مضخة حرارية ذات مصدر أرضي

المضخات الحرارية الأرضية (GHPs)، التي يشار إليها أحيانًا باسم GeoExchange، أو المضخات الحرارية الأرضية، أو المصدر الأرضي، أو مصدر المياه، قيد الاستخدام منذ أواخر الأربعينيات. ويستخدمون درجة حرارة الأرض الثابتة نسبيًا كوسيلة للتبادل بدلاً من درجة حرارة الهواء الخارجي.

على الرغم من أن أجزاء كثيرة من البلاد تعاني من درجات حرارة موسمية متطرفة - من الحرارة الحارقة في الصيف إلى البرد تحت الصفر في الشتاء— على بعد بضعة أقدام تحت سطح الأرض تظل الأرض عند درجة حرارة ثابتة نسبيًا. اعتمادًا على خط العرض، تتراوح درجات حرارة الأرض من 45°ف (7°ج) إلى 75°ف (21° ج). مثل الكهف، تكون درجة حرارة الأرض هذه أكثر دفئًا من الهواء فوقها خلال الشتاء وأبرد من الهواء في الصيف. يستفيد GHP من درجات الحرارة الأكثر ملاءمة هذه ليصبح عالي الكفاءة من خلال تبادل الحرارة مع الأرض من خلال مبادل حراري أرضي.

كما هو الحال مع أي مضخة حرارية، فإن المضخات الحرارية الأرضية والمياه قادرة على التدفئة والتبريد، وإذا كانت مجهزة بذلك، فإنها تزود المنزل بالماء الساخن. تتوفر بعض نماذج أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية بضواغط ذات سرعتين ومراوح متغيرة لمزيد من الراحة وتوفير الطاقة. بالمقارنة مع المضخات الحرارية ذات مصدر الهواء، فهي أكثر هدوءًا، وتدوم لفترة أطول، وتحتاج إلى القليل من الصيانة، ولا تعتمد على درجة حرارة الهواء الخارجي.

تجمع المضخة الحرارية ثنائية المصدر بين المضخة الحرارية ذات المصدر الهوائي والمضخة الحرارية الأرضية. تجمع هذه الأجهزة بين أفضل ما في كلا النظامين. تتمتع المضخات الحرارية ثنائية المصدر بتصنيفات كفاءة أعلى من وحدات مصدر الهواء، ولكنها ليست بنفس كفاءة وحدات الطاقة الحرارية الأرضية. الميزة الرئيسية للأنظمة ثنائية المصدر هي أن تكلفة تركيبها أقل بكثير من تكلفة تركيب وحدة واحدة للطاقة الحرارية الأرضية، كما أنها تعمل بنفس الكفاءة تقريبًا.

على الرغم من أن سعر تركيب نظام الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن يكون عدة أضعاف سعر نظام مصدر الهواء بنفس قدرة التدفئة والتبريد، إلا أن التكاليف الإضافية قد يتم إرجاعها على شكل وفورات في الطاقة خلال 5 إلى 10 سنوات، اعتمادًا على تكلفة الطاقة و الحوافز المتاحة في منطقتك. يقدر عمر النظام بما يصل إلى 24 عامًا للمكونات الداخلية وأكثر من 50 عامًا للحلقة الأرضية. هناك ما يقرب من 50000 مضخة حرارية أرضية يتم تركيبها في الولايات المتحدة كل عام.