 솔루션 관리자 인 Steve Rosenstock이 말했습니다. "이 유틸리티는 고객이 전기 요금을 크게 낮추어 난방 및 냉방 수요를 극적으로 줄입니다." 플라스틱 그라운드 루프는 50 년 이상 지속되어야하므로 주택 소유자 및 환경에 대한 보상은 수 세대 동안 지속될 수 있습니다.

기본 사항

그것이 무엇인지

지하 파이프의 긴 루프를 순환하는 유체를 사용하여 집과 지구 사이에 열을 전달하는 전기식 가열 및 냉각 시스템.

작동 원리

실내 열 펌프는 증발, 압축, 응축 및 팽창과 같은 기본 냉동주기를 사용하여 겨울철에 집을 따뜻하게하고 여름에 식히기 위해 바닥에서 열을 빼앗아 열을 방출합니다.

왜 네가 원하니?

주택 난방 및 냉방 비용을 30 ~ 70 % 줄입니다. 시끄러운 옥외 압축기 및 팬을 제거합니다. 750 그루의 나무를 심거나 도로에서 두 대의 자동차를 가져 오는 것과 같은 방법으로 온실 가스 배출량을 줄입니다.

무엇을 찾아야할까요?

연방 세금 공제의 경우, 펌프는 에너지 스타 효율 표준을 충족해야합니다. 폐 루프 시스템의 경우 EER 14.1 및 COP (성능 계수) 3.3이 필요합니다.

어디서 구할 수 있을까요?

제조업체를 찾으려면 Geothermal Heat Pump Consortium 웹 사이트를 방문하십시오. 지질학을 잘 알고있는 훈련 된 인스톨러와 설계자를 찾고 효율성을 극대화하기 위해 시스템의 크기를 조절하는 방법을 알아 보려면 국제 Ground Source Heat Pump Association 웹 사이트를 방문하십시오.

비용

접지 루프, 히트 펌프 및 제어 장치를 포함하여 시스템에 설치된 $ 15, 000- $ 20, 000. 신 재생 에너지 국가 인센티브 데이터베이스 (dsireusa.org)는주의 인센티브 프로그램에 대한 최신 정보를 제공합니다.

하나를 개조 할 수 있습니까?

그라운드 루프를 매설하는 것이 가능한 한, 그라운드 소스 시스템을 개조하는 것은 어렵지 않습니다. 집에는 더운 날에 시원한 공기를 분배하기 위해 덕트가 필요합니다. 그 같은 덕트는 겨울에 따뜻한 공기를 제공 할 수 있습니다. 일부 지열 펌프는 기존의 공기 조절 장치에 연결될 수 있으며, 다른 장치에는 자체 공기 조절 장치가 내장되어 있습니다. 온수 난방을 사용하는 주택은 지열 시스템을 사용할 수도 있지만이 시스템은 연료 연소 보일러의 고온에 도달하지 않기 때문에 추가 라디에이터가 필요할 수 있습니다. (저온에서 작동하는 복사 바닥 열에 대해서는 문제가되지 않습니다.)