Pompa di Calore Geotermica: Funzionamento e Costi

Pompa di Calore Geotermica: Funzionamento e Costi
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Le pompe di calore geotermiche (GHP), che forniscono sia il riscaldamento che l’aria condizionata nella vostra casa, e possono anche riscaldare l’acqua – a volte gratuitamente – sono diventate sempre più popolari negli ultimi anni.

Questi apparecchi HVAC sono incredibilmente efficienti e “verdi” rispetto alle opzioni tradizionali, poiché sfruttano le temperature quasi costanti sottoterra per mantenere la casa comoda in ogni stagione. I sistemi di riscaldamento geotermico offrono anche notevoli risparmi energetici nel tempo.

Tuttavia, ci sono degli svantaggi e molte cose da considerare mentre si cerca di installare un GHP. La verità è che i sistemi geotermici non saranno adatti a tutte le case o a tutti i proprietari di case, nonostante i loro numerosi vantaggi. Le tue priorità, il tuo budget e la posizione fisica della tua casa alla fine ti aiuteranno a prendere la decisione migliore su quale tipo di sistema HVAC è giusto per te, che sia geotermico o alimentato / alimentato in modo convenzionale.

Pompa di Calore Geotermica: Funzionamento e Costi

Che cos’è il riscaldamento geotermico e come funziona?

Se sei nel mercato per un nuovo sistema HVAC perché stai costruendo una nuova casa o stai cercando opzioni di sostituzione per la tua pompa di calore, caldaia o forno esistente, potresti essere appena stato introdotto per il riscaldamento e il raffreddamento geotermico per il primo tempo. Si può già sapere che questi sistemi ad alta efficienza utilizzano la temperatura costante della terra come mezzo di scambio di calore anziché la temperatura dell’aria esterna , il che richiede almeno qualche scavo o perforazione per installare i “circuiti” di scambio sotto terra.

In breve, il riscaldamento e il raffreddamento geotermico funzionano e consumano il 25% -50% di energia in meno per produrre aria interna confortevole rispetto ai sistemi HVAC convenzionali, poiché non deve affrontare drastiche oscillazioni stagionali nella temperatura dell’aria esterna per lo scambio di calore.

Ad esempio, anche in luoghi con inverni estremamente freddi, la temperatura della terra appena sotto la superficie non scenderà mai sotto i 45 gradi Fahrenheit. Ciò significa che il fluido che scorre attraverso i circuiti di scambio non è mai esposto a, ad esempio, temperature gelide di 2 gradi, anche se è così freddo fuori dalla tua porta. I GHP semplicemente non devono lavorare tanto quanto le pompe di calore convenzionali per mantenere l’interno della casa confortevole.

I diversi tipi di sistemi di riscaldamento geotermico

Come accennato in precedenza, i GHP richiedono l’accesso alla terra ad una profondità in cui la temperatura non fluttua selvaggiamente rispetto alle temperature dell’aria al di sopra del suolo. Ciò si ottiene installando i cosiddetti loop, che possono essere configurati in diversi modi nei formati “aperto” o “chiuso”.

Secondo il sito web delle risorse informatiche del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti sulle pompe di calore geotermiche ( anch’esso collegato sopra ), attualmente esistono quattro tipi comuni di opzioni di loop per sistemi di riscaldamento geotermico residenziali e commerciali (tre formati chiuso e uno aperto), anche se altre configurazioni esistere. Negli ultimi decenni la tecnologia di riscaldamento e raffreddamento geotermico è progredita rapidamente per un’adozione più ampia, pertanto il ciclo e le altre opzioni di installazione continueranno ad evolversi.

I diversi tipi di sistemi di riscaldamento geotermico

Sistemi a circuito chiuso

Questi sistemi utilizzano una soluzione antigelo, acqua e / o refrigerante (in genere R-410A ) che circola attraverso tubi di rame e / o di plastica, che è sepolto sotto terra e può potenzialmente scorrere sotto una massa d’acqua. Può essere ovvio che il fluido all’interno del circuito viene tenuto attentamente contenuto – o chiuso – dal terreno circostante e non viene mai scaricato nella terra.

Quattro tipi comuni di configurazioni a circuito chiuso sono:

  • Verticale
  • Orizzontale
  • Diagonale
  • Stagno / Lago

Si noti che i loop verticali, orizzontali e diagonali vengono utilizzati con la cosiddetta tecnologia Direct Exchange (DX), che non richiede l’uso di pozzi d’acqua, fonti d’acqua o circuiti secondari che fa la cosiddetta tecnologia delle sorgenti d’acqua. (Le pompe di calore geotermiche di origine idrica sono state sviluppate per applicazioni industriali su vasta scala, quindi non sono qualcosa che la maggior parte della casa e dei piccoli clienti commerciali considererebbero.)

Sistemi ad anello aperto

Nei sistemi a circuito aperto, c’è uno scarico del fluido di scambio di calore – in questo caso, acqua relativamente pulita anziché antigelo o refrigerante – con l’ambiente circostante. I sistemi a circuito aperto possono essere installati solo in siti con un adeguato rifornimento idrico e dove le regole sullo scarico delle acque sotterranee lo consentono.

Pro del riscaldamento e raffreddamento geotermico

Ci sono molti aspetti positivi nell’installazione di sistemi di riscaldamento e raffreddamento geotermici nella vostra casa o nell’edificio commerciale, e questi certamente superano i negativi per molte persone, che hanno principalmente a che fare con costi di installazione elevati. Se sei preoccupato di ridurre il tuo impatto ambientale individuale e di non doverti preoccupare delle fluttuazioni dei prezzi del gas e del petrolio che influiscono sul tuo budget per il riscaldamento e il raffreddamento, la geotermia potrebbe essere giusta per te.

I sistemi geotermici sono sostenibili ed eco-compatibili

Poiché i GHP consumano molta meno energia rispetto ai sistemi HVAC convenzionali, come menzionato sopra, e non si basano né sul gas naturale né sul gasolio da riscaldamento, questi sistemi non rappresentano una fonte significativa di inquinamento. Il tuo sistema geotermico ridurrà le emissioni in quanto riduce drasticamente l’utilizzo di energia della tua casa, ed è sicuramente rispettoso dell’ambiente!

Anche le apparecchiature geotermiche durano a lungo, con circuiti sotterranei spesso garantiti per 25-50 anni. Le pompe di calore stesse sono generalmente garantite per durare circa 20 anni. Confrontalo con la durata media di 15 anni di un tipico impianto di condizionamento d’aria domesticoo pompa di calore, e vedrai che la sostituzione delle apparecchiature meno frequente è molto meglio per il mondo (e anche per il tuo portafoglio).

I sistemi geotermici sono sostenibili ed eco-compatibili

I sistemi geotermici sono un investimento che paga

Mentre acquisti le pompe di calore geotermiche, potresti alzare le sopracciglia un paio di volte ai prezzi che hai indicato (in genere tra $ 10.000 e $ 20.000, inclusa l’installazione). Gran parte del costo iniziale elevato ha a che fare con l’installazione dei loop di terra. Questo sistema, tuttavia, presenta equipaggiamenti con meno parti meccaniche in movimento rispetto a un sistema tradizionale, motivo per cui dura molto più a lungo.

Le buone notizie sugli investimenti iniziali più sostanziali necessari per i sistemi basati su GHP sono che generalmente si pagheranno da soli con risparmi sui costi energetici in circa 2-10 anni, secondo le fonti del settore energetico. Potrebbero anche esserci speciali incentivi per l’energia verde disponibili da parte di enti statali federali, statali e persino di determinati enti locali e fornitori di energia elettrica per ridurre alcuni dollari rispetto a quell’elevato prezzo iniziale del sistema. E, a seconda della configurazione e delle capacità del tuo sistema, sarai in grado di raccogliere la ricompensa di acqua calda gratuita come sottoprodotto delle operazioni di sistema!

Se sei in grado di aumentare il costo del nuovo GHP nel tuo mutuo per una nuova casa, i tuoi risparmi saranno ancora maggiori. Il prezzo del sistema in realtà non aggiunge molto di più al pagamento mensile del mutuo, e il risparmio sui costi energetici che realizzi supererà facilmente tale importo per ogni anno.

I sistemi geotermici sono ottimi per le nuove case

A proposito di aggiungere un GHP ai piani per la tua nuova casa, è vero che i sistemi geotermici sono più facili (e probabilmente meno costosi, a seconda di cose come le condizioni del terreno e la geologia del tuo nuovo sito) per costruire da zero con una nuova casa che sono per retrofit nella maggior parte delle case esistenti. Perché?

  • Molte case più vecchie che si basano su una caldaia e radiatori di acqua calda per il calore mancano della necessaria canalizzazione necessaria per i sistemi di climatizzazione centralizzati. I GHP necessitano di condutture per distribuire sia l’aria riscaldata che quella raffreddata in tutta la casa a seconda della stagione.
  • Con una nuova costruzione, ci sono meno considerazioni su come realizzare i circuiti frigoriferi sotterranei di un GHP che si adattano al sito principale. Una casa esistente e altre strutture in una proprietà possono presentare problemi di disponibilità di terra e costosi ostacoli di ingegneria.

Vantaggi dei sistemi a circuito chiuso rispetto a quelli a circuito aperto

È vero che molti sistemi GHP residenziali utilizzano sistemi a ciclo chiuso per lo scambio di calore, e questo ha a che fare con la flessibilità offerta dalle diverse configurazioni, oltre che con l’economicità. Ad esempio, i sistemi diagonali hanno in genere un ingombro ridotto e sono appropriati per lotti domestici più piccoli. Le installazioni orizzontali richiedono più spazio per scavare trincee per i loop, ma possono ospitare una geologia più difficile da scavare.

Per le persone che sono preoccupate per l’uso di liquidi antigelo o refrigeranti, i sistemi a circuito aperto utilizzano solo acqua come fluido di scambio di calore. Quest’acqua viene prelevata dalla terra e ritorna sulla terra una volta che il sistema l’ha usata.

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