高エネルギー効率の暖房 

文と写真：アリソン・アーマン (Allison Ehrman)

翻訳：沓名 輝政

 

2018 年夏、夫と私は田舎の家を探し始め、夢の家を見つけました。 2 エーカーの敷地にたくさんのオープンスペースがあり、四方が木々に囲まれていました。 一目惚れでした。

　それから家の検査日がやって来ました。 検査官が最後に、前庭に埋設された燃料油タンクを発見するところまでは、すべてが順調に進みました。 販売前の検査で、タンクが漏れていることが明らかになったため、売り手はタンクを取り外して、汚染された土壌を適切に処分しました。

　そのため、6 月に契約を締結する時には、暖房がありませんでした。 この時点で、最善の選択肢は従来型の電動ヒートポンプであると判断しました。 私たちの夢は地熱システムでしたが、費用がかかりすぎるだろうと考えていました。幸いなことに、 私たちは間違っていたのです。

 

地熱の仕組み

　地熱ヒートポンプは、従来の空気熱源ヒートポンプと同じ熱伝達の一般的なプロセスを使用しますが、エネルギー効率が高いのは、地中の温度が冬には外気よりも常に暖かく、夏にはより冷たいためです。

　外が寒いときは、地熱ポンプが地面から熱を奪い、それを集めて家に送ります。 夏には、反対のことが起こります。家から暖かさが引き出され、涼しい地面に吸収させます。 これは、基本的に頑丈なコイル管である一連の「グランドループ」に水を通すことで達成されます。 地熱システムに必要なエネルギーの約 70% は大地から来ており、大地はその温かさを太陽から引き出しています。

 

クローズドループとオープンループ

　グランドループは「クローズド」または「オープン」にできます。 クローズドループシステムでは、ループを水と不凍液の混合物で満たし、その混合物が地中と室内を循環して配管から外に出ません。 土地に井戸または水域がある場合、地域の規制に応じて、オープンループシステムを設置できます。 このタイプの設定では、普通の水を使用し、運転する時に、温水または冷水で熱交換して井戸や池に戻します。

　これらのループは、垂直または水平に設置できます。 垂直ループは、庭の破壊をそれほど必要としませんが、より深く掘るコストのために、より高価です。 水平ループは、表面からわずか 1.5m 下に配置できますが、家の面積とヒートポンプ室内機の暖房能力に応じて、かなりの量の芝生を引き裂く必要があります。 閉じた水平ループを選択しました。

　温水加熱、スマートサーモスタット、加湿器、除湿器など、さまざまな企業が設置に関してさまざまなオプションを提供しています。 温水暖房を選択したのは、時間の経過とともに追加のコストとエネルギーの節約になるためです。

 

地熱の税制優遇措置

　設置および機器のコストは場所によって異なります。 温水オプションを含む 1,900 平方フィート（177平米） の家の総設定費用は 24,000 ドルです。 しかし、私たちはその金額からはほど遠い支払いしかしていません。 連邦政府、メリーランド州、郡、および地方自治体の電力会社からの税制優遇措置と還付金により、最終的な総額は 11,200 ドル近くになります。

　また、評判の良い会社から 1 年間無利子の地熱発電設備ローンを組んだため、前払いする必要もありません。 最終的に、地熱の設置と設備は、最高級の空気熱源ヒートポンプとボイラーを設置するよりも約 1,200 ドル高いだけです。温水オプションを無視した場合、ほぼ同じコストになります。 また、使用するエネルギーが減るため、長年にわたってより多くのエネルギーを節約できます。

 

設置

　1 日目。作業員は、掘削機とコンパクトなトラックローダーを伴って到着しました。 その日の作業は、グラウンドループのために水平方向の溝を掘り、ループを敷き、取り除いた土を埋め戻し、ループを家の裏に走らせることでした。 合計で、我が家の Water Furnace 製ヒートポンプには、それぞれ深さ 5 フィートの 150 フィートの水平の溝が 4 つ必要でした。 1 日の終わりまでに、すべてのループがヘッダーとともに所定の位置に配置され、それらは加圧空気で満たされ、そのまま週末を越して、漏れがないことを確認しました。

　2 日目。作業員は、グラウンドループが圧力を維持していることを確認することから始めました。 その後、既存のシステムを取り外し、新しいユニットに対応するためにダクトに変更を加えました。

　3 日目。新しいヒートポンプを設置し、それをグランドループのヘッダーに接続して、電気配線の更新を開始しました。我が家の設備構成では、すべて、温度、湿度、ヒートポンプとファンの設定に関する情報を提供するサーモスタットによって制御され、地域の電気コストを入力すると算出したリアルタイムのコストとエネルギーの節約量が得られます。

　4 日目。重要な日！ 作業員はループを水とエタノールで満たし、電気とダクトの接続を終了しました。

　5 日目。作業員の最後の作業は、温水をヒートポンプから既存の温水ヒーターに流すことでした。 これは我が家の設置ではオプションであり、地熱システムが余剰熱を生成するときに給湯器を補うのに役立ちます。

 

 

アリソン・アーマン (Allison Ehrman) は北メリーランド州の田舎の家に住んでおり、彼女は夫とハーブや野菜を育てて保存し、地元の食材から料理を作り、自然なボディケア製品を作っている。

 

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