ʻenehana pono o ka pamu wela ma Geothermal
Hoʻomaopopo pinepine ʻia ka ikehu geothermal ma ke ʻano he hana uila mai ka wela geothermal ma nā wahi pele. Eia nō naʻe, aia kahi noi ākea o ka ikehu geothermal e hiki ke hoʻohana ʻia ma aneane kēlā me kēia wahi: ka pamu wela geothermal (GSHP). Hoʻoili kēia ʻenehana i ka wela ma waena o kahi hale a me ka lepo (a i ʻole ka wai honua) no ka hoʻomehana ʻana, ka hoʻoluʻu ʻana, a me nā pono wai wela home. Aia kona pono nui i ka pono—ka hiki ke hana i kahi hopena hoʻomehana/hoʻoluʻu nui me kahi hoʻokomo uila liʻiliʻi. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā loina hana, nā ʻāpana, nā hōʻailona pono, a me nā hoʻolālā ʻenehana no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o nā pamu wela geothermal.
Kumumanaʻo Hana o ka Pahu Wela Geothermal
ʻAʻole hana maoli nā pamu wela i ka wela, akā, hoʻopuka lākou i ka wela mai kekahi wahi a i kekahi wahi me ka hoʻohana ʻana i kahi pōʻaiapuni hoʻomaʻalili (vapor compression). Ma ke ʻano hoʻomehana, hoʻopuka ka ʻōnaehana i ka wela mai ka lepo, nona ka mahana paʻa i ka makahiki holoʻokoʻa (maʻamau 18-30°C ma nā wahi wela he nui ma kahi hohonu), a laila hoʻokiʻekiʻe i kona mahana e hoʻomehana i kahi lumi a i ʻole ke kumu wai. Ma ke ʻano hoʻomaʻalili, hoʻohuli ʻia ke kaʻina hana: hoʻoili ʻia ka wela mai loko mai o ka hale i ka lepo.
Hana ka lepo ma ke ʻano he "pākahiko wela" kūlohelohe no ka mea, ʻaʻole pili nui nā loli o ka mahana kau ma ka ʻili i nā mahana ma nā hohonu o kekahi mau mika. ʻAe kēia kūpaʻa i nā pamu wela geothermal e hana ma lalo o nā kūlana "ʻoluʻolu" kumu wela (a i ʻole ka poho wela) ma mua o nā ea ea-i-ka-ea, e koi ana i ka compressor e hana ikaika iki. ʻO ka hopena: ka hoʻohana ʻana i ka ikehu haʻahaʻa.
Nā ʻĀpana Nui a me kā lākou kuleana i ka pono
ʻO ka pono o ka ʻōnaehana GSHP he hui pū ʻana o ka hoʻolālā wela, ka maikaʻi o nā ʻāpana, a me nā kaohi hana. ʻO nā ʻāpana koʻikoʻi:
1. Kaʻapuni honua (mea hoʻololi wela honua)
Hiki ke lilo i kahi loop pani ākea/kū a i ʻole kahi ʻōnaehana loop hāmama e hoʻohana ana i ka wai honua. Hoʻoholo kēia loop i ka maikaʻi o ka hoʻoili ʻana o ka wela ma waena o ke kahe wai a me ka lepo.
2. ʻĀpana pamu wela
Loaʻa iā ia kahi compressor, evaporator, condenser, expansion valve, a me ka refrigerant. Hoʻopilikia nui ka pono o ka compressor a me ke ʻano o ka mea hoʻololi wela kūloko i ka COP.
3. ʻO ka pamu kaʻapuni a me ka ʻōnaehana hydronic
ʻO ka uila i hoʻohana ʻia no nā pamu kaʻapuni he "huna" i kekahi manawa, akā he mea nui. Hiki i kahi ʻōnaehana i hoʻomaikaʻi ʻole ʻia ke hoʻemi i ka pono holoʻokoʻa.
4. Nā kikowaena hale (nā papahele ʻālohilohi, nā ʻōwili peʻahi, nā mea lawelawe ea)
ʻO nā mahana hoʻolako haʻahaʻa no ka hoʻomehana ʻana (e like me nā papahele radiant) a i ʻole ke kiʻekiʻe aʻe no ka hoʻomaʻalili ʻana hiki ke hoʻonui i ka pono ma ka hoʻemi ʻana i ke "kaumaha" ma luna o ka compressor.
5. Nā ʻōnaehana hoʻomalu a me nā ʻike
Pehea e hoʻokele ai ka ʻōnaehana i ka setpoint, ka nui o ke kahe, ka hoʻonohonoho ʻana o ka compressor, a me ka defrost (inā pili) e hoʻoholo ai i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu i kēlā me kēia lā.
Nā Hōʻailona Hana Kūpono: COP, EER, a me SPF
Hoʻike pinepine ʻia ka pono o ka pamu wela penei:
– COP (Coefficient of Performance) no ke ʻano hoʻomehana: ka lakio o ka ikehu wela i hana ʻia i ka ikehu uila i hoʻopau ʻia. ʻO ka COP o 4 ʻo ia hoʻi, ʻo 1 kWh o ka uila e hana ma kahi o 4 kWh o ka wela.
– EER (Energy Efficiency Ratio) no ka hoʻomaʻalili ʻana: ka lakio o ka hiki ke hoʻomaʻalili i ka mana uila.
– SPF (Seasonal Performance Factor) a i ʻole ka pono o ke kau: hōʻike i ka hana ma ke kau holoʻokoʻa/hana maoli, me ke kaʻapuni ʻana a me ka hoʻohana ʻana i ka pamu kaohi.
ʻOi aku ka kiʻekiʻe o ka COP a me ka SPF o nā pamu wela geothermal ma mua o nā ʻōnaehana ea ma muli o ka mahana paʻa o ke kumu/hoʻopau. Eia nō naʻe, hilinaʻi nui nā helu maoli i ka maikaʻi o ka hoʻolālā a me ke kau ʻana.
Nā Hoʻolālā Hoʻomaikaʻi ʻenehana a me ka Pono
1. Hoʻolālā Kūpono o ka Loop Honua
ʻO ke apo honua ka "puʻuwai" o kahi ʻōnaehana geothermal. He mau ala e hoʻonui ai i ka pono:
– He kūpono nā ʻōwili kū pololei no kahi palena a hāʻawi i ke kūpaʻa wela mau. Pono e helu ʻia ka hohonu a me ka helu o nā lua wai ma muli o nā ukana hale a me ka conductivity lepo.
– ʻOi aku ke kumu kūʻai o nā kaʻapuni pālahalaha inā nui ka ʻāina, akā ʻoi aku ka hopena o nā loli o ka mahana o ka ʻili.
– ʻO ka grouting thermal maikaʻi i loko o ka lua wai e hoʻonui i ka pilina thermal o ka paipu me ka lepo, hoʻemi i ke kūpaʻa thermal, a hoʻomaikaʻi i ka hoʻoili wela.
– ʻO ke koho ʻana i ka mea paipu (e laʻa me ka HDPE maikaʻi) a me ka hoʻolālā hoʻonohonoho (ʻelua U-tube, coaxial) hiki ke hōʻemi i ka pohō kaomi me ka hoʻonui ʻana i ka pono o ka hoʻoili wela.
I ke kumu, ʻo kahi loop liʻiliʻi loa e koi i ka compressor e hana ikaika a hoʻohaʻahaʻa i ka COP, ʻoiai ʻo kahi loop nui loa e hoʻonui i nā kumukūʻai mua me ka ʻole o nā pono kūpono.
2. Nā Refrigerants a me nā Compressors ʻenehana kiʻekiʻe
Hoʻopilikia nui ʻia ka pono o kahi ʻāpana pamu wela e:
– Mea hoʻopili Inverter/wikiwiki loli (VFD): hoʻoponopono maʻalahi i ka mana e like me ke kaumaha, e hōʻemi ana i nā pōʻaiapuni on-off a hoʻonui i ka pono o ka hapa-haʻawina.
– Nā refrigerants hanauna hou: ʻO kekahi mau refrigerants he haʻahaʻa ka hiki ke hoʻomehana honua (GWP) ʻoiai e hāʻawi ana i ka hana thermodynamic maikaʻi. Pono ke koho ʻana i ka refrigerant e noʻonoʻo i nā lula, ka palekana, a me ka hoʻohālikelike ʻana o nā ʻāpana.
– Hoʻolālā mea hoʻololi wela Microchannel a i ʻole ka hoʻolālā mea hoʻololi wela pā: hiki ke hoʻonui i ke koina hoʻoili wela a hōʻemi i ka nui, ʻoiai pono ia i ka hoʻolālā anti-fouling a me ka kaohi maikaʻi.
3. Pamu Hoʻolaha a me ka Hoʻonui ʻana i ka Hydraulic
He mea maʻamau no nā ʻōnaehana GSHP ke nānā aku "maikaʻi ma ka pepa" akā hoʻonele i ka ikehu ma muli o nā pamu hoʻohele pono ʻole. ʻO ka hopena nui:
– ʻO ka pamu wikiwiki loli e hahai ana i nā koi o ke kahe a me ke kaomi i ka manawa maoli.
– Hoʻolālā paipu me ka pohō haʻahaʻa haʻahaʻa: ke anawaena paipu kūpono, nā kūlou liʻiliʻi, ke kaulike kūpono, a me ke koho ʻana i ka valve kūpono.
– Hoʻolālā kaohi Delta-T: mālama i ka ʻokoʻa mahana komo-puka o ka loop ma ka waiwai i manaʻo ʻia i ʻole e kahe nui ka mea e hoʻonele wale i ka uila pamu.
4. Hoʻohui ʻia me nā ʻōnaehana hoʻomehana haʻahaʻa
ʻOi aku ka maikaʻi o nā pamu wela ke liʻiliʻi ka ʻokoʻa o ka mahana (lift). No laila, piʻi ka pono ke hoʻohana nā hale i:
– Nā papahele ʻālohilohi a i ʻole nā panela ʻālohilohi no ka hoʻomehana ʻana (ka mahana hoʻolako haʻahaʻa).
– ʻŌnaehana kukuna anu a hoʻoluʻu paha me ka mahana hoʻolako kiʻekiʻe (ʻaʻohe pono no ka ea anuanu loa).
– Hoʻomaikaʻi ʻia ka pale ʻana o ka hale: hoʻemi i nā ukana kiʻekiʻe, e ʻae ana i ka hana ma kahi hoʻonohonoho "aloha" no ka pamu wela.
5. Mana Akamai a me ka Hoʻokele Ukana
Hiki i nā mana hou ke hoʻomaikaʻi i ka pono o ke kau:
– Wānana e pili ana i ke aniau: hoʻoponopono ka ʻōnaehana i nā hana e like me nā mahana o waho i wānana ʻia a me nā ʻano noho ʻana.
– Ka pane ʻana i ke koi: ka hoʻololi ʻana i kekahi mau hana (e like me ka hoʻomehana wai) i nā hola uila haʻahaʻa a i ʻole ke nui ka ikehu hou.
– Zoning: hoʻomehana/hoʻomaʻalili wale i ka wahi e hoʻohana ʻia nei.
– Ka nānā ʻana ma muli o ka IoT e ʻike i ka hōʻino ʻana o ka hana (e laʻa me ka haumia, nā leaka refrigerant, ka holo ʻana o ka sensor).
6. Nā ʻōnaehana Hybrid a me ka mālama wela
I kekahi mau kūlana, hoʻonui nā ʻōnaehana hybrid i ka pono o ke kumukūʻai (a noho mau i ka pono o ka ikehu), no ka laʻana:
– GSHP + hale kiaʻi hoʻoluʻu e lanakila ai i ke kaulike ʻole o ka ukana (no ka laʻana, ka hoʻoluʻu nui i ka makahiki holoʻokoʻa) i ʻole e "wela" mālie ka lepo.
– GSHP + paila liʻiliʻi e uhi i nā ukana kiʻekiʻe loa me ka ʻole o ka hoʻonui ʻana i ka loop honua.
– Ka mālama wela (pahu wai wela, a i ʻole ka mālama anu) e hoʻohālikelike i ka ukana a mālama i ka compressor e hana ana ma kahi kūpono kiʻekiʻe.
Nā Pilikia Hoʻokō ma ke Kahua
ʻOiai ko lākou pono, ke kū nei nā pamu wela geothermal i kekahi mau pilikia:
– Nā kumukūʻai mua kiʻekiʻe ma muli o ka ʻeli ʻana a me nā hana kīwila.
– He mea koʻikoʻi ka maikaʻi o ka hoʻolālā a me ke kau ʻana. Hoʻopoina pinepine ʻia nā helu ʻana o ka ukana, nā hoʻāʻo pane wela o ka lepo, a me ke kauoha ʻana.
– Loaʻa ka ʻāina a me nā ʻae no ka ʻeli ʻana i ka pōʻai ākea a i ʻole ka ʻeli ʻana i ke kū pololei.
– Nā kūlana hydrogeological: wai honua, ʻano lepo/pōhaku, a me ka pilikia o ka palaho a i ʻole ka unahi ʻana i nā ʻōnaehana hāmama.
No laila, ʻo ka holomua o ka papahana e pili ana i kahi haʻawina hiki ke hana piha, ke koho ʻana o nā mea hana akamai, a me nā hoʻolālā mālama.
Ka hopena
Hāʻawi ka ʻenehana pamu wela Geothermal i ka pono kiʻekiʻe no ka mea hoʻohana ia i ka mahana paʻa o ka honua ma ke ʻano he kumu wela a me ka poho. ʻAʻole wale ka pono e pili ana i ka ʻāpana pamu wela; ʻo ia ka hopena o ka hoʻolālā loop honua kūpono, nā compressors a me nā refrigerants kūpono, ka hoʻonui ʻana i ka pamu kaʻapuni, ka hoʻohui ʻana me nā ʻōnaehana haʻahaʻa haʻahaʻa, a me nā kaohi akamai. Me ka hoʻolālā kūpono a me ke kau ʻana, hiki i nā GSHP ke lilo i mea hoʻomehana a hoʻoluʻu pono i ka ikehu, hoʻemi i ka hoʻokuʻu ʻana, a hilinaʻi hoʻi no ka hoʻomehana a me ka hoʻoluʻu lōʻihi - no nā hale, nā hale kalepa, a me nā hale ʻoihana.
Inā makemake ʻoe, hiki iaʻu ke hoʻololi i kēia ʻatikala i mea loea hou aku (me nā ʻano hana COP/SPF a me nā laʻana helu) a i ʻole i mea kaulana no ka poʻe heluhelu maʻamau, a me ka hoʻohui ʻana i nā hihia haʻawina ma Indonesia.
