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あなたの家の暖房と冷房の両方でエネルギーを節約し、お金を節約したいですか？ 答えは鼻のすぐ下だけではなく、足のすぐ下にもあるかもしれません！
霜線の数フィート下では、地面の平均気温は華氏約55度です。熱は、マグマと呼ばれる地殻の深部にある熱い溶けた岩の層から発生します。 マグマは華氏2400度に達することがあり、この熱が放射されると、地理的緯度に応じて、地温は45°Fから75°Fの間で変化します。 これにより、信頼性が高く持続可能な優れた熱源が作成され、暖房および家庭用冷房のニーズに活用できます。
地球のこの一定の温度は地熱で使用されます または地上熱源ヒートポンプ。 冬に天然ガスまたは石油を燃焼させて熱を生成する炉とは対照的に、地熱ヒートポンプは地表のすぐ下の地面にある熱を集中させます。 地熱は私たちの家を暖めたり冷やしたりするだけでなく、家庭の水も温めることができます。
地熱システムの仕組み
それでは、この魔法はどのように起こるのでしょうか？ まあ、それは本当に簡単です。 地熱システムは、地球をヒートシンク（夏）または熱源（冬）として使用するヒートポンプです。
地熱システムは、ループと呼ばれる一連のパイプ（地面の霜の線の下に埋まっている）を使用します。 ループ内のパイプは、最も一般的にはプラスチック製で、水と不凍液で満たされています。 ポンプは、水溶液を家庭内のヒートポンプに循環させます。 そこでは、コンプレッサーと熱交換器が公称55度の水を使用して、家を暖房または冷房します。
冬には、空気（例、華氏10度）は地球の地下温度（例、華氏55度）よりも低温です。 地熱システムは、グラウンドループを介して水溶液を循環させ、地球からの熱を吸収します。 公称55度の水は、必要に応じてさらに加熱するためにヒートポンプまたは炉に運ばれ、その後、配管工事によって家中に分配されます。
夏には、空気（華氏90度）は地下55度よりも高温です。 ここでは、地熱熱交換器が家の熱を吸収し、システムが水溶液を地面のループに循環させて冷却し、地面に熱を放出します。 冷水は熱交換器で使用され、家中のダクト工事によって家を冷やします。
地熱システムのコストと特性
- 地熱は、非常にエネルギー効率の高い暖房および冷房の地上熱源ヒートポンプシステムであり、従来のガス強制空気システムおよび空気源ヒートポンプよりも25％から50％のユーティリティを節約できます。地熱で最大75％少ない電気エネルギーを使用できる全電気抵抗加熱および冷却オプション2017年1月1日現在、地熱は、ヒートポンプシステムがDOE Energy Star SEERおよびCOP基準を満たす場合にのみ300ドルの連邦税額控除の対象となります。 以前の税額控除は2016年12月31日に終了しました。地熱は、場合によっては、エアハンドラーを備えた既存の炉に後付けすることができます。 また、独自の統合エアハンドラーを備えた地熱ヒートポンプを見つけることもできます。 あなたの家に温水ベースボードの熱がある場合、地熱システムを改造することもできます。
地熱システムの種類
地上ループ地熱ヒートポンプシステムは、最も一般的に閉ループシステムとして設置されます。 つまり、ループ内の流体は常に再循環されます。 開ループシステムはあまり一般的ではなく、熱交換器の流体として地面の井戸、湖、川または他の地表水を使用します。 その後、水は使用後に地面または水域に戻されます。
閉ループシステムは通常、水平ループ、垂直ループ、または水域システムとして設置されます。 水域システムは、地表とは対照的に、地表水域を一定の熱源として使用します。 これら3つの異なる方法を見てみましょう。
水平ループ：水平ループシステムは最も経済的に設置できますが、欠点の1つは、水平グランドループの設置に必要な土地の量です。 地熱システムには、家のサイズと負荷に応じて、1, 500〜3, 000フィート以上のパイプが必要です。 必要な土地が利用できる場合、最も一般的な居住方法は、5フィートの深溝に2本のパイプを並べて設置するか、1本のパイプを6フィートの深溝に、もう1本を4フィートの深溝に設置することです。
3番目の方法は、パイプの長い実行に必要な土地がすぐに利用できない場合に使用できます。 この方法は、パイプをより短い短い溝でループまたはコイルにします。 これにより、必要な表面の土壌との接触が可能になりますが、溝の水平方向の長さは短くなります。
垂直ループ：垂直ループシステムは、必要な土地が狭い場合や、土壌がトレンチを促進しない場合に使用されます。 設置する水平システムよりも高価な垂直システムは、一連のドリル穴を使用します。 穴の直径は通常4インチで、間隔は約20インチです。 深さはシステムの設計と土壌に依存しますが、深さは100〜400フィートです。 パイプは、各ドリル穴に送り込まれ、バックアップされて、システムを家のヒートポンプに接続する上部の溝付きマニホールドパイプによって接続されます。
水域：地熱を取り込むあまり一般的ではないもう1つの方法は、池や湖のような近くの水域を使用することです。 この方法では、プラスチックパイプはヒートポンプから水域まで延び、水面下8〜10フィートのコイルに配置されます。 水域は、地熱の熱負荷をサポートし、適切な深さを持つために適切なサイズでなければなりません。 多くの場合、地方および州の機関との調整および承認が必要です。
地熱システムのコスト
地熱システムの設置コストは、使用するループシステムのタイプと地熱システム自体のサイズによって異なります。 水平グラウンドループ地熱システムのコストは、2017ドルで1トンあたり約2, 700.00ドルです。 垂直ループシステムを選択した場合、掘削コストは土壌、現場のアクセス、システムのサイズに応じて30, 000ドルから40, 000ドル以上になる可能性があるため、コストは大幅に増加します。
適切な用途では、地熱は家庭の冷暖房のための費用対効果が高く、環境に敏感なソリューションになります。 特に答えがすぐ下にある場合は、一見の価値があります。
