Лоши неща за геотермалните термопомпи

Геотермалните термопомпи са една от зелените технологии, способни да разрешат проблема с глобалното затопляне чрез намаляване на въглеродните емисии. Но както повечето други възобновяеми източници, този енергиен източник идва със собствена марка проблеми. Хората, които желаят да използват тази технология, трябва да я разбират добре, за да избегнат ненужни разходи и да помогнат за предотвратяване на отрицателни въздействия върху околната среда.

Геотермални термопомпи

Геотермалните термопомпи (GHP), наричани още геообмен, работят чрез обмен на топлина със земята на дълбочини под няколко фута, където температурите са приблизително постоянни през цялата година.

най-добрият цвят на косата за покриване на сивата коса

Свързани статии

Факти за слънчевата енергия
Go Green Pictures
Как може моят бизнес да стане екологичен, за да спести пари

Energy.gov обяснява видовете GHP, използвани в дома и бизнеса.

Системата със затворен цикъл има три типа в себе си. Те са хоризонтални, вертикални и земни. Те използват вода, смесена с антифриз, циркулиращ в затворени тръби, за да обменят топлина със земята или водата. Топлообменникът над земята прехвърля топлина между своите хладилни агенти и антифризния разтвор в затворените контури.
Системите за директен топлообмен използват хладилни агенти директно в подземните затворени контури, за да обменят топлина и нямат междинния топлообменник.
Системите с отворен контур непрекъснато черпят вода от външни източници като кладенци или езера за топлообмен и я връщат при изхвърляне.

Доклад от университета в Орегон (стр. 6) на Световната геотермална конференция през 2015 г. изчислява, че в САЩ има 1,4 милиона GHP, от които 90% са системи със затворен контур и само 10% са системи с отворен контур.

Общи проблеми

Въпреки че има няколко плюса за геотермалните термопомпи, има и много минуси. Някои са общи, а други са специфични за системата проблеми.

Начална цена

Всички са съгласни, че първоначалните разходи за инсталиране на GHP са високи и трудно е да се изчисли , тъй като зависи от размера на къщата / сградата, помпата, почвата, климата и полето на контура. Опитният изпълнител е важен за осигуряване на успешен монтаж.

Оценки от частно предприятие Енергийни домове за къща с площ от 2500 квадратни фута показват, че 6-тонна система с вертикален контур струва 34 000 долара, 5-тонна хоризонтална верига за лъчисто отопление и охлаждане струва 29 500 долара, а 5-тонна хоризонтална верига, комбинирана със слънчево отопление, струва 47 500 долара.

Енергийни домове разбива проблема с разходите , казвайки, 'Това е около двойно по-голяма цена от конвенционалната система за отопление, охлаждане и топла вода, но геотермалните системи за отопление / охлаждане могат да намалят сметките за комунални услуги с 40% до 60%.'

Липса на квалифицирани професионалисти

GHP технологията е сложна и изисква познаване на различни аспекти. The Съюз на загрижените учени отбелязва, че много инсталатори за отопление и охлаждане „не са запознати с технологията“, което от своя страна пречи на нейното разпространение и поддръжка. Също така е трудно да се намерят квалифицирани изпълнители, способни да инсталират GHP системи в определени региони на страната, допълнително увеличавайки разходите за геотермална отоплителна система.

Не е проект за „направи си сам“

Министерството на енергетиката на САЩ обезсърчава боравенето с парникови газове като проект „направи си сам“. Тази технология изисква специализирано ноу-хау в много области. Да реши системата е най-подходяща за дома или бизнеса е необходимо задълбочено проучване на фактори като геология, хидрология, наличност на земята, изисквания за отопление и охлаждане и други важни енергоспестяващи устройства в къщата. Не е възможно всеки да изчисли оптималния размер на контурното поле или помпата, необходими за извличане на максимума от тази система.

как да разбера дали lv е реален

Използване на електричество

Електричеството е необходимо за работа на топлинния компресор в системи със затворен цикъл и за изпомпване на вода през цялата година в системи с отворен контур, така че GHP е не е напълно неутрален от въглерод.

Проблеми със системата със затворен цикъл

Системите със затворен цикъл споделят общи недостатъци като въздействието на почвите върху ефективността и наличието на антифриз. Циклични проблеми свързани с хоризонтална или вертикална ориентация също присъстват, както и проблемите със системите за директен топлообмен и езерните системи.

Видове почви

Топлина съхранение и прехвърляне е най-добре в тежки почви като глина или скала. Пясъчните почви не могат да съхраняват или пренасят много топлина, така че са необходими по-големи контурни полета. Намаляването на влагата в почвата под '12 .5% оказва разрушително въздействие върху работата на състоянията на термопомпите проучване от 2014 г., публикувано в Energies (стр. 3), докато увеличаването на влагата в почвата над 25% подобрява преноса на топлина. Така че сухите почви не са подходящи, особено в системите за директен топлообмен.

Антифриз

Системите със затворен цикъл използват вода с антифриз за топлообмен. Използвани по-стари модели метанол който се изпарява бързо и е токсичен за хора и животни, така че сега е забранен в много части на САЩ Етанолът не е толкова токсичен като метанола, но е скъп. Загриженост за това Етиленов гликол може да изтече и да замърси източниците на подземни води е довело до забрана за използване на този тип антифриз в геотермални системи в много държави. Саламура (калциев хлорид) е добър вариант, но е корозивен, така че се нуждае от мелхиоритови тръби. Пропиленгликолът няма неблагоприятно въздействие върху хората или околната среда.

Докато водата, смесена с антифриза, циркулира в затворените контури, няма влияние върху околната среда. Въпреки това, дори малките течове могат да бъдат опасни, така че е най-добре да се придържате към саламура или пропилей гликол от типа антифризи.

Хоризонтална система

The Технически новини установява, че хоризонталната система изисква 1500-3000 квадратни метра земя за всеки тон отопление или охлаждане.

Необходима е голяма площ - Тази земя по-късно е подходяща само за градинарство, но не и за разширяване на дома или друга сграда. Тези системи не са подходящи за преоборудване, тъй като може да няма достатъчно място.
Температурни разлики - При малки дълбочини от 3 до 6 фута може да има разлики в температурата поради сезона, дълбочината на погребението и валежите, влияещи върху ефективността, въпреки че ограничаването на дълбочината намалява разходите за изкопаване на почвата, което е най-скъпата част от инсталирането на затворен цикъл система.
Проблеми с почвата - Каменисти или плитки почви не са подходящи за тези системи, като в този случай са необходими вертикални системи.

Вертикална система

Това е най-ефикасната система, тъй като U-образните контури навлизат на 150-450 фута дълбочина в почвата, отбелязва Техническият бюлетин. Други въпроси включват:

Разход - U-образните контури и тяхната дълбочина ги правят най-скъпите от всички GHS системи.
Необходима е квалифицирана инсталация и оборудване - Нещо повече, сондажът до тези дълбочини се нуждае от опитни сондажи и специално оборудване, което не се предлага навсякъде.

Система за директен топлообмен (DX)

DX използва медни тръби, пълни с хладилни агенти, заровени на 4 до 6 фута под земята. Тази система е най-старата от всички модели на GHP и има най-голямо въздействие върху околната среда.

от коя страна носиш пискюла си

Корозията на медни тръби е често срещана при кисели почви, така че DX не е подходящ за тези почви, обяснява член на Форум за гео обмен . За да се предотврати това, пробите от почвата трябва да бъдат събрани на дълбочината, която ще бъдат инсталирани, за да се провери за високи концентрации на киселини, хлориди, сероводороди, сулфати или амоняк, което оскъпява етапа на планиране. Вместо PVC се използва мед, тъй като тя е по-добър проводник на топлина.
Хладилните агенти са основният екологичен проблем с DX. Дори малки пукнатини могат да ги освободят, което да доведе до глобално затопляне. По-ранните модели използват хлорофлуоровъглеводороди (CFC) и хидрохлорфлуорони (HCFC). The Протокол от Монреал е забранил използването им, тъй като са повредили озоновия слой. Техните заместители флуоровъглеводороди (FC) и хидрофлуоровъглеводороди (HFC) могат да причинят глобално затопляне и са забранени от Конвенцията от Протокола от Киото за изменението на климата. През 2016 г. Агенция за опазване на околната среда (EPA) издава препоръки, насочени към поетапното премахване на тези химикали и ги изброява като неприемливи. EPA също не препоръчва R410A най-новият популярен хладилен агент, тъй като и той причинява парникови емисии.
Експерти от „Зелено строителство“ заявяват, че е незаконно да се разливат замърсяващите хладилни агенти или по умисъл, или по случайност.

През 2001 г. учени от университета в Орегон (стр. 2) обяви DX системите за риск за околната среда и не ги препоръчва. Забранено е в някои части на САЩ, поради местни екологични ограничения, според Energy.gov.

Езерни системи със затворена верига

Системите със затворен цикъл също могат да използват водни тела за обмен на топлина. Те обаче имат и няколко проблема.

Плитките води показват вариации в температурите и има вероятност тръбите да се повредят в обществените водоизточници, според Техническия бюлетин.
Само езера, които имат необходимата минимална дълбочина и количество вода, са полезни според Energy.gov. Ще трябва да намерите място за сграда с точно подходящите условия, за да използвате тази опция.

Проблеми със системата за отворена верига

Отворените системи черпят вода от кладенец или плитки води като езера и езера. Както беше отбелязано, те не се използват толкова често в САЩ, но хората все пак трябва да са наясно с потенциалните си недостатъци.

Недостатъчен дебит на вода може да възникне, ако изкопаният кладенец за контура не е достатъчно дълбок или поради прекомерно изтегляне от водоносния хоризонт, според Енергийна програма на Вашингтонския държавен университет проучване (стр. 5). Седиментационните филтри запушват при липса на достатъчно вода. An Айдахо Геотермална докладът отбелязва, че сезонното търсене на алтернативни приложения като пръскачки през лятото може да повлияе на наличните количества вода за термопомпата.
Качество на водата не е еднакво навсякъде и целогодишно. Отломките в езерата са проблем. Намаляването поради варовикови отлагания от тежка вода се нуждае от обработка с химикали за отстраняване.
Биологичният растеж, по-специално бактериите, е трудно да се премахне, след като се установи без използване на химикали, според енергийната програма на Вашингтонския университет (стр. 5)
Геотермалният доклад на Айдахо съветва да се намери подходящо място за заустване преди инсталирането на системата с подземни води с отворен контур. Пясъчните почви могат лесно да абсорбират разтоварването, но ако почвата е твърда, допълнителна тренировка за изхвърляне може да удвои разходите за пробиване, което я прави толкова скъпа, колкото системата със затворен цикъл. Когато водата се изтегля от езерата, изхвърлянето се връща обратно в нея.
Всички местни ограничения по отношение на изхвърлянето също трябва да бъдат спазени съгласно Energy.gov.
Експлоатационните разходи са високи, според проучването на енергийната програма на Университета на Вашингтон (стр. 5), тъй като помпите трябва да работят през цялата година, за да вкарват и излизат вода от системата. Тяхната поддръжка също е основен проблем.
В случай на кладенци трябва да се вземат предвид местните екологични и водни ограничения, тъй като наличната вода може да е ограничена според Техническия бюлетин.
Стоящи кладенци, които изпомпват вода от водоносен хоризонт спуснете нивото на водата.

Има ли светла страна?

Въпреки че може да изглежда, че геотермалните термопомпи са трудни и скъпи, системата има много предимства. Правителства и екологични организации с нестопанска цел като Грийнпийс и Съюз на загрижените учени насърчават геотермалната енергия. Тъй като производителността на геотермалните термопомпи е свързана с много фактори на околната среда, това не е технология plug and play. Когато разглеждате геотермална система, анализът на отделни детайли на сградите и района, за да изберете правилната система, заедно с правилното планиране и инсталиране, са необходими стъпки, за да се насладите на най-доброто от тази технология.