图片一:乔治·沙利文
更多的问答聚光灯
丹尼尔·麦金尼(Daniel McKinney)计划建造一座新房子，他要回顾40年前的历史，为它的两个重要特征做准备。这两种概念在早期的能源效率尝试引领建筑商走向新方向后大多被抛弃，但麦金尼认为它们仍有一些优点。
“好的，这是基本的想法，”他写道绿色建筑顾问的问答论坛．“我想用一个接地管系统把新鲜空气带进一个密封得非常严密的家里。我还在设计带有“太阳能楼梯井”的房子，这个楼梯井有大窗户，可以暴露在阳光下，楼梯井的后墙是用深色的混凝土浇筑的。
“在寒冷的月份里，”McKinney继续说道，“混凝土墙就像热物质一样，白天聚集热量，晚上释放热量。大窗户上方的外部百叶帘可以防止这面墙在夏天直接受到阳光的照射。所以，问题是:把土管空气垂直地穿过混凝土墙有意义吗?”
一根土管，就是埋在地下的一根管子，它会改变进入的空气的温度，因为土壤温度远低于地面的温度不会随季节变化太多。进入的空气在冬天被加热，在夏天被冷却。麦金尼计划的另一部分是吸热的高质量特隆贝墙，这是许多早期被动式太阳能住宅的共同特征。这两种想法的吸引力都在于它们的简单性，但许多建设者和设计师现在认为它们的缺点超过了任何潜在的好处。
谁是对的?这就是本期重点问答节目的主题。
不，这是错误的方法
GBA高级编辑Martin Holladay说，地球管和Trombe墙是日期的概念。不要打扰。
......
32个评论
深度
Peter Yost描述了IOWA的项目管，跑步15至21英尺深。这种深度是否需要绩效，或者他们能够通过一些偶然的环境来获得它吗？在大多数地区，挖掘到20英尺不可能或极其昂贵。
回应Malcolm Taylor
马尔科姆，
我有同样的想法。挖出110英尺的沟槽，深度从15英尺到21英尺变化非常棘手。如果您遵循OSHA要求，以避免沟渠崩溃（以及可能的死亡，在沟渠中的工人），这是一个大量的工作，并且相当昂贵。
结合氡系统？
我决定看到项目网站是否对他们如何挖掘15-21英尺深沟，我没有任何运气，但我确实发现了如何捆绑车库排气和氡系统的描述一起：
车库土地管排气与基础排水系统的氡收集和排气相结合。综合通风系统从一个非常紧密的建筑围护结构中排放出所有的有毒气体，并由土管末端的风机驱动。”
如果我没理解错的话，那就意味着在没有风的时候，由子板穿孔管收集的氡很可能会进入车库，也很可能会跑到它应该去的地方。如果这是一个被当作如何正确操作的例子的系统，那么Peter Yost对这些系统的膝反射反应听起来是一个相当可靠的指示器。我希望他们在做氡监测结果证明氡系统不是真正需要的，或者我对它的设置是错误的。
哇。这些深度确实有声音
哇。这些深度听起来确实很极端。在深度超过20英尺时，专业工程师需要设计一个保护系统，以防止壕沟墙倒塌。此外，管道侧壁厚度需要增加，以处理土壤重量。如果安装在8英尺的深度，成本还不到一半。如果是我的话，我会安装带有垫圈接头的HDPE管道。把它从结构上移开。
地热税收抵免?
我认为这些是为了安装能源之星额定制冷设备，GSHP的。
回应克里斯·乔根森
克里斯,
我同意你的看法。我认为，如果有人因为一个地热管道而获得地热税收抵免，那他就如履薄冰了。(但我们都知道报税的基本规则:只要你不被审计，任何申报的扣税都是有效的。但如果你被审计…你必须证明这个推论是有效的。)
地球管扣除的基本问题是，任何类型的地热设备都有资格享受30%的税收抵免，设备必须通过能源之星的认证。“能源之星”为地源热泵提供标签，但不为接地管提供标签。
我很喜欢这个概念，直到我不再喜欢了
不管它的价值是什么:
大约8年前，我真的进入了地球管。我的意思是真的进入他们。这是从我想到医院开始的，他们经常把空调的空气100%地排干。它们对新鲜空气的需求也很大。如果这些空气可以通过土管进行调节，那将相当于一些奇妙的节省，同时仍然使其安全，并减轻对污染的热回收车轮的担忧。对吧! ?
起初，我发现了许多卓越的信息，特别是来自欧洲。我在案例研究时研究了很多，偶然发现了http://www.zigersnead.com/current/blog/post/earth-tubes/04-06-2008/1045/．我开始看着管施工（抗微生物铜，HDPE，内衬......）和污染问题。较新的管道施工和安装技术似乎解决了许多问题，但其他问题一直保持蔓延。最终，真正密封的交易是什么一切都是不切实际的．从安装、维护、维修问题、污染、合适的尺寸(尺寸和表面积/热交换性能)、寿命(材料和场地)——从逻辑上讲，这是不可能实现的。
只有几年前我情绪触发，因为这个论坛上的某人（不是命名名称:-)）的断言，大多数国家的住宅太阳能供暖的实用性即将结束。这怎么样？！太阳能加热是我们更有效的辉煌思想之一，人类已经提出了，然而当您实际上看一下它的成本（成本，材料，安装，长时间的维护......）而言，这些数字不会淘汰。这并不是说在20多年后，没有一束铜蟋蟀在某处仍然会起热水。当然，只是因为一个好主意并不是实用并不意味着它不值得尝试。这个典型的例子可能是Facebook和谷歌冒险在搬迁在海洋水下的服务器场 - 可行的？是的。实际的？不是真的......或者至少......还没有。
回应Josh官员
杰克,
非常感谢您的评论。你对这个主题的智力之旅一直类似于我的：“我爱上了这个概念，直到我不是。”
杰克
我同意。这是马丁和他清晰的逻辑上的一场瘟疫。我也想要回我的梦想:)
有好吗?
我们使用200英寸深井将55度水从水中拉到空气换热器，以便在夏季免费冷却，并在冬季将热通风通风到我们的ERV。水在水柱顶部恢复到井。作品伟大，没有地球管的问题。
那么花费很多！
约翰，
我刚刚碰巧看着有一个钻井（我的朋友钻井井，而且它不会花费零售），但它仍然是4500-6000美元。Zehnder的地面环成本加倍。我在村里的水中，所以我没有钻井用水。
我敢打赌，如果你需要这口井——那肯定是正确的方法!
冬天
约翰，在冬天，你是否通过水 - 空气热交换器直接运行井水？这是一个危险，即如果出现问题并且水停止在冬季中间流动，通过热交换器的冷外部空气可以冻结水并在热交换器中爆发管道。减少发生这种情况的方法是通过水 - 空气热交换器运行乙二醇混合物，并用耦合到井水的水热交换器冷却或温暖乙二醇混合。您仍然可以用乙二醇冻结水热交换器中的水，但如果水停止流动，可以使用流量开关停止乙二醇的流动。当然，当你这样做时，系统就足够复杂，马丁需要再次提醒我们，这不太可能是具有成本效益的，但我想警告潜在的冻结和破裂危险。
通风率？
我觉得我错过了什么，我是不是刚读到一幢1万平方英尺的被动式节能屋(这是一种自相矛盾的说法，值得讨论)正在以15 CFM的速度通风，而系统的造价是1万美元?
地球管问题
除了其他人提到的问题，早在70年代末，我们在ERDA的一些实验项目的监测中发现，由于管壁附近土壤的导电性差，管壁经常在短时间内停止工作。如果你的土壤是相对不导热的(大多数非饱和土壤是)，2英寸的土壤附近的管壁迅速接近空气通过管道的温度，在这个时候，你的回火效果停止提供任何显著的好处。你可以利用地球的温度的程度，只能是你可以通过它传导热量。
回应安迪科西克（评论＃13）
安迪,
你做出了一个很好的点 - 15个CFM是一种非常低的通风率。一些快速的数学表明，报告的年度节能为1,669美元是非常不可能的 - 更像是不可能的。
在讨论的示例中，地球管将进入的空气的温度从10°F升高到45°F。这增加了35°F°。
由于我们知道空气的比例（0.0182 BTU / CF /°F），我们可以计算将一个立方英尺的温度从10°F到45°F所需的BTU：
35 x 0.0182 = 0.637 btu
因此，15立方英尺的空气需要0.637 BTU x 15 = 9.555 BTU
如果风扇提供15个CFM，这意味着地球管提供
9.555 BTU/分钟，或13,759 BTU/天
(当然，假设我们谈论的是室外温度24小时保持在10华氏度的一天)。
从BTU转换为kWh，我们得到：
13,759 BTU /天= 4.03千瓦时/日
让我们假设这种地球管在12个水平上运行6个月（不太可能，因为10°F是一个非常低的室外温度，因为在弹簧的“摇摆季节”期间不会产生非常多的传热。落下）。
这为我们提供了（计算，未测量）每年733千瓦时的热节能 - 实际节省将远远较低。
如果通过在2.5的COP运行的热泵通过热泵提供这种热量，则需要293千瓦时的电力以提供733千瓦时的热量。
如果电力成本为每千瓦时15美分，这意味着地球管提供每年44美元的节省 - 远低于报告的每年1,669美元的节省。
对马丁·霍洛迪的回应
马丁，
你上面慷慨的计算足以让我放弃使用地球管，但我认为你忘记了一件非常重要的事情。据说，接地管被直接引入一个效率为96%的ERV中。在这种情况下，接地管的节省只会比ERV在吸收周围空气时所做的额外增加。即使它消除了解冻周期并节省了一些电力，也必须额外使用电力才能将所需的空气通过110英尺的管道。无论哪种方式，节省的费用都是微不足道的。
如果我错了，请纠正我，因为它是在我的时间之前，但我一直认为原来的地球管（也许它唯一一个可能的理由）不是对ERV的前提空气，而是与可操作的Clearsory Windows结合使用堆栈效果提供夏季冷却，而无需使用电力。
反应安迪科西克
安迪,
我正在等待从彼得扬的回复，了解完整革命农场的计算错误，以及GBA如何进行多少报告错误。当然，我们将拥有我们报告中的任何错误，并将尽快进行更正。
一个明显的错误是，计算的节省中的大部分1,669美元显然来自ERV芯的热量，而不是由地球管供应的热量。如果我的亨希是正确的，GBA通过我们不清楚的报告已经复杂了错误。
也就是说，对地球管节约的怀疑似乎是有道理的。
多年来，很多人已经尝试过地球管。有些人将这些管直接进入他们的家。其他人将地球管连接到HRV或ERV。两种方法都没有对我有多有意义。
由100英尺深的管道引起的额外静压——需要通过额外的风扇能量来克服静压——当然取决于管道的直径，以及风扇的空气流量。但在许多情况下，长接地管会增加风扇电机上的电气负载。
P.S. GBA关于Total Revolution Farm的地球管每年节省1669美元能源的报告是错误的。是我的错。GBA对这个错误表示遗憾。
新的我
我刚遇到了我的第一个地球管。改造项目，建于80年代早期的4200平方英尺的房子，管道直接安装到两层玻璃屋顶的阳光空间，悬挂板地板上的瓷砖。看起来太阳空间实际上从未从条件空间中分离出来，这可能是需要四个完整的管道空调系统的原因。想想能源账单会是什么样子就不寒而栗。显然，这条管道在几年后就被密封了。至少有一个爬行空间管道躺在污垢上，与它的寄存器断开。第一步是将爬行空间封装起来，更换管道系统和机械装置。第二步是对二楼的天花板进行空气密封，尽可能提高隔热性能，并为屋顶玻璃寻找外部遮阳的选择。对了，还有二楼主浴室的彻底改造
被动房子的地球回火 - 是的！
虽然我也很担心地下管道的冷凝(特别是在潮湿的气候中)，但无论在夏季还是冬季，被动房的HRV/ERV系统的吸入空气的地面回火对性能都非常有帮助，这是很少有北美从业人员在研究的东西，IM(H)O。在更极端的气候条件下，无论你最终使用的是土管还是“盐水回路”(在地下填充防冻剂的PEX管，通过热交换器泵送)，这都可能是建筑性能树上悬挂的最低果实。绕过低挂的果实去摘高挂的果实是很昂贵的，即使低挂的果实有点脏。对不起，我忍不住要用双关语!
回应布拉德和克拉利
这种设计旨在使用现有的水井和井泵。对于这个新的专用井太贵了。所有的线条都埋在霜线下方，所以没有冻结问题。水从室内管道供应，由电磁阀控制，热交换器在室内。额外的成本在井路到井，热交换器，电磁阀和一些杂项阀门和管道。您需要检查本地代码以查看它们是否允许“站立水柱”地热换热器。
回应约翰矛
约翰，
这种系统中的水有寒冷的风险 - 但不是因为水管没有足够深。当热交换线圈中的水有风险，当极冷的室外空气穿过线圈时才能冻结。
10000英尺和15 cfm…不可能
家庭通风研究所建议HRV或ERV每小时至少换气0.35次。
这意味着，1万平方英尺住宅的推荐换气量约为500 cfm。15 CFM只有900 CFH…大约是那栋房子的1%。如果要以比被动式节能屋更低的通风速率通风10000平方英尺的面积，为什么还会有人用ERV呢?
15 CFM号码一定有错误…
如果使用推荐/最小/最小/最小/最小/最小值/最小/最小/最小/最小值，如果地面源回路能够跟上能量消耗，则每年的节省将比上述44美元高出33倍，并将节省高达1200美元以上．这将在4至5年的范围内给予回报。
我正在考虑为即将到来的建筑做同样的安排……我的地源回路没有大的开销…它将简单地铺设在地下室石板下面的砾石下，并用筛网保护。地面的地下水位很高，而且是在斜坡上，所以热传递或btu可用性不应该是一个问题。我认为这将消除对专用空调系统的需要，在乔治亚湾南部相对很少的炎热和潮湿的日子里。
附录....我通过在讨论中使用盐水的参考来分散了地面源。我曾考虑过地球管概念，但决定风险不值得努力，但是使用像盐水这样的“被动”的地面来源对富士福福福音交易所确实有意义。
回收思想，恐惧症和心态
很高兴看到我们没有停止重复讨论的循环。只要有新车手继续参加比赛，这里讨论的技术和室内空气质量问题就会继续发挥作用。
我分享了对地球管道中IAQ风险的所有担忧。我们不应该为很长时间争论这些问题。我在我们的一个7个气候中看到了间接乙二醇环的显着结果。HRV可以在我们的冬季深度的Defrost模式中。减少通风，增加风扇能量，并在高速上使用Recirc Defrost的系统产生噪音问题。
不过，我发现在这个帖子中有一个经常被重复的观点是有问题的。这是一个老生常谈的论点，即拟议中的替代现状“永远不会得到回报”。这种思维方式忽略了这样一个事实:我们生活在一个能源价格低廉的经济体中，因为我们拒绝重视以化石燃料为基础的能源结构对环境的巨大影响。我们必须改变这一点，但如果我们这样做——这是不确定的，替代组合肯定会比我们现在拥有的成本更高。替代方案的经济性也将随之改变。
我们只是必须克服拒绝接受我们需要在需要的改变上投入更多的想法。这很可能会增加前期基础设施投资和持续的能源成本。坚持认为任何花费更多的事情都不值得去做，这是问题的一部分，而不是解决方案的一部分。
挑战技术观念的理由有很多，但固执己见，重复“如果成本更高，就没有什么值得做的事情”的口号，会让我们在通往NZERH的道路上驾驶PZEV冲向悬崖。
回应Michael LeBeau
迈克尔,
它对投资能源节约措施的完美意义，比节能的投资回报量超过了节能 - 只要这种类型的投资睁大眼睛。
在GBA读者在埋藏的乙二醇环路投资2,500美元之前，考虑（a）在一些其他措施中投资2,500美元的其他措施可以更有意义，以节省更多能源，并且（b）运营多少电力乙二醇泵每年。这些并不是特别复杂的计算（假设我们有足够的监测数据来工作） - 它们是有用的，因为有许多，许多方法在工作现场上花费2,500美元。
嗨,马丁,
我的泵
嗨,马丁,
我使用的泵消耗了30瓦。当操作时，它们避免了在高速recirc上使用150瓦的高速Recirc（在除霜期间不通风）的高速recirc上的1000瓦的风道预热器或HRV风扇（后退）的操作。该装置利用了在施工期间在地下室基础旁边的已经挖掘的区域。管道/线圈盒是简单的本地机组，虽然与今天的一些产品不那么优雅。我怀疑整个系统成本超过1000美元（5到10年前）。在这种气氛中，还有附加值。现货检查显示了进入-20 f空气温暖到〜40 f，使HRV芯保持从磨砂，从强制性高速除霜操作中提供更舒适的空气和降低噪声。气候环境问题。你的旅费可能会改变。
我非常希望在建造时我已经安装了一个地面循环。我遭受了响亮的低效率的HRV系统解冻。我在一年中的大部分时间内使用超大光伏系统（10 kW），加热水和烹调电力，仍然无法运行电阻管道，作为Defrost的许多黑寒冬季的替代品最需要的。
把这些钱投资到其他地方以节省能源，并不能满足舒适、可靠和高效地提供通风服务的需求。这不是一种我们只能得到一两个代币的棋盘游戏。
回应Michael LeBeau
迈克尔,
我也不上网，所以我理解你的困境。也就是说，你和我属于非常特殊的一类。大多数美国人生活在联网的家庭。
不管怎样，谢谢分享你的数据。数据收集是很好的。一些房主认为投资乙二醇地面回路对他们来说是有意义的。其他人就没那么多了。我们都从净零家庭学习，他们尝试不同的技术方法来解决问题。
PCM热质量
如果你需要热质量来调节空气温度，避免解冻循环，除了使用你家外面的地面，还有其他选择。在你的杂物间里放一罐PCM(一种便宜的，比如水)也可以达到同样的目的。我现在没有时间计算它，但我怀疑即使是一个相当小的水箱，不隔热，也能将除霜热量转移到你的主要供暖系统，或隔热，能够在室外空气温度的平均短期变化。
回应Tim C.
蒂姆,
事实上，我在一段时间前做过计算，考虑使用325加仑的太阳能热储水箱的能量，我有这个目的。因为我们不能通过管道盘管在这里运行直水，当这需要发生时，我的想法是tap坦克部分的乙二醇循环，带来收集太阳能从坦克底部偷一点热量。在这里的上半个冬天没有太多的太阳能潜力，但我记得能量计算还不算太糟，只是调节一下空气。修改我的太阳能热系统的复杂性和增加潜在的泄漏，这是一个更高的压力，更高的压力循环，最终让我放弃了这个想法。
HRV Recirc除霜系统基本上使用来自条件空气的一些环境能量在基于温度的定时循环中以解冻芯。然而，它们在该循环期间停止通风，因此它并不理想。
锻炼室外空气所需的能量量为30-40 f以避免这种气候（Northern Mn）中的核心磨损并不差。我一直欣赏HRV，可以将-20F空气可靠地延长到60F（在除霜周期之间）。然而，直接上升，那些具有Recirc Defrost的人已经使用了一些房屋能量来执行除霜。加入罐和用热交换器的甘醇环和泵到Rob House Energy，以避免除霜可能很难到达。一个没有绝缘的坦克会变冷并产生冷凝，所以还有很多层的乐趣。
谢谢
我只是想感谢您跟进来自革命农场的数据。我必须承认自己与地球管的简要发生，所以如果有人在与标准的HRV操作相比，任何人都有关于地球管和/或乙二醇环的数据，我会喜欢看到它。从我看到的内容来看，听起来消除除霜周期是真正的好处。
反应安迪科西克
安迪,
在广泛追踪数据的广泛努力之后，我可以找到最好的监控数据，表明埋地的甘醇环路系统每年节省约45美分。您可以在我的文章中阅读关于它的所有内容：使用乙二醇地环以调节通风空气．
真是太好了！直到我昨天跑过这个，我不知道我的问题已经刺激了这篇文章。
我从来没有结束建造房屋 - 我意识到我的能量会更好地用于其他正在进行的项目，所以我卖掉了我要建立的土地，并在其他追求上翻了一番。我只是意识到我不可能做我想做的所有事情，所以家里被抓住了列表。
我现在的家是在2001年建造的，那是一个网格状的圆顶，我非常享受这个过程，所以我决定是时候再来一次了，但这一次，我有意识地强调要建造一个零净值的家——或者尽可能接近零净值。不过，我们现在还是停留在测地线上。
我迟到了…我建了一个54'x80 ' FarmTec大楼，计划使用8条500 '长的4 "线进入2个18 "歧管。我住在南卡州，极端的高温是我为4000英亩蔬菜农场建立蠕虫农场的问题。我希望多年后我不会成为“喜欢它，直到我不喜欢它”的人。因为我们在海平面以下，我们使用间隔75英尺的4英寸穿孔管来保持我们的地下水位。我把冷却管系进了排水系统。
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