Maalämpöpumput ovat yksi vihreistä tekniikoista, jotka pystyvät ratkaisemaan ilmaston lämpenemisen ongelman vähentämällä hiilipäästöjä. Mutta kuten useimmat muutkin uusiutuvat energialähteet, myös tällä energialähteellä on omat ongelmansa. Ihmisillä, jotka haluavat käyttää tätä tekniikkaa, tulisi olla hyvä käsitys siitä, jotta vältetään tarpeettomat kustannukset ja estetään kielteiset ympäristövaikutukset.
Maalämpöpumput
Geotermiset lämpöpumput (GHP), joita kutsutaan myös geovaihdoksi, toimivat vaihtamalla lämpöä maan kanssa muutaman jalan alapuolella, missä lämpötilat ovat suunnilleen tasaiset ympäri vuoden.
määrittää antiikkimetallisen sängyn rungon ikäAiheeseen liittyvät artikkelit
- Tietoja aurinkoenergiasta
- Go Green Kuvia
- Kuinka yritykseni voi mennä vihreäksi säästääksesi rahaa
Energy.gov selittää kotona ja yrityksissä käytettävien kasvihuonekaasujen tyypit.
- Suljetun piirin järjestelmässä on kolme tyyppiä. Ne ovat vaakasuoria, pystysuoria ja maadoitettuja. He käyttävät vettä, joka on sekoitettu suljetussa putkistossa kiertävän pakkasnesteen kanssa lämmön vaihtamiseksi maan tai veden kanssa. Maan päällä oleva lämmönvaihdin siirtää lämpöä kylmäaineidensa ja pakkasnesteliuoksen välillä suljetuissa silmukoissa.
- Suorat lämmönvaihtojärjestelmät käyttävät kylmäaineita suoraan maanalaisissa suljetuissa piireissä lämmön vaihtamiseksi, eikä niillä ole välilämmönvaihdinta.
- Avoimen silmukan järjestelmät imevät jatkuvasti vettä ulkopuolisista lähteistä, kuten kaivoista tai järvistä, lämmönvaihtoa varten ja palauttavat sen purkautumiseksi.
Oregonin yliopiston raportti (s. 6) maailman geotermisessä konferenssissa vuonna 2015 arvioidaan, että Yhdysvalloissa on 1,4 miljoonaa kasvihuonekaasupäästöä, joista 90% on suljetun piirin järjestelmiä ja vain 10% on avoimen piirin järjestelmiä.
Yleiset ongelmat
Vaikka maalämpöpumpuilla on useita etuja, on myös monia haittoja. Jotkut ovat yleisiä ja toiset järjestelmäkohtaisia ongelmia.
Alkuperäinen hinta
Kaikki ovat yhtä mieltä siitä, että GHP: n alkuperäiset asennuskustannukset ovat korkeat, ja vaikea laskea , koska se riippuu talon / rakennuksen koosta, pumpusta, maaperästä, ilmastosta ja silmukakentästä. Kokenut urakoitsija on tärkeää onnistuneen asennuksen varmistamiseksi.
Arviot yksityisestä yrityksestä Energiakodit 2500 neliömetrin talolle osoittavat, että 6 tonnin pystysilmukkajärjestelmä maksaa 34 000 dollaria, 5 tonnin vaakasilmukka säteilylämmitystä ja jäähdytystä varten maksaa 29 500 dollaria ja 5 tonnin vaakasilmukka yhdistettynä aurinkolämmitykseen maksaa 47 500 dollaria.
Energiakodit jakaa kustannuskysymyksen , sanoen: 'Tämä on noin kaksinkertainen hinta tavanomaisesta lämmitys-, jäähdytys- ja lämminvesijärjestelmästä, mutta maalämpö- / jäähdytysjärjestelmät voivat vähentää sähkölaskuja 40-60%.'
Pätevien ammattilaisten puute
GHP-tekniikka on monimutkainen ja vaatii tietoa eri näkökohdista. Huolestuneiden tutkijoiden unioni panee merkille, että monet lämmitys- ja jäähdytysasentajat eivät 'tunne tekniikkaa', mikä puolestaan estää sen leviämistä ja ylläpitoa. On myös vaikea löytää päteviä urakoitsijoita, jotka kykenevät asentamaan kasvihuonekaasujärjestelmiä tietyille maan alueille, mikä lisää geotermisen lämmitysjärjestelmän kustannuksia.
Ei DIY-projekti
Yhdysvaltain energiaministeriö kannustaa käsittelemään GHP: tä DIY-projektina. Tämä tekniikka vaatii erikoistunutta osaamista monilla alueilla. Päättää parhaiten soveltuva järjestelmä kotona tai yrityksessä on tutkittava perusteellisesti sellaiset tekijät kuin geologia, hydrologia, maan saatavuus, lämmitys- ja jäähdytysvaatimukset sekä muut talon tärkeät energiansäästölaitteet. Kaikkien ei ole mahdollista laskea optimaalista silmukakentän tai pumpun kokoa, joka tarvitaan tämän järjestelmän hyödyntämiseen.
onko funko-pop rahan arvoinen tulevaisuudessa
Sähkön käyttö
Sähkö on välttämätöntä lämpökompressorin käyttämiseksi suljetun piirin järjestelmissä ja veden pumppaamiseksi avoimen piirin järjestelmissä koko vuoden ajan, joten kasvihuonekaasupäästö on ei täysin hiilineutraali.
Suljetun silmukan järjestelmäongelmat
Suljetun piirin järjestelmillä on yhteisiä haittoja, kuten maaperän vaikutus tehokkuuteen ja jäätymisenestoon. Silmukkaongelmat Vaakasuoraan tai pystysuuntaiseen suuntaan liittyviä ongelmia, kuten myös suorien lämmönvaihtojärjestelmien ja lampijärjestelmien suhteen, esiintyy.
Maaperätyypit
Lämpö varastointi ja siirto on paras raskaassa maaperässä, kuten savessa tai kivessä. Hiekkaiset maaperät eivät voi varastoida tai siirtää paljon lämpöä, joten tarvitaan suurempia silmukakenttiä. Maaperän kosteuden laskulla alle '12,5%: lla on tuhoisa vaikutus lämpöpumppujen tiloihin Energies-lehdessä julkaistu vuoden 2014 tutkimus (s. 3), kun taas maaperän kosteuden kasvu yli 25% parantaa lämmönsiirtoa. Joten kuiva maaperä ei sovellu varsinkaan suorissa lämmönvaihtojärjestelmissä.
Pakkasneste
Suljetun piirin järjestelmät käyttävät lämmönvaihtoon pakkasnestettä sisältävää vettä. Käytetyt vanhemmat mallit metanoli joka haihtuu nopeasti ja on myrkyllistä ihmisille ja eläimille, joten se on nyt kielletty monissa osissa Yhdysvaltoja. Etanoli ei ole yhtä myrkyllistä kuin metanoli, mutta on kallista. Huolestuttaa sitä Etyleeniglykoli voi vuotaa ja saastuttaa pohjavesilähteitä, on johtanut siihen, että tämäntyyppinen pakkasneste on myös kielletty geotermisissä järjestelmissä monissa osavaltioissa. Suolaliuos (kalsiumkloridi) on hyvä vaihtoehto, mutta se on syövyttävää, joten se tarvitsee kupronikkeliputkia. Propyleeniglykolilla ei ole haitallisia vaikutuksia ihmisiin tai ympäristöön.
Niin kauan kuin pakkasnesteeseen sekoitettu vesi kiertää suljetuissa silmukoissa, ympäristövaikutuksia ei ole. Pienetkin vuodot voivat kuitenkin olla vaarallisia, joten kannattaa pitää kiinni suolaliuoksesta tai propyleeniglykolista.
Vaakajärjestelmä
Tekniset uutiset havaitsee, että vaaka-järjestelmä vaatii 1 500–3 000 neliömetriä maata jokaista tonnia lämmitystä tai jäähdytystä kohti.
- Suuri alue tarvitaan - Tämä maa soveltuu myöhemmin vain puutarhanhoitoon, mutta ei kodin tai muun rakennuksen laajentamiseen. Nämä järjestelmät eivät sovellu jälkiasennukseen, koska tilaa ei ehkä ole tarpeeksi.
- Lämpötilaerot - Matalissa 3–6 jalan syvyydessä lämpötilaero voi olla vuodenajasta, hautaussyvyydestä ja sateista, mikä vaikuttaa tehokkuuteen, vaikka syvyyden rajoittaminen pienentää maaperän louhinnan kustannuksia, mikä on kallein osa suljetun silmukan asennuksessa järjestelmään.
- Maaperäongelmat - Kivinen tai matala maaperä ei sovellu näihin järjestelmiin, jolloin vertikaaliset järjestelmät ovat välttämättömiä.
Pystyjärjestelmä
Tämä on tehokkain järjestelmä, kun U-muotoiset silmukat menevät 150-450 jalkaa syvälle maaperään, toteaa Technical News Bulletin. Muita asioita ovat:
- Kulut - U-muotoiset silmukat ja niiden syvyys tekevät niistä kalleimmat kaikista GHS-järjestelmistä.
- Tarvitaan ammattitaitoista asennusta ja laitteita - Lisäksi poraaminen tähän syvyyteen vaatii ammattitaitoisia porareita ja erikoislaitteita, joita ei ole saatavilla kaikkialla.
Suora lämmönvaihtojärjestelmä (DX)
DX käyttää kupariputkia, jotka on täytetty kylmäaineilla, jotka on haudattu 4 - 6 jalkaa maan alle. Tämä järjestelmä on vanhin kaikista kasvihuonekaasumalleista ja sillä on eniten ympäristövaikutuksia.
kuukautisten jälkeen voin tulla raskaaksi
- Kupariputkien korroosio on yleistä happamassa maaperässä, joten DX ei sovellu näille maille, kertoo jäsen Geo Exchange -foorumi . Tämän estämiseksi maaperänäytteet on kerättävä asennettavalle syvyydelle happojen, kloridien, rikkivetyjen, sulfaattien tai ammoniakin korkeiden pitoisuuksien tarkistamiseksi, mikä tekee suunnitteluvaiheesta kalliiksi. Kuparia käytetään PVC: n sijasta, koska se on parempi lämmönjohdin.
- Kylmäaineet ovat DX: n suurin ympäristöongelma. Jopa pienet halkeamat voivat vapauttaa ne ja johtaa ilmaston lämpenemiseen. Aikaisemmissa malleissa käytettiin kloorifluorihiilivetyjä (CFC) ja osittain halogenoituja kloorifluorihiilivetyjä (HCFC). Montrealin pöytäkirja on kieltänyt niiden käytön, koska ne vahingoittivat otsonikerrosta. Niiden korvaamat fluorihiilivedyt ja fluorihiilivedyt (HFC) voivat aiheuttaa maapallon lämpenemistä, ja ne on kielletty ilmastonmuutosta koskevassa Kioton pöytäkirjassa. Vuonna 2016 Ympäristönsuojeluvirasto (EPA) antoi suosituksia näiden kemikaalien asteittaisesta lopettamisesta ja mainitsi ne kelpaamattomina. EPA ei myöskään suosittele R410A: ta viimeisin suosittu kylmäaine, koska se myös aiheuttaa kasvihuonepäästöjä.
- Green Building -asiantuntijoiden mukaan saastuttavien kylmäaineiden vuotaminen tahallaan tai vahingossa on laitonta.
Vuonna 2001 tutkijat Oregonin yliopistossa (s. 2) julisti DX-järjestelmät ympäristöriskiksi eivätkä suosittele niitä. Se on kielletty joissakin osissa Yhdysvaltoja paikallisten ympäristörajoitusten vuoksi Energy.govin mukaan.
Lammen suljetut silmukkajärjestelmät
Suljetun piirin järjestelmät voivat myös käyttää vesistöjä lämmönvaihtoon. Näillä on kuitenkin myös muutama asia.
- Matalat vedet vaihtelevat lämpötiloissa, ja on todennäköistä, että putkistot voivat vahingoittua julkisissa vesilähteissä, teknisten uutiskirjeen mukaan.
- Ainoastaan lammet, joilla on vaadittu vähimmäissyvyys ja vesimäärä, ovat hyödyllisiä Energy.govin mukaan. Sinun on löydettävä rakennuspaikka, jossa on oikeat olosuhteet tämän vaihtoehdon käyttämiseksi.
Open Loop -järjestelmän ongelmat
Avoimet järjestelmät imevät vettä kaivosta tai matalista vesistä, kuten järvistä ja lampista. Kuten todettiin, niitä ei käytetä niin usein Yhdysvalloissa, mutta ihmisten tulisi silti olla tietoisia mahdollisista haitoistaan.
- Riittämätöntä veden virtausta voi ilmetä, jos silmukalle kaivettu kaivo ei ole tarpeeksi syvä tai johtuu liiallisesta vedestä pohjavedestä Washingtonin osavaltion yliopiston energiaohjelma tutkimus (s.5). Sedimentaatio tukkia suodattimet riittämättömän veden puuttuessa. An Idahon geoterminen raportissa todettiin, että vaihtoehtoisten käyttötarkoitusten, kuten sprinklereiden, kausiluonteinen kysyntä kesällä voi vaikuttaa lämpöpumpun käytettävissä oleviin vesimääriin.
- Veden laatu ei ole sama kaikkialla ja ympäri vuoden. Järvien jätteet ovat ongelma. Raskaasta vedestä peräisin olevien kalkkikerrostumien aiheuttama kalkinpoisto on puhdistettava kemikaaleilla.
- Washingtonin osavaltion yliopiston energiaohjelman mukaan biologista kasvua, erityisesti bakteereja, on vaikea poistaa, kun se on todettu ilman kemikaaleja (s.5).
- Idahon geoterminen raportti neuvoo etsimään sopivan tyhjennyskohdan ennen avoimen silmukan pohjavesijärjestelmän asentamista. Hiekkaiset maaperät voivat helposti absorboida päästöjä, mutta jos maaperä on kovaa, ylimääräinen porakone voi kaksinkertaistaa porauskustannukset, mikä tekee siitä yhtä kallista kuin suljetun silmukan järjestelmä. Kun vettä ammutaan järvistä, päästöt syötetään takaisin niihin.
- Kaikkia paikallisia päästörajoituksia on noudatettava myös Energy.govin mukaan.
- Käyttökustannukset ovat korkeat Washington State University Energy Program -tutkimuksen mukaan (s. 5), koska pumppujen on käytettävä koko vuoden ajan saadakseen vettä sisään ja ulos järjestelmästä. Niiden huolto on myös tärkeä kysymys.
- Kaivojen kohdalla on otettava huomioon paikalliset ympäristö- ja vesirajoitukset, koska saatavilla olevaa vettä voi olla rajoitettu teknisten uutiskirjeen mukaan.
- Seisovat pylväskaivot, jotka pumppaavat vettä pohjavesipurkista laske vesipöytä.
Onko olemassa kirkasta puolta?
Vaikka saattaa tuntua siltä, että maalämpöpumput ovat vaikeita ja kalliita, järjestelmällä on monia etuja. Hallitukset ja ympäristöjärjestöt, kuten Greenpeace ja huolestuneiden tutkijoiden unioni edistävät geotermistä energiaa. Koska maalämpöpumppujen suorituskyky on yhteydessä moniin ympäristötekijöihin, se ei ole plug and play -tekniikka. Harkitessaan geotermistä järjestelmää, rakennusten yksittäisten yksityiskohtien ja alueen analysointi oikean järjestelmän valitsemiseksi sekä asianmukainen suunnittelu ja asennus ovat välttämättömiä toimenpiteitä, jotta saat parhaan mahdollisen hyödyn tästä tekniikasta.
