Sliktas lietas par ģeotermālajiem siltumsūkņiem

Ģeotermālie siltumsūkņi ir viena no zaļajām tehnoloģijām, kas spēj atrisināt globālās sasilšanas problēmu, samazinot oglekļa emisijas. Bet, tāpat kā lielākajai daļai citu atjaunojamo enerģijas avotu, arī šim enerģijas avotam ir sava veida problēmas. Cilvēkiem, kuri vēlas izmantot šo tehnoloģiju, vajadzētu to labi pārzināt, lai izvairītos no nevajadzīgām izmaksām un palīdzētu novērst jebkādu negatīvu ietekmi uz vidi.

Ģeotermālie siltumsūkņi

Ģeotermālie siltumsūkņi (GHP), ko sauc arī par ģeoapmaiņu, darbojas, apmainot siltumu ar zemi dziļumā, kas zemāks par dažām pēdām, kur temperatūra ir aptuveni nemainīga visu gadu.

paraksta vīrieti, kurš patīk jums

Saistītie raksti

Fakti par Saules enerģiju
Go Green Pictures
Kā mans bizness var kļūt zaļš, lai ietaupītu naudu

Energy.gov paskaidro mājās un uzņēmumos izmantoto GHP veidus.

Slēgtas cilpas sistēmā ir trīs veidi. Tie ir horizontāli, vertikāli un iezemēti. Viņi izmanto ūdeni, kas sajaukts ar antifrīzu, kas cirkulē slēgtās caurulēs, lai apmainītu siltumu ar zemi vai ūdeni. Siltummainis virs zemes nodod siltumu starp tā dzesētājiem un antifrīzu šķīdumu slēgtās cilpās.
Tiešās siltumapmaiņas sistēmās siltuma apmaiņai izmanto dzesētājus tieši pazemes slēgtajos lokos, un tiem nav starpnieka siltummaini.
Atvērtās cilpas sistēmas nepārtraukti sūc ūdeni no ārējiem avotiem, piemēram, akām vai ezeriem, siltuma apmaiņai un atgriež to kā izplūdi.

Oregonas universitātes ziņojums (6. lpp.) Pasaules ģeotermālās konferences ietvaros 2015. gadā tiek lēsts, ka ASV ir 1,4 miljoni GHP, no kuriem 90% ir slēgta cikla sistēmas un tikai 10% ir atvērta cikla sistēmas.

Vispārīgas problēmas

Lai gan ģeotermālajiem siltumsūkņiem ir vairāki plusi, ir arī daudz mīnusu. Daži no tiem ir vispārīgi, bet citi - ar sistēmu saistītas problēmas.

Sākotnējās izmaksas

Visi piekrīt, ka SEG sākotnējās uzstādīšanas izmaksas ir augstas, un grūti aprēķināt , jo tas ir atkarīgs no mājas / ēkas lieluma, sūkņa, augsnes, klimata un cilpas lauka. Lai nodrošinātu veiksmīgu uzstādīšanu, ir svarīgi pieredzējis darbuzņēmējs.

Aprēķini no privāta uzņēmuma Enerģijas mājas par 2500 kvadrātpēdu māju parādiet, ka 6 tonnu vertikālās cilpas sistēma maksā 34 000 ASV dolāru, 5 tonnu horizontālā cilpa izstarotai apkurei un dzesēšanai maksā 29 500 USD, bet 5 tonnu horizontālā cilpa apvienojumā ar saules sildīšanu maksā 47 500 USD.

Enerģijas mājas sadala izmaksu jautājumu , sakot: 'Tas ir aptuveni divreiz vairāk par parasto apkures, dzesēšanas un karstā ūdens sistēmu, taču ģeotermālās apkures / dzesēšanas sistēmas var samazināt komunālos maksājumus par 40% līdz 60%.'

Kvalificētu profesionāļu trūkums

SEG tehnoloģija ir sarežģīta un prasa zināšanas par dažādiem aspektiem. The Satraukto zinātnieku savienība atzīmē, ka daudzi apkures un dzesēšanas iekārtu uzstādītāji “nav pazīstami ar šo tehnoloģiju”, kas savukārt kavē tās izplatīšanu un uzturēšanu. Ir arī grūti atrast kvalificētus darbuzņēmējus, kas varētu uzstādīt SES sistēmas atsevišķos valsts reģionos, vēl vairāk palielinot ģeotermālās apkures sistēmas izmaksas.

Nav DIY projekts

ASV Enerģētikas departaments attur no GHP izmantošanas kā pašdarbības projekta. Šī tehnoloģija prasa specializētu zinātību daudzās jomās. Izlemt vispiemērotākā sistēma Mājai vai uzņēmumam ir nepieciešama rūpīga tādu faktoru izpēte kā ģeoloģija, hidroloģija, zemes pieejamība, apkures un dzesēšanas prasības un citas svarīgas enerģijas taupīšanas ierīces mājā. Visiem nav iespējams aprēķināt optimālo cikla lauka vai sūkņa lielumu, kas nepieciešams, lai maksimāli izmantotu šo sistēmu.

labs iesācēju darbs 16 gadus veciem cilvēkiem

Elektrības izmantošana

Elektroenerģija ir nepieciešama, lai darbinātu siltuma kompresoru slēgtās cilpas sistēmās un lai visu gadu sūknētu ūdeni atvērtās cilpas sistēmās, tāpēc SEG ir nav pilnīgi oglekļa neitrāls.

Slēgtas cilpas sistēmas problēmas

Slēgtas cilpas sistēmām ir kopīgi trūkumi, piemēram, augsnes ietekme uz efektivitāti un antifrīza klātbūtne. Loop jautājumi saistīti ar horizontālo vai vertikālo orientāciju, kā arī bažas par tiešās siltuma apmaiņas sistēmām un dīķu sistēmām.

Augsnes veidi

Siltums uzglabāšana un pārsūtīšana vislabāk ir smagās augsnēs, piemēram, mālā vai klintī. Smilšainās augsnēs nevar uzglabāt vai pārnest daudz siltuma, tāpēc ir nepieciešami lielāki cilpu lauki. Augsnes mitruma samazināšanās zem '12,5%, graujoši ietekmē siltumsūkņu stāvokli 2014. gada pētījums, kas publicēts laikrakstā Energies (3. lpp.), savukārt augsnes mitruma palielināšanās virs 25% uzlabo siltuma pārnesi. Tātad sausas augsnes nav piemērotas, jo īpaši tiešās siltuma apmaiņas sistēmās.

Antifrīzs

Slēgtās sistēmas siltuma apmaiņai izmanto ūdeni ar antifrīzu. Izmantoti vecāki modeļi metanols kas ātri iztvaiko un ir toksisks cilvēkiem un dzīvniekiem, tāpēc tagad tas ir aizliegts daudzviet ASV. Etanols nav tik toksisks kā metanols, bet ir dārgs. Bažas par to Etilēna glikols varētu noplūst un piesārņot gruntsūdeņu avotus, daudzos štatos šāda veida antifrīzu lietošana ir aizliegta arī ģeotermālajās sistēmās. Sālījums (kalcija hlorīds) ir labs risinājums, tomēr tas ir kodīgs, tāpēc tam ir nepieciešamas kupronickel caurules. Propilēnglikolam nav nelabvēlīgas ietekmes uz cilvēkiem vai vidi.

Kamēr ūdens, kas sajaukts ar antifrīzu, cirkulē slēgtās cilpās, vides ietekme nav. Tomēr pat nelielas noplūdes var būt bīstamas, tāpēc vislabāk ir pielīmēt sālsūdens vai propilēnglikola veida antifrīzus.

Horizontālā sistēma

The Tehnisko ziņu biļetens konstatē, ka horizontālajai sistēmai ir vajadzīgas 1500-3000 kvadrātpēdas zemes par katru tonnu apkures vai dzesēšanas.

Nepieciešama liela platība - Šī zeme vēlāk ir piemērota tikai dārzkopībai, bet ne jebkādai mājas vai citu ēku celtniecības paplašināšanai. Šīs sistēmas nav piemērotas modernizēšanai, jo var nebūt pietiekami daudz vietas.
Temperatūras atšķirības - Seklā dziļumā no 3 līdz 6 pēdām var būt temperatūras atšķirības sezonas, apbedīšanas dziļuma un nokrišņu dēļ, kas ietekmē efektivitāti, pat ja dziļuma ierobežošana samazina augsnes rakšanas izmaksas, kas ir visdārgākā daļa no slēgtas cilpas uzstādīšanas. sistēmā.
Augsnes problēmas - Šajās sistēmās nav piemērotas akmeņainas vai seklas augsnes, tādā gadījumā ir nepieciešamas vertikālas sistēmas.

Vertikālā sistēma

Šī ir visefektīvākā sistēma, jo U veida cilpas nonāk 150–450 pēdu dziļumā augsnē, atzīmē Tehnisko ziņu biļetens. Citi jautājumi ietver:

Izdevumi - U veida cilpas un to dziļums padara tās par visdārgākajām no visām GHS sistēmām.
Nepieciešama kvalificēta uzstādīšana un aprīkojums - Turklāt, veicot urbšanu līdz šādam dziļumam, nepieciešami kvalificēti urbji un īpašs aprīkojums, kas nav pieejams visur.

Tiešās siltuma apmaiņas sistēma (DX)

DX izmanto vara caurules, kas piepildītas ar dzesētājvielām, kas apraktas zemē no 4 līdz 6 pēdām. Šī sistēma ir vecākā no visiem SEG modeļiem, un tai ir vislielākā ietekme uz vidi.

cik dzērienu vīna pudelē

Skābās augsnēs vara cauruļu korozija ir izplatīta, tāpēc DX šīm augsnēm nav piemērota, skaidro biedrs Ģeogrāfiskās apmaiņas forums . Lai to novērstu, augsnes paraugi jāsavāc tādā dziļumā, kādā tie tiks uzstādīti, lai pārbaudītu, vai nav augstas skābju, hlorīdu, sērūdeņraža, sulfātu vai amonjaka koncentrācijas, padarot plānošanas posmu dārgu. PVC tiek izmantots vara vietā, jo tas ir labāks siltuma vadītājs.
DX dzesētāji ir galvenā vides problēma. Pat nelielas plaisas varētu tās atbrīvot, izraisot globālo sasilšanu. Iepriekšējos modeļos tika izmantoti hlorfluorogļūdeņraži (CFC) un daļēji halogenēti hlorfluorogļūdeņraži (HCFC). The Monreālas protokols ir aizliegusi to izmantošanu, jo tie sabojājuši ozona slāni. To aizstājēji fluorogļūdeņraži (FC) un fluorogļūdeņraži (HFC) var izraisīt globālo sasilšanu, un tos aizliedz Kioto protokola Konvencija par klimata pārmaiņām. 2016. gadā Vides aizsardzības aģentūra (EPA) izdeva ieteikumus, kuru mērķis ir pakāpeniski likvidēt šīs ķīmiskās vielas, un uzskaitīja tās kā nepieņemamas. EPA arī neiesaka R410A jaunākais populārais dzesētājs, jo tas arī rada siltumnīcefekta gāzu emisijas.
Zaļās ēkas eksperti apgalvo, ka ir nelikumīgi piesārņojošo dzesējošo vielu noplūde tīša vai nejauša nolūka dēļ.

2001. gadā Oregonas universitātes zinātnieki (2. lpp.) paziņoja, ka DX sistēmas ir vides risks, un tās neiesaka. Vietējo vides ierobežojumu dēļ tas ir aizliegts dažās ASV daļās, ziņo Energy.gov.

Dīķa slēgtas cilpas sistēmas

Slēgtas cilpas sistēmas var izmantot arī ūdenstilpes siltuma apmaiņai. Tomēr tiem ir arī daži jautājumi.

Seklajos ūdeņos ir temperatūras svārstības, un pastāv iespēja, ka cauruļvadi var sabojāt publiskos ūdens avotos, teikts Tehnisko ziņu biļetenā.
Saskaņā ar Energy.gov, noderīgi ir tikai dīķi, kuriem ir nepieciešamais minimālais dziļums un ūdens daudzums. Lai izmantotu šo opciju, jums būs jāatrod apbūves vieta ar piemērotiem apstākļiem.

Open Loop sistēmas rūpes

Atvērtās sistēmas ņem ūdeni no akas vai sekliem ūdeņiem, piemēram, ezeriem un dīķiem. Kā atzīmēts, ASV tos neizmanto tik bieži, taču cilvēkiem tomēr jāapzinās viņu iespējamie trūkumi.

Nepietiekama ūdens plūsma var rasties, ja cilpai izraktā aka nav pietiekami dziļa vai pārmērīgas izmešanas dēļ no ūdens nesējslāņa, saskaņā ar Vašingtonas štata universitātes enerģētikas programma pētījums (5. lpp.). Nogulsnēšanās aizsērē filtrus, ja nepietiek ūdens. An Aidaho ģeotermālā ziņojumā norādīts, ka sezonālais pieprasījums pēc alternatīviem lietojumiem, piemēram, smidzinātājiem vasarā, var ietekmēt siltumsūknim pieejamo ūdens daudzumu.
Ūdens kvalitāte nav vienāds visur un visu gadu. Gruveši ezeros ir problēma. Mērogošanai kaļķu nosēdumu dēļ no smagā ūdens ir nepieciešama attīrīšana ar ķimikālijām.
Saskaņā ar Vašingtonas štata universitātes Enerģētikas programmu (5. lpp.) Bioloģisko augšanu, jo īpaši baktērijas, ir grūti noņemt, kad tā ir izveidota, neizmantojot ķīmiskas vielas.
Aidaho ģeotermālajā ziņojumā ieteicams pirms gruntsūdeņu atklātās cilpas sistēmas uzstādīšanas atrast piemērotu vietu novadīšanai. Smilšainās augsnēs var viegli absorbēt izplūdi, bet, ja augsne ir cieta, papildu urbšana novadīšanai var dubultot urbšanas izmaksas, padarot to tikpat dārgu kā slēgtas cilpas sistēma. Kad ūdens tiek ņemts no ezeriem, izplūde tiek tajā atgriezta.
Saskaņā ar Energy.gov vietni ir jāievēro arī visi vietējie ierobežojumi attiecībā uz izplūdi.
Saskaņā ar Vašingtonas štata universitātes Enerģētikas programmas pētījumu (5. lpp.) Ekspluatācijas izmaksas ir augstas, jo sūkņiem ir jādarbojas visu gadu, lai sistēmā iekļūtu un izvadītu ūdeni. To uzturēšana ir arī būtisks jautājums.
Urbumu gadījumā jāņem vērā vietējie vides un ūdens ierobežojumi, jo saskaņā ar Tehnisko ziņu biļetenu pieejamais ūdens var būt ierobežots.
Stāvošās kolonnu akas, kas sūknē ūdeni no ūdens nesējslāņa kannas nolaidiet ūdens galdu.

Vai ir kāda gaiša puse?

Lai gan var šķist, ka ģeotermālie siltumsūkņi ir grūti un dārgi, sistēmai ir daudz priekšrocību. Valdības un vides bezpeļņas organizācijas, piemēram, Zaļais miers un Satraukto zinātnieku savienība veicina ģeotermālo enerģiju. Tā kā ģeotermālo siltumsūkņu darbība ir saistīta ar daudziem vides faktoriem, tā nav plug and play tehnoloģija. Apsverot ģeotermālo sistēmu, atsevišķu ēku un teritorijas detaļu analīze, lai izvēlētos pareizo sistēmu, kā arī pareiza plānošana un uzstādīšana ir nepieciešami pasākumi, lai izbaudītu vislabāko no šīs tehnoloģijas.