Геотермальные системы отопления домов
В толще Земли, начиная с пяти футов (1фут =30,48см) ниже поверхности, температура остается постоянной (около 55° F). Земля аккумулирует солнечную энергию и хранит тепло, которое является полностью возобновляемым ресурсом. Эта геотермальная энергия передается из земли или водоема (с помощью подземного коллектора) через контур теплового насоса отопительному контуру. Подземный коллектор представляет собой совокупность пластиковых труб, по которым циркулирует незамерзающая (при -10°С) жидкость, состоящая из воды и антифриза.
Существуют геотермальные системы с открытым циклом, когда вода по трубам поступает из подземного слоя – скважины в тепловой насос, отдает тепло и возвращается обратно в тот же подземный слой воды. При этом воду можно сразу использовать для горячего водоснабжения, не происходит изменения уровня грунтовых вод, ущерба окружающей среде.
Геотермальные системы с закрытым циклом делятся на системы с горизонтальным теплообменником (наиболее распространены), с вертикальным и с теплообменником, уложенным по дну озера или пруда. Последний тип систем применим лишь в случаях расположения водоема недалеко от строения.
Системы с вертикальным теплообменником более дорогостоящие из-за буровых работ при их установке. Такие системы применяются в местах с гористой местностью, когда недостаточно площадей для установки горизонтального теплообменника.
Основной частью геотермальной системы является тепловой насос, где нагретый в земле до 8°С теплоноситель передает энергию внутреннему контуру теплового насоса, по которому циркулирует хладагент. Этот хладагент закипает при низкой температуре, превращаясь в газ, который поступает в компрессор, сжимается с выделением энергии. Уже горячий хладагент в конденсаторе отдает тепло теплоносителю отопительной системы, а сам охлаждается, превращаясь снова в жидкость. Проходя через понижающий давление клапан, он снова идет в испаритель и цикл повторяется. Получается чистая операционная система без продуктов сгорания. Летом геотермальная система может работать в режиме охлаждения или кондиционирования, т.е. тепло из помещений передавать земле.
Побочных эффектов от использования энергии Земли нет, ее достаточно для нагрева всего здания без печей и котлов на различных видах топлива, для которых нужны дымоходы, которые создают определенный уровень шума. Преимуществами установки геотермального теплового насоса являются экономическая эффективность, энергосбережение, экологические выгоды. Начальная стоимость установки геотермальной системы отопления выше, чем обычных систем, в долгосрочной перспективе экономия более существенная и домовладельцы, установив геотермальные системы в своих домах, снизят счета за отопление минимум на 50%. Срок эксплуатации такой системы больше, чем обычных из-за меньшей нагрузки на оборудование и потому, что половина системы (трубы с теплоносителем) находится под землей. Геотермальные системы отопления работают уникальным способом, обеспечивая естественным теплом здания. Отопление и охлаждение дома с помощью возобновляемых источников энергии способствует снижению выбросов парниковых газов.