3 Dicembre 2021
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Qual è il tipo di scambiatore di calore a terra più efficiente dal punto di vista energetico?

Identificatore di risparmio energetico

Guarda come le pompe di calore geotermiche riscaldano e raffreddano gli edifici concentrando il calore naturalmente esistente contenuto nella terra – una fonte di energia pulita, affidabile e rinnovabile.

Le pompe di calore geotermiche (GHP), a volte indicate come GeoExchange, accoppiate alla terra, con sorgente a terra o ad acqua, sono in uso dalla fine degli anni ’40. Usano la temperatura relativamente costante della terra come mezzo di scambio invece della temperatura dell’aria esterna.

Anche se molte parti del paese sperimentano temperature estreme stagionali – dal caldo torrido in estate al freddo sotto lo zero in inverno – pochi metri sotto la superficie terrestre il terreno rimane a una temperatura relativamente costante. A seconda della latitudine, la temperatura del suolo varia da 45°F (7°C) a 75°F (21°C). Come una grotta, questa temperatura del suolo è più calda dell’aria sovrastante durante l’inverno e più fredda dell’aria in estate. La GHP approfitta di queste temperature più favorevoli per diventare altamente efficiente scambiando il calore con la terra attraverso uno scambiatore di calore a terra.

Come ogni pompa di calore, le pompe di calore geotermiche e ad acqua sono in grado di riscaldare, raffreddare e, se così equipaggiate, fornire acqua calda alla casa. Alcuni modelli di sistemi geotermici sono disponibili con compressori a due velocità e ventilatori variabili per un maggiore comfort e risparmio energetico. Rispetto alle pompe di calore ad aria, sono più silenziose, durano di più, hanno bisogno di poca manutenzione e non dipendono dalla temperatura dell’aria esterna.

Una pompa di calore a doppia fonte combina una pompa di calore ad aria con una pompa di calore geotermica. Questi apparecchi combinano il meglio di entrambi i sistemi. Le pompe di calore a doppia fonte hanno una maggiore efficienza rispetto alle unità ad aria, ma non sono efficienti come le unità geotermiche. Il vantaggio principale dei sistemi a doppia fonte è che costano molto meno da installare di una singola unità geotermica, e funzionano quasi altrettanto bene.

Anche se il prezzo di installazione di un sistema geotermico può essere diverse volte quello di un sistema ad aria della stessa capacità di riscaldamento e raffreddamento, i costi aggiuntivi possono essere restituiti in risparmio energetico in 5-10 anni, a seconda del costo dell’energia e degli incentivi disponibili nella vostra zona. La vita del sistema è stimata fino a 24 anni per i componenti interni e 50+ anni per il circuito di terra. Ci sono circa 50.000 pompe di calore geotermiche installate negli Stati Uniti ogni anno. Per maggiori informazioni, visitate l’International Ground Source Heat Pump Association.

Tipi di sistemi di pompe di calore geotermiche

Ci sono quattro tipi di base di sistemi di loop di terra. Tre di questi – orizzontale, verticale e stagno/lago – sono sistemi a circuito chiuso. Il quarto tipo di sistema è l’opzione a circuito aperto. Diversi fattori come il clima, le condizioni del suolo, il terreno disponibile e i costi di installazione locali determinano quale sia il migliore per il sito. Tutti questi approcci possono essere usati per applicazioni in edifici residenziali e commerciali.

Sistemi a circuito chiuso

La maggior parte delle pompe di calore geotermiche a circuito chiuso fanno circolare una soluzione antigelo attraverso un circuito chiuso – di solito fatto di un tubo di plastica ad alta densità – che è sepolto nel terreno o immerso nell’acqua. Uno scambiatore di calore trasferisce il calore tra il refrigerante nella pompa di calore e la soluzione antigelo nel circuito chiuso.

Un tipo di sistema a circuito chiuso, chiamato scambio diretto, non usa uno scambiatore di calore e invece pompa il refrigerante attraverso tubi di rame che sono sepolti nel terreno in una configurazione orizzontale o verticale. I sistemi a scambio diretto richiedono un compressore più grande e funzionano meglio in terreni umidi (a volte richiedono un’irrigazione supplementare per mantenere il terreno umido), ma si dovrebbe evitare di installare in terreni corrosivi per i tubi di rame. Poiché questi sistemi fanno circolare il refrigerante attraverso il terreno, i regolamenti ambientali locali possono proibire il loro uso in alcune località.

Orizzontale

Questo tipo di installazione è generalmente più conveniente per le installazioni residenziali, in particolare per le nuove costruzioni dove è disponibile un terreno sufficiente. Richiede trincee profonde almeno quattro piedi. I layout più comuni utilizzano due tubi, uno sepolto a sei piedi e l’altro a quattro piedi, o due tubi posti uno accanto all’altro a cinque piedi nel terreno in una trincea larga due piedi. Il metodo Slinky™ di looping del tubo permette di avere più tubo in una trincea più corta, il che riduce i costi di installazione e rende possibile l’installazione orizzontale in aree che non lo sarebbero con le applicazioni orizzontali convenzionali.

Verticale

I grandi edifici commerciali e le scuole usano spesso sistemi verticali perché l’area di terreno richiesta per i loop orizzontali sarebbe proibitiva. I loop verticali sono anche usati dove il terreno è troppo poco profondo per lo scavo, e minimizzano il disturbo al paesaggio esistente. Per un sistema verticale, i fori (circa quattro pollici di diametro) sono praticati a circa 20 piedi l’uno dall’altro e da 100 a 400 piedi di profondità. Due tubi, collegati in fondo con una curva a U per formare un anello, sono inseriti nel foro e stuccati per migliorare le prestazioni. I loop verticali sono collegati con un tubo orizzontale (cioè un collettore), posti in trincea, e collegati alla pompa di calore nell’edificio.

Stagno/lago

Se il sito ha un adeguato corpo d’acqua, questa può essere l’opzione più economica. Un tubo di alimentazione viene fatto passare sottoterra dall’edificio all’acqua e avvolto in cerchi almeno otto piedi sotto la superficie per prevenire il congelamento. Le serpentine dovrebbero essere collocate solo in una fonte d’acqua che soddisfi i requisiti minimi di volume, profondità e qualità.

Sistema a circuito aperto

Questo tipo di sistema utilizza l’acqua del pozzo o del corpo superficiale come fluido di scambio termico che circola direttamente attraverso il sistema GHP. Una volta che ha circolato attraverso il sistema, l’acqua ritorna alla terra attraverso il pozzo, un pozzo di ricarica, o lo scarico superficiale. Questa opzione è ovviamente pratica solo dove c’è una fornitura adeguata di acqua relativamente pulita, e tutti i codici e i regolamenti locali riguardanti lo scarico delle acque sotterranee sono soddisfatti.

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Qual è il sistema geotermico più efficiente?

Una pompa di calore geotermica è il sistema di riscaldamento e raffreddamento più verde, più efficiente e più conveniente disponibile. Questo perché utilizza l’energia solare rinnovabile e gratuita immagazzinata nel tuo cortile piuttosto che bruciare combustibili fossili.

Quale pompa di calore a terra è la migliore?

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Qual è la migliore pompa di calore geotermica? Una delle migliori pompe di calore geotermiche è la Viessmann Vitocal 222-G. La Vitocal 222-G non solo riscalderà la vostra casa in modo altamente efficiente, ma fornirà anche acqua calda sanitaria.

Quanto sono efficienti le pompe di calore geotermiche?

Quanto sono efficienti le pompe di calore geotermiche? Per ogni unità di elettricità utilizzata dalla pompa di calore, vengono catturate e trasferite da tre a quattro unità di calore. In effetti, questo significa che una pompa di calore geotermica ben installata può essere efficiente al 300-400% in termini di utilizzo dell’elettricità.

Quanto è efficiente il geotermico?

Per ogni unità di elettricità che il sistema usa, fornisce da tre a quattro unità di energia di riscaldamento – un’efficienza dal 300% al 400%. I sistemi geotermici possono anche fornire una maggiore protezione di sicurezza energetica dall’inflazione del costo della volatilità dei prezzi dei combustibili fossili (gas naturale).

Quali sono 3 svantaggi dell’energia geotermica?

Quali sono gli svantaggi dell’energia geotermica? Preoccupazioni ambientali sulle emissioni di gas serra. … Possibilità di esaurimento delle fonti geotermiche. … Alti costi di investimento per il sistema geotermico. … Requisiti del terreno per l’installazione di un sistema geotermico.

Cosa c’è di negativo nella geotermia?

Svantaggi dell’energia geotermica Potenziali emissioni – Il gas serra sotto la superficie terrestre può potenzialmente migrare in superficie e nell’atmosfera. … Instabilità della superficie – La costruzione di centrali geotermiche può influenzare la stabilità del terreno.

Quali sono gli svantaggi delle pompe di calore geotermiche?

I principali svantaggi di una pompa di calore a terra sono:Sono costose da installare.Sono più efficaci se avete sistemi di riscaldamento a pavimento o ad aria.Il processo di installazione comporterà un lavoro significativo e l’interruzione del vostro giardino.

Le pompe di calore geotermiche funzionano in inverno?

Le pompe di calore utilizzano il calore dell’aria o del terreno circostante come principale fonte di energia. … Il refrigerante può assorbire il calore anche a temperature estremamente basse di -20 °C, ed è per questo che le pompe di calore sono in grado di funzionare in climi freddi. Questo refrigerante evaporato viene poi compresso, il che aumenta ulteriormente la temperatura.

Posso installare da solo una pompa di calore a terra?

Scavare le trincee per una pompa di calore geotermica orizzontale A causa delle competenze necessarie per perforare il sistema verticale c’è ben poco che si possa fare da soli. Tuttavia, quando si installa un sistema orizzontale, si può risparmiare denaro se si scava la trincea da soli.

Il geotermico usa molta elettricità?

Le pompe di calore geotermiche non generano calore, ma semplicemente lo trasferiscono dal terreno alla tua casa. Per ogni 1 unità di energia usata per alimentare il tuo sistema geotermico, in media vengono fornite 4 unità di energia termica. … Perché le pompe di calore geotermiche usano più elettricità dei forni (ma meno dei condizionatori d’aria convenzionali)

Qual è l’aspetto negativo dell’energia geotermica?

Questa fonte di energia è più ecologica delle fonti di combustibile convenzionali. Il più grande svantaggio dell’energia geotermica è che è specifica del luogo. L’energia geotermica corre il rischio di provocare terremoti. Una fonte di energia sostenibile perché è sempre disponibile, a differenza dell’eolico e del solare.

Perché la geotermia è cattiva?

Gli impianti geotermici possono rilasciare piccole quantità di gas serra come il solfuro di idrogeno e l’anidride carbonica. L’acqua che scorre nei serbatoi sotterranei può raccogliere tracce di elementi tossici come arsenico, mercurio e selenio.

Quali sono 2 svantaggi dell’energia geotermica?

Quali sono gli svantaggi dell’energia geotermica? Il più grande singolo svantaggio dell’energia geotermica è che è specifico del luogo. Effetti collaterali sull’ambiente. … Terremoti. … Costi elevati. … Sostenibilità.

Perché la mia bolletta elettrica è così alta con il geotermico?

Le pompe di calore geotermiche non generano calore, ma lo trasferiscono dal terreno alla tua casa. Per ogni 1 unità di energia usata per alimentare il tuo sistema geotermico, in media vengono fornite 4 unità di energia termica. … Perché le pompe di calore geotermiche usano più elettricità dei forni (ma meno dei condizionatori d’aria convenzionali)

Le pompe di calore geotermiche usano molta elettricità?

Una pompa di calore che ha un CoP di tre può creare tre kW di calore per ogni kW di elettricità. Una casa media richiede circa 12.000 kilowattora (KwH) di calore all’anno. … Una pompa di calore con un CoP di quattro userebbe meno elettricità per produrre la stessa quantità di calore. L’elettricità costa circa 14.0p per kWh.

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