يتجه بعض مالكي المنازل الذين يتطلعون إلى تبديل أنظمة التدفئة والتبريد الخاصة بهم إلى مضخات الحرارة الأرضية – المعروفة أيضًا باسم المصدر الأرضي – مضخات الحرارة. إنها تقنية تعتمد على حقيقة فيزيائية بسيطة: حفر عدة أقدام تحت سطح الأرض ، في أبرد شتاء أو صيف حار ، وستكون درجة الحرارة حوالي 55 درجة.
تستفيد الطاقة الحرارية الأرضية من درجة الحرارة الثابتة هذه عن طريق دفع الماء ببعض التجمد عبر حلقة من الأنابيب المرنة التي تمتد في أعماق الأرض. يتم تدوير الماء بواسطة نظام مضخة حرارية ، عادة ما يكون موجودًا في الطابق السفلي.
عندما يحتاج المنزل إلى التبريد – على سبيل المثال في يوم 85 درجة من يوليو – المبرد ، وهو سائل خاص ، يمتص الحرارة غير المرغوب فيها داخل المنزل وينقلها إلى الماء في الأنابيب الطويلة ، وتدويره تحت الأرض ، مما يمنحه وقتًا ليبرد إلى الثابت. منتصف الخمسينيات أدناه. ينفث هواء المنزل عبر السائل البارد. بعد أن تخلصت من حرارتها ، يمكنها امتصاص المزيد لنقلها إلى الهواء الطلق.
استخدام الطاقة الجيوثيرمال في الارتفاع في الولايات المتحدة
تدفئة المبنى تعمل بنفس الطريقة ، في الاتجاه المعاكس. في أحد أيام يناير شديدة التجمد ، يقوم النظام بتدوير المياه تحت الأرض ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها إلى حوالي 55 درجة. عند وصوله إلى المضخة ، يعمل الماء الموجود في الحلقة الآن على تسخين المبرد ، مما يجعله يريد التمدد. ثم تضغطه مضخة كهربائية ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. يقوم النظام بعد ذلك بدفع الهواء فوق المبرد الساخن إلى المنزل حتى يصل الهواء في المنزل إلى درجة حرارة منظم الحرارة.
بركان هاواي قد يهدد محطة توليد الطاقة الجيوثيرمالية ؛ دمرت عشرات المنازل
في المباني السكنية والمدارس أو المباني التجارية الأخرى ، قد يكون عمق الحلقة تحت الأرض بضعة أقدام فقط وتمتد أفقيًا على مساحة واسعة. بالنسبة للمساحات السكنية الأصغر ، يكون الحل هو الحفر على عمق أكبر – يصل إلى 300 قدم أو أكثر – للحصول على حلقة طويلة بما يكفي لتلامس المياه مع الأرض ومعادلة درجة حرارتها الثابتة.
تكلف أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية مقدمًا أكثر من الأفران النموذجية ، وأحيانًا تصل قيمتها إلى آلاف الدولارات. يقول المؤيدون إن تكاليف التشغيل المنخفضة تجعل ذلك في النهاية جديرًا بالاهتمام ، لأن القوة العظمى لمضخات الحرارة الأرضية هي أنها تستخدم القليل جدًا من الكهرباء لتحريك الحرارة. لقد تم تصميمها لتدوم أكثر من 50 عامًا للأجزاء الموجودة تحت الأرض ، ومن المتوقع أن تستمر المكونات الموجودة فوق الأرض لمدة 25 عامًا أو أكثر. تدوم أفران الغاز عادةً من 15 إلى 30 عامًا في المتوسط.
لا تزال المضخات الحرارية الجوفية أو الأرضية هي الاستثناء وليس القاعدة. تعد المضخة الحرارية ذات المصدر الهوائي أكثر شيوعًا وتعمل عن طريق استخراج الطاقة من الهواء الخارجي لتدفئة المنزل وتبريده.
