نحوه گرم و یا خنک کردن خانه توسط انرژی زمین گرمایی

13 جولای 2023 -توسط ایزابلا اومالی-اعتبار: CC0 دامنه عمومی

برخی از صاحبان خانه‌ها که به دنبال خاموش کردن سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی خود هستند، به پمپ‌های حرارتی زمین گرمایی خانگی – که به عنوان منبع زمین نیز شناخته می‌شوند – روی می‌آورند. این یک فناوری است که بر یک واقعیت فیزیکی ساده متکی است: چندین فوت زیر سطح زمین، در سردترین زمستان یا گرمترین تابستان حفاری کنید و دمای حدود 55 درجه بدست خواهید آورد.

روش استفاده از انرژی زمین گرمایی با فشار دادن آب با مقداری ضد یخ از طریق حلقه ای از لوله انعطاف پذیر که در اعماق زمین قرار دارد، از دمای ثابت استفاده می کند. آب توسط یک سیستم پمپ حرارتی که معمولاً در زیرزمین قرار دارد به گردش در می آید.

هنگامی که خانه نیاز به خنک کننده دارد – مثلاً در یک روز ژوئیه 85 درجه ای – یک مبرد، که یک سیال خاص است، گرمای ناخواسته را در داخل خانه جذب می کند و آن را در لوله های طولانی به آب منتقل می کند و در زیر زمین به گردش در می آورد و به آن زمان می دهد که تا حد ثابت خنک شود.  با گردش در خانه خنک می شود و با تخلیه گرمای خود، می تواند مقدار بیشتری را برای انتقال به فضای باز جذب کند.

گرم کردن ساختمان تقریباً یکسان عمل می کند ولی برعکس. در یک روز نیمه یخبندان ژانویه، این سیستم آب را به زیر زمین می چرخاند و آن را تا حدود 55 درجه گرم می کند. با رسیدن به پمپ، آب موجود در حلقه  مبرد را گرم می کند و باعث می شود که منبسط شود. سپس یک پمپ الکتریکی آن را فشرده می کند که باعث افزایش دما می شود. سپس سیستم هوا را روی مبرد داغ عبور می‌دهد و به داخل خانه می‌فرستد تا زمانی که هوای خانه به دمای تنظیم شده ترموستات برسد.

در ساختمان‌های آپارتمانی، مدارس یا سایر ساختمان‌های تجاری، حلقه زیرزمینی ممکن است فقط چند فوت عمق داشته باشد و به صورت افقی در یک منطقه گسترده گسترش یابد. برای زمین‌های مسکونی کوچک‌تر، راه‌حل این است که حفاری عمیق‌تر – به اندازه 300 فوت یا بیشتر – برای تامین حلقه‌ای که به اندازه‌ی مناسب طولانی و با آب در تماس باشد و با دمای ثابتش برابر شود.

هزینه سیستم های زمین گرمایی بیشتر از کوره های معمولی است که گاهی اوقات هزاران دلار است. حامیان می گویند که هزینه های عملیاتی کمتر در نهایت این کار را ارزشمند می کند، زیرا قدرت فوق العاده پمپ های حرارتی منبع زمینی این است که از الکتریسیته بسیار کمی برای انتقال گرما به اطراف استفاده می کنند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که بیش از 50 سال برای قطعات زیرزمینی دوام بیاورند و انتظار می رود اجزای روی زمین 25 سال یا بیشتر دوام بیاورند. کوره های گازی معمولاً بین 15 تا 30 سال عمر می کنند.

پمپ های حرارتی زمین گرمایی یا زمینی هنوز استثنا هستند تا قاعده. پمپ های حرارتی منبع هوا بسیار رایج تر هستند و با استخراج انرژی از هوای بیرون برای گرم کردن و خنک کردن خانه کار می کنند.