ヒートポンプ-地熱ヒートポンプ 概要: このセクションは概観を地熱ヒートポンプがいかにであなたの (GHP)家を熱し、冷却するエネルギー効率が良い方法を提供できるか与える。 新居、オフィスビル、または学校を造ることを計画するかまたはあなたの暖房および冷却装置を取り替えなさい、地熱ヒートポンプシステムを考慮したいと思う (GHP)場合もある。 GHPシステムは別名GeoExchangeSM、地面源、または水源のヒートポンプである(空気源のヒートポンプに対して)。 それらに呼ぶことをにもかかわらず、エネルギー効率が良い地熱ヒートポンプは住宅および商業建物の塗布のための利用できる今日である。
GHPシステムは国の事実上あらゆる区域に取付けることができ、エネルギーおよびお金を貯める。 環境保護庁に従って (EPA)、GeoExchangeシステムは最もエネルギー効率が良かったり、環境的に、および利用できる費用効果が大きいスペース調節システムきれいになる(源: 「スペース調節: 次のフロンティア」、EPA 430-R-93-004、1993年4月)。
住宅GHPシステムが通常取付けて他の暖房および冷却装置より最初に高い間、すばらしい効率は投資が2から10年に取り戻すことができることを意味する。 その後に、エネルギーおよび維持費は慣習的な暖房および冷暖房システムより大いにより少なくある。
GHPシステムが商業建物に取付けられているとき、最新式の設計は冷却塔およびボイラーと比較するとupfrontで非常に競争要するであり、低負荷および維持費を有する。
費用有効性に加えて、GHPシステムは他の利点の審美的な利点が、静かな操作、自由にまたは減ら費用の熱湯、改善された慰めおよび多くある。
地熱ヒートポンプはである何か。: 地熱ヒートポンプは実行可能な全国的である。 技術は地球が比較的一定した温度に(表面の下で)一年中残るという事実、それの上の空気および洞窟のような夏のクーラーよりウォーマーに冬の間に、非常に頼る。 地熱ヒートポンプは冬の間に建物に地球または地下水で貯えられる熱を移し夏の間に建物からそして地面に再び移すことによってこれを利用する。 すなわち、地面は冬の熱源および夏の脱熱器として、機能する。 地下(か水中)管のシステムを通して、それらはより暖かい地球または水源から冬の建物に熱を移し、夏の建物からの熱を取り、そしてより涼しい地面に排出する。 従って、GHPsは熱を作成しない; それらは1つの区域から別のものにそれを動かす。
システムは3つの主成分を含んでいる:
*地熱接地サブシステム
*地熱ヒートポンプサブシステム
*地熱熱配分サブシステム。
接地: 熱源または流しとして地球を使用して、一連の管は地上の近いので、一般に「ループを」、埋められる調節されるべき建物呼んだ。 ループは縦または水平に埋めることができる。 それは液体(水、か水および不凍剤の混合物を)周囲の空気が土より冷たいまたはウォーマーであるかどうか熱を吸収する循環したり、または熱をに、周囲の土、によって放棄する。
いかにかそれらは働くか。: 簡単に言えば、GHPは2本の道に続くために熱交換する液体を割り当てる少数の余分弁の付加が付いているあなたの台所の冷却装置と同じように、働く: 暖房のための1つおよび冷却のための1。 GHPは暖かい区域からの熱を取り、より涼しい区域に熱を、またその逆にも交換する。 そのようなシステムの美は夏月の間に暖房および冷却すること両方にシステムおよび自由な熱湯暖房のために別の炉および空気調節のための必要性と使用することができることである。 慣習的な導管組織が一般に地熱ヒートポンプからの建物中の熱くするか冷却された空気を配るのに使用されている。
GHPシステムの利点: 低負荷の使用- GHPsの最も大きい利点はそれらが25-50%を慣習的な暖房か冷却装置よりより少ない電気使用することである。 これは電気の1つの単位を使用してGHPに地球から熱の3つの単位を動かすために翻訳する。 オーク・リッジの国立研究所によるレポートに従って、統計的に有効な調査結果は城砦ポーク、ルイジアナの4,003単位GHPの改装のプロジェクトが、典型的な気象年以内に25.8 (kWh)百万キロワット時を救う、または前改装の全コミュニティ電気消費の32.5%ことを示す。 これはに住宅施設ごとの6,445 KWHの平均年次節約を翻訳する。 さらに、前にスペース(260,000のtherms)に調節および水暖房使用した全コミュニティ天燃ガスの100%年は救われる。 前改装の期間にすべて電気だった暖房、冷却、および水暖房のための前改装の電気消費の約42%を救うと住宅施設では、GHPsは見つけられた。
または減ら費用の熱湯放しなさい: 他のどの暖房および冷却装置とは違っても、地熱ヒートポンプは自由な熱湯を提供できる。 装置はヒートポンプの圧縮機からの熱湯タンクへの「desuperheater」の移動と余分な熱呼んだ。 夏では、熱湯は自由に提供される; 冬では、水暖房費用は半分で大体切られる。 多くの住宅システムはdesuperheatersが今装備されている。 desuperheaterは地熱ヒートポンプシステムが作動していないばねおよび落下の間に熱湯を提供しない; 但し、地熱ヒートポンプがそんなに水暖房の他の手段より有効であるので、製造業者は世帯の熱湯の必要性すべてを満たすのに別の熱交換器を使用する「完全な要求」システムを提供し始めている。 これらの単位はあらゆる競争システム効率よく熱湯をすぐに提供する。
一年中の慰め: 低い熱する手形を作り出している間、地熱ヒートポンプは慣習的なシステムより静か、湿気制御を改善する。 これらの特徴は、顧客調査が規則的にユーザーの満足のハイレベルを90%をはるかに越えてなぜの示すか通常説明を助ける。
設計特微: 地熱ヒートポンプシステムは設計柔軟性を可能にし、新しいそして改装の状態に取付けることができ。 ハードウェアが慣習的な暖房、換気、及びエアコンシステムによって必要とされるそれよりより少ないスペースを要求するので装置部屋は生産的な使用のための自由空間非常に縮小することができる。 そして、地熱ヒートポンプシステムは通常建物で既存の導管組織を使用し、4管システムのための必要性なしで同時暖房および冷却を提供する。
改善された美学: 設計柔軟性のような建築家そして建物の所有者はGHPsによって提供した。 オクラホマの州都およびウィリアムズバーグのある構造のような歴史建造物は冷却塔を要求しないので改装の状態で使いやすく、隠し易いのでGHPsを使用する。
GHPシステムは慣習的な屋上装置を除去し、より審美的に建築設計および屋根ラインを喜ばすを可能にする。 屋根の上の浸透の欠乏はまた漏出および進行中の維持のためのより少ない潜在性、およびよりよい屋根の保証を意味する。 さらに、GHPシステムの地上の部品は天候に関する損傷および潜在性の芸術破壊行為から両方装置を保護する建物の中にある。
低い環境影響: GHPシステムはとても有効であるので、快適な屋内温度を維持するのにより少ないエネルギーをたくさん使用する。 これは非常に熱い化石から作成されるGHPを作動させるためにより少ないエネルギー頻繁が必要燃料であることを意味する。 EPAに従って、地熱ヒートポンプは空気源のヒートポンプと比較される44%および標準的な空気調節装置によって電気抵抗加熱と比較される72%までにエネルギー消費および対応する放出を減らすことができる。
低い維持: 地熱ヒートポンプの借款団のために完了した調査に従って (GHPC)GHPシステムが付いている建物に平均総維持費がか慣習的なシステムのそれ約3分の1の6から1平方フィートあたり11セントまで及ぶことをあった。 システムの役馬の部品が地下または水中配管であるので、必要な少し維持がある。 熱交換器の臨時のクリーニングは巻き、規則的に変わってエアフィルターはよい順調状態でシステムを保つのに必要なすべての仕事についてある。
地帯の暖房および冷却: これらのシステムは優秀な「地帯」スペース調節を提供する。 これを使うと、建物の異なった区域は異なった温度に熱くするまたは同時に冷却されてである。 例えば、GHPシステムは(冷却する定数を必要とする)から商業建物の冬の暖房のための外壁に容易に熱をコンピューター室動かすことができる。 暖房または全体の学校より特別なでき事幾分のためのちょうど講堂か体育館を冷却することの柔軟性のような役人に教育しなさい。
耐久性: GHPシステムに比較的少数の可動部分があるので、そしてそれらの部品が建物の中で保護されるので、耐久および信頼性が高い。 地下の配管は頻繁に25から50年の保証、およびGHPsを20年または多く頻繁に最後に運ぶ。
減らされた芸術破壊行為: GHPsに通常屋外の圧縮機か冷却塔がない、従って芸術破壊行為のための潜在性は除去される。
取付け: きちんと配管を取付けるのに必要とされる専門知識および装置のためにGHPのシステム設置はドゥー・イット・ユアセルフのプロジェクトではない。 修飾された取付人を見つけるためには、あなたの区域の修飾された取付人の彼らのリストのためのあなたのローカル公益事業会社、国際的な地上の源のヒートポンプ連合、または地熱ヒートポンプの借款団を呼びなさい。 取付人は証明され、経験されるべきである。 数歳である頼み、それらを点検しなさいシステムの所有者の参照を、特に。
GHPsがいかに分類されるか: GHPの効率は2つの方法で評価される。 性能の係数は、か警察官およびエネルギー効率の評価、またはEER、暖房および冷却の効率の手段、それぞれである。
高性能の地熱ヒートポンプの製造業者は自発的にEPAエネルギー星を使用する(r)修飾装置および関連製品の文献のラベル。 エネルギー星に会うかどうか地熱ヒートポンプをおよび不確か購入すれば(r)資格は少なくとも2.8人の警察官または13 EERの勤務評定を、頼む。
GHPシステムの融資: 多くの地熱ヒートポンプシステムはおよびEPAエネルギー星 (DOE)米国エネルギー省を運ぶ(r)ラベル。 エネルギー星(r) -分類された装置は特別なエネルギー星と今融資することができる(r)銀行および他の金融機関からの貸付け金。 貸付け金プログラムの目的はエネルギー星を作ることである(r)購入すること容易な装置従ってエネルギー星(r)貸付け金は魅力的な言葉と作成された。 ある貸付け金により低い金利、より長い返済の期間、または両方ともある。 エネルギー星についてあなたの建築業者を頼みなさい(r)貸付け金。
世帯主は彼らの実用性と点検し、リベート、融資、または特別な電気率プログラムを提供するかどうか尋ねるべきである。 GHPシステムの購入の融資を助けるもう一つの方法は家にこれおよび他の省エネの改善をカバーする「エネルギー効率が良い抵当」に費用を転がすことである。 銀行および住宅金融専門会社はこれらの貸付け金でより多くの情報を提供できる。 これらの抵当は正のキャッシュフローを初めから作成できる。 それ地熱ヒートポンプシステムを取付けることが抵当に1ヶ月あたりの$25を加えることを言いなさい。 但し、GHPシステムはとても有効であるので、エネルギー・コスト1ヶ月あたりの$30以上救う。
GHPを取付け、高エネルギー手形について忘れなさい: 地熱ヒートポンプシステムによって、より大きい屋内慰め、低負荷手形をおよび多くのトラブル・フリーの新しい年の間暖房、冷却、および熱湯を提供するシステムを経験する。
GHPシステム仕事をいかにするかか。: GHPシステムの地上の熱交換器は閉鎖したか開ループの管システムより構成されている。 最も公有地は高密度ポリエチレンの管が4-6フィート深いまたは縦に100から400フィートで深い水平に埋められる閉じたループである。 これらの管は熱交換器として機能する環境に優しい不凍剤または水解決で満ちている。 冬では、管の液体は地球から熱を得、建物に運ぶ。 夏では、システムは逆転させ、建物からの熱を取り、そしてより涼しい地面に沈殿させる。
航空便の導管組織は慣習的なシステムのような家の管の仕事を通して熱くするか冷却された空気を、ちょうど配る。 屋内コイルおよびファンを含んでいる箱は時々暖房または冷却のためのヒートポンプを通して家の空気を動かすので空気扱う人と呼ばれる。 空気扱う人は慣習的なエアコンのような大きい送風機そしてフィルターをちょうど含んでいる。
設置選択: GHPシステムの取付けは日曜大工が好きな人のためではない。 認可され、経験された取付人の参照のためのローカル実用性、IGSHPAおよびGHPCに連絡しなさい。 さらに、多くの州に付加的な紹介を提供するかもしれないヒートポンプ議会がある。
4つの基本的なタイプのグラウンドループシステムがある。 これらの横、縦、および池の3つはまたはクローズド・ループシステム湖である。 第4タイプのシステムはオープン・ループ選択である。 最もよいこれらのどれが気候、土の状態、利用できる土地および場所でローカル設置費用によって決まる。 これらのアプローチすべては住宅および商業建物の塗布に使用することができる。 クローズド・ループシステム:
横: このタイプの取付けは一般に十分な土地が利用できる新建設の住宅の取付けのために最も費用効果が大きい、特に。 それは堀を少なくとも4フィート深い要求する。 共通のレイアウトは4フィート埋められる、か2フィートの幅堀に地面に5フィートに並んで置かれる2本の管で2本の管を、1 6フィートで、および他使用する。 または、管を輪にするしなやかで優雅な(tm)方法は設置費用で削減し、横の取付けをによって慣習的な横の適用とない区域で可能にさせるより短い堀のより多くの管を割り当てる。 | 図33: 横のGHP | 
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垂直: 横のループに必要な陸地部分が禁則であるので大きい商業建物および頻繁の学校の使用縦システム。 縦のループはまた土がtrenchingのために余りに浅い、既存の美化に妨害を最小にするところで使用され。 縦システムのために、穴(直径のおよそ4インチ)は約20フィート離れておよび100から400フィート深いあく。 これらの穴2本の管はにループを形作るためにU-bendによって底で接続される入る。 縦のループは横の管(すなわち、多岐管)によって接続され、堀に置かれ、そして建物のヒートポンプに接続される。 
| 図34: 縦GHPシステム |
池か湖: 場所に十分な水ボディがあれば、これは低価格の選択であるかもしれない。 供給ライン管は建物から水への凍っていることを防ぐように地下動き、円に表面の下の少なくとも8フィートを巻かれる。 コイルは最低の容積、深さおよび品質判定規準を満たす水源だけに置かれるべきである。 | 図35: 池または湖GHPシステム | 
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オープン・ループシステム: このタイプのシステムはGHPシステムを通って直接循環する熱交換の液体として井戸または表面ボディ水を使用する。 それがシステムを通って循環したら、水はによって地面、再充電によく、または表面の排出よく戻る。 この選択は比較的クリーンウォーターの十分な供給がある、地下水の排出に関するすべての局所コードそして規則は会うかところにだけ明らかに実用的であり。 
| 図36: オープン・ループGHPシステム |
リンカーンの公立学校: リンカーンではしか、ネブラスカは、GHPシステムの節約から寄与する学区であるが納税者は、余りにある。 リンカーンの電気システムおよびリンカーンの公立学校からの協同によって、4つの小学校は最近GHPシステムを取付けた。 暖房および冷却の費用は約$144,000より少し(1996-1997年のために)よりそれらそれらの学校が従来の暖房および冷却装置を取付けたらであろうである年。 これらの節約はちょうど20年以上他の資本の充実が実現されることができるように約$3.8百万に、可能にする達し。 天燃ガス暖房、換気、及びエアコンシステム(air-cooled、可変的空気容積システム)と比較されて2つの他の学校に同時に取付けられていた、学校に57%の総合エネルギーの原価節約があった。 また電気要求および電気エネルギーの消費に42%および20%の減少が、それぞれあった。 次の20年にわたっての約$3.8百万を除けば学区の納税者ただ、しかしGHPsはまた代替システムと比較される電気のためのピーク期の需要を減らすのを助ける。 | 
