地熱 (地熱) ヒート ポンプ (GHP) は、世界で最も急速に成長している再生可能エネルギー アプリケーションの 1 つです。 GHP は、過去 10 年間で約 30 か国で年間 10% の成長を遂げています。 5℃～30℃の地下水で作動するため、世界各国で使用できます。
この成長の多くは米国とヨーロッパで起こっていますが、日本やトルコのような国でさえ関心を持っているようです.
現在、世界中で約 12,000 MWt (熱) の電力が設置されており、毎年約 72,000 TJ (20,000 GWh) のエネルギーが使用されています。世界中で約 1,100,000 の GSHP ユニットが設置されていますが、データが完全ではないため、何人が設置しているかはわかりません。
地熱（地熱）ヒートポンプ
地熱エネルギーにより、多くの人々が冬の間家を暖めたり冷やしたりできるようになり、それによって一年中お湯を利用できるようになりました.
地熱ヒートポンプは、単独のシステムよりも効率的に機能するため、太陽熱暖房システムと組み合わされることがあります。地熱ヒート ポンプは、地球エネルギー システム、地中熱源ヒート ポンプ、ジオエクスチェンジ、アース結合とも呼ばれます。それらは地熱ヒートポンプとも呼ばれます。これらの名前は地域ごとに異なります。
これらは地中熱源ヒート ポンプおよび地中熱交換器と呼ばれ、地表から数フィート下の熱水を利用して発電する従来の地熱発電システムと混同しないようにしています。
地熱ヒート ポンプを使用する人々は、地中からこのエネルギーを取得し、それを使用して建物/家屋を冷暖房します。地熱ヒートポンプの技術は、1940 年代から使用されています。
地熱ヒートポンプの働き
地熱ヒート ポンプ システムは、ヒート ポンプ ユニット、地中熱交換器、空気供給システムまたは配管の 3 つの主要部分で構成されています。これら 3 つの部分が連携して、住宅の暖房と冷房を行います。
熱交換器は、建物の近くの地下数フィートに埋め込まれたパイプのループで構成されています。これらのパイプは、本質的に熱をある場所から別の場所に移動させます。水と不凍液の混合物が一連のラインを通って流れ、地面または地球から熱を取得します。通常、不凍液を液体に加えて、冬に凍結しないようにします。
地熱ヒート ポンプの機能は、冷蔵庫と非常によく似ています。
冷蔵庫は、食品を冷たく保つために熱を放出し、冷蔵庫の周囲をより暖かくします。
冬の間、地中熱ヒート ポンプは地熱交換器から温水またはガスを取得し、建物の空気移送システムに送り、家を暖かく保ちます。
夏の間、サイクルは異なります。地熱ヒート ポンプは、建物内の空気から熱を取得し、それを冷却する地中熱交換器に移動します。
地熱ヒートポンプの種類
地熱ヒートポンプの 4 つの主なカテゴリは次のとおりです。
閉ループ システム
それらは、液体がそれらを通過できるようにする厚いプラスチックループでできています。閉じたループの中には、地面から数フィート下に埋められているか、水に沈んでいるものがあります。これらのシステムには、閉ループ内の冷媒、流体、およびヒート ポンプ間の交換を調整する熱交換器があります。
池または湖水系
ほとんどの家の近くには池や湖があります。これらの水域は、その下に設置する閉鎖システムに使用できます。
開ループ システム
このタイプの地熱ヒートポンプは、それを実行するのに十分な地下水がある人に最適です。地下水は熱交換器として使用され、システム全体がその中を移動します。表面再充電プロセスでは、地面に戻ります。開ループ地熱ヒート ポンプを購入したい人は、十分な量のきれいな地下水が必要です。これは地域の条例と規制であるためです。
ハイブリッド システム
ハイブリッド システムは、地熱と空気源のヒート ポンプを組み合わせて、手頃な価格で効率的なシステムを実現します。暖房負荷と冷房負荷のバランスが取れていない場合、内部ゲインが原因で冷房が優先される場合があります。より高い冷却負荷に対応するために熱交換器のサイズを大きくする代わりに、熱交換器を改造して加熱負荷に対応させ、システムに熱除去器を追加して、発生する過剰な熱を管理します。ボイラーや化石燃料をなくしたい場合は、ハイブリッド システムが最適です。地中熱交換器の設置に必要な土地と費用が少なくて済みます。
結論
ヒートポンプは、地球の安定した温度を利用して暖房と冷房の両方を提供できます。そのため、GHP は最もエネルギー効率の高い再生可能技術です。垂直または水平に構築できる GHP システムには 2 つのタイプがあり、システムが構築される岩石や土壌の種類によって異なります。
