Энергия земли для отопления дома: Энергия земли для отопления дома

Разное
alexxlab

Содержание

Энергия земли для отопления дома

Монтаж обогревания насчитывает, увеличивающие давление насосы, батареи, трубы, коллекторы, крепежи котел, систему соединения терморегуляторы, бак для расширения, развоздушки. На открытой странице ресурса мы попытаемся определить для вашего особняка необходимые части монтажа. Каждый элемент роль. Поэтому выбор всех частей монтажа важно осуществлять правильно. Конструкция обогревания особняка включает некоторые устройства.

Когда большинство наших соотечественников слышит об отоплении дома с помощью тепла земли, они не понимают, о чем идет речь, в то время как в странах Европы этот альтернативный вид обогрева помещений с каждым годом становится все более популярным.

Схема работы теплового насоса.

В чем причина игнорирования альтернативных энергетических ресурсов в России? Учитывая дороговизну традиционных видов энергоносителей, правительство нашей страны заинтересовано в том, чтобы народ покупал их как можно больше, давая чиновникам заработать. В европейских государствах обстановка иная, там власти поощряют и даже субсидируют использование альтернативных источников тепла, ведь это позволяет улучшить экологическую обстановку в регионе и обрести независимость от поставщиков энергоресурсов.

Земля — надежный источник тепла

Земные недра богаты не только драгоценными металлами и камнями, в их глубине находятся огромные ресурсы геотермальной энергии. Доказательством этого служат извержения вулканов. Расплавленное ядро нашей планеты имеет температуру, достигающую нескольких тысяч градусов. Чем ближе к поверхности, тем больше остывает земля, но она сохраняет в себе геотермальное тепло глубин и способна передавать его дальше.

На глубине до 20 м температура земли никогда не бывает отрицательной и колеблется от 5 до 10 °С. Человечество заметило, что грунт отлично сохраняет тепло и решило использовать это его свойство для бесплатного обогрева своих жилищ.

Схема работы приточно-вытяжной вентиляции пассивного дома.

Во многих странах геотермальную энергию применяют для отопления домов и предприятий. Это не только позволяет улучшить экологию, но и обходится в разы дешевле, чем использование традиционных энергоресурсов.

Как у любого вида альтернативной энергии, у обогрева дома теплом земли есть свои преимущества и недостатки. К первым можно отнести отсутствие вредных выбросов в атмосферу, дешевизну энергии, длительный (до 30 лет) срок эксплуатации, полнейшая автономия от магистралей и возможность установки системы без специальных разрешений и согласований. Минусами геотермального отопления являются дороговизна установки оборудования, внушительный объем земляных работ при монтаже системы и ее постоянная зависимость от электричества. Хоть благодаря этой современной системе альтернативного отопления вам не удастся получить полностью бесплатное тепло, но обогрев жилых помещений тепловым насосом будет обходиться в 3-4 раза дешевле, чем при использовании привычных энергоресурсов.

Что собой представляет тепловой насос?

Обогрев дома теплом грунта осуществляется с помощью специального теплового насоса, подсоединенного к предварительно установленному трубопроводу. Тепловой насос представляет собой компактную отопительную установку, напоминающую по принципу действия и внешнему виду холодильную камеру. У них обоих есть конденсатор, компрессор, испаритель и дросселирующий прибор. Но если цель холодильника — отвод тепла наружу, вследствие чего в нем скапливается холод, то насос использует температуру грунта на глубине, компрессирует тепло и подает его в систему отопления и горячего водоснабжения помещения.

Схема отопления и горячего водоснабжения одноквартирного жилого дома.

В зимнее время агрегат берет тепло из земли и переносит его в жилье, а летом он способен охлаждать дом, забирая из него тепло и перенося его в почву. Установка очень экономно расходует электричество. Используя лишь 1 кВт электроэнергии, она продуцирует до 6 кВт энергии тепловой.

Прежде чем переходить к активным действиям по монтажу обогревательной системы, обратитесь к квалифицированному специалисту, который проконсультирует вас по поводу размещения установки в земле и доме, а также поможет вам подобрать вид системы, подходящий именно вашему участку. Он составит план обогрева, в котором будут учтены такие факторы, как общее соотношение между площадями дома и земельного участка, наличие и состояние вентиляции, объем жилых помещений, утепление стен и прочее.

Основные этапы установки системы альтернативного отопления

Вся работа по установке обогрева дома теплом земли совершается в несколько ответственных и трудоемких этапов. Ни в коем случае не пытайтесь произвести ее самостоятельно, монтаж и подключение системы должны выполнять профессионалы. Вам необходимо будет приобрести:

Все оборудование и инструменты для монтажа отопительной системы имеются у специалистов.

Схема отопления дома энергией земли.

Горизонтальные установки, осуществляющие обогрев тепловым насосом, занимают много территории, поэтому их целесообразно располагать на придомовых участках, площадь которых достигает хотя бы 200 м². Если территория возле дома небольшая, тогда стоит отдать предпочтение вертикальным установкам, не занимающим много места.

Обогрев жилья теплом земли даст вам много преимуществ. вы перестанете зависеть от цен на газ и нефть и обеспечите себе круглогодичное комфортное существование, так как тепловые насосы осуществляют обогрев помещений зимой и охлаждение летом, а также являются бесперебойным источником горячей воды. Помимо этого, установив в своем доме обогрев без газа, вы внесете свою лепту в сохранение экологии Земли.

Источник: http://1poteply.ru/otoplenie/obogrev-doma-teplom-zemli.html

Зачастую старые, давно известные технологии обретают вторую жизнь за счет неиспользованных ранее качеств и принципов. Например, принцип работы холодильника предполагает конденсацию тепла во внутренней камере и перенос его наружу. Куда потом деть эту тепловую энергию, никто раньше не задумывался. До тех пор, пока не появилась потребность в экономии ресурсов и повышении энергетической эффективности. Вот тогда принцип конденсации тепловой энергии и воплотился в жизнь, как тепловой насос.

Тепловой насос может использовать тепловую энергию любой среды — земли, воды, воздуха. Далее будет рассматриваться в основном первый вариант — земля, как наиболее подходящий для средней полосы России. Принцип работы теплового насоса в этом случае будет таков:

Для «извлечения» тепла из земли используется хладагент — газ с низкой температурой кипения. Хладагент в жидком состоянии проходит по системе труб, закопанных в землю.

Температура земли на глубине более 1,5 метров одинакова летом и зимой и равна 8 градусам. Такой температуры хватает, чтобы проходящий в земле хладагент «закипел» и перешел в газообразное состояние. Этот газ всасывается компрессорным насосом, в этот момент происходит его сжатие и выделение тепла. Тоже самое происходит когда велосипедным насосом накачивают шину – от резкого сжатия воздуха насос становится теплым.

Тепловая энергия поступает на теплообменник, нагревая теплоноситель (воду) системы отопления. Отдавая тепло, хладагент остывает, и с помощью расширительного клапана вновь переводится в жидкое состояние. Цикл замыкается.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса довольно прост и эта технология получает все большее признание. В частности, в Европе тепловые насосы используются для отопления все активнее, и они считаются одними из самых перспективных способов отопления на сегодняшний день.

Вот основные преимущества использования тепловых насосов для отопления.

Экономичность. Единственные затраты энергии, которые требует эта технология — электричество на работу компрессора.

Автономность. Для этого вида отопления не требуется подведение газа, доставка угля или заготовка дров, не требуется согласования проектов и получения разрешений. А на использование энергии земли разрешение не требуется, и к тому же эта энергия будет доступна и бесплатна всегда, в отличие от топлива.

Низкие эксплуатационные затраты.

Экологичность. В современном тепловом насосе в качестве хладагента используется углекислота и углеводороды, не причиняющие вреда человеку и окружающей среде.

Безопасность. В отличие от газового отопления (а также от дровяного и угольного) здесь нет температур выше 60-70 градусов, поэтому достигается практически 100%-я пожаро- и взрывобезопасность.

Универсальность. Тепловой насос можно использовать как отдельно, так и совместно с газовым и любым другим отоплением, а также в качестве системы кондиционирования.

Условия, необходимые для нормальной работы теплового насоса, следующие:

Хорошее утепление здания. Чем теплее дом, в том числе — окна, двери, окна, тем меньше энергии потребуется для его обогрева.

При проектировании отопления следует учесть, что максимальная температура жидкости в системе отопления будет ниже, чем в классической. Поэтому необходимо использовать радиаторы с пониженной температурой отдачи. Однако это может быть и плюсом, поскольку в этом случае можно смело отдать большую часть мощности на долю теплых полов.

Источник: http://ingsvd.ru/main/heating/60-teplovojj-nasos-ispolzovanie-jenergii.html

Преимущества теплового насоса

Тепловой насос работает по достаточно простому принципу: в нем предусмотрен испаритель, тепло в который отбирается из грунта, а затем передается низкокипящему элементу – хладагенту или фреону. После этого полученный пар сжимается компрессором, который и повышает его температуру. Затем тепло передается в систему горячего водоснабжения и отопления дома. При использовании тепла земли для отопления дома владельцы здания получают максимум преимуществ, среди которых:

  • эргономичность,
  • максимальная производительность,
  • высокая теплоотдача при низком потреблении энергии,
  • экологическая чистота.

Также организовать отопление теплом можно при помощи коллектора, который предварительно зарывается в грунт. Благодаря такому коллектору у Вас появится возможность получить максимальный эффект от небольшой площади. Более того, в качестве источника энергии можно использовать и водоем, только в данном случае коллектор будет опускаться на дно пруда или бассейна, а тепло будет поступать из него даже в зимние дни.

Источник: http://ienerg.ru/otoplenie-chastnogo-doma/ot-zemli

Хотя геотермальное отопление за счет тепла земли является относительно новым направлением, перспективы такого решения очевидны. Благодаря установке специального оборудования появляется возможность получения дешевого, практически бесконечного типа тепловой энергии.

Как получить тепло в дом из земли

геотермальное тепло Земля даже в зимний период времени не промерзает полностью. Этой особенностью пользуются монтажные бригады, прокладывающие трубопровод ниже точки замерзания. Удивительно, но температура этих слоев редко опускается ниже, чем +5 +7°C градусов. Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным? потребуется решить следующие проблемы:

  • Получение тепла — понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.
  • Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.
  • Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.

    Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

    Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

    Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?

    Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

    Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать. Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

    Как устроено геотермальное отопление

    схема работы системы обогрева теплом земли Как уже отмечалось, геотермальная система отопления из недр земли, во многом напоминает работу кондиционера в режиме нагрева. Что происходит в этот момент?

    • В нижних слоях грунта, на дне реки или озера устанавливают водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы поглощают тепло и высвобождают холод.
  • Нагретый антифриз с помощью насоса поднимается наверх.
  • В буферном баке происходит теплообмен. Нагретый антифриз отдает тепловую энергию теплоносителю или нагревает воду.
  • Остывший антифриз поступает обратно к коллекторам.

    Существуют установки, которые в состоянии самостоятельно отапливать большие помещения, другие используются исключительно, как вспомогательное оборудование способное обеспечить от 50-75% потребности помещения в тепле.

    Геотермальное оборудование для использования тепла земли

    установленное геотермальное оборудование Принцип работы глубинной системы отопления дома, за счет энергии земли, основан на применении особого оборудования. Оно выполняет следующие функции: аккумулирует тепло окружающей среды, передает его теплоносителю системы отопления. Для этого используют следующие узлы:

    • Испаритель — находится глубоко под землей. Функция испарителя заключается в том, чтобы поглотить тепловую энергию, находящуюся в окружающем грунте.
  • Буферный бак — собирает нагретый антифриз в одном месте, для передачи энергии теплоносителю. Состоит из внутреннего бака, в нем находится вода из системы отопления и внутренний змеевик, по которому движется нагретый антифриз.

    Хотя природное низкотемпературное геотермальное отопление дома теплом земли дает достаточно тепловой энергии, наиболее практичным вариантом отопления при таком решении является подключение его к системе «теплый пол».

    Монтаж и установка геотермального отопления

    Основная сложность относительно монтажа геотермального оборудования связана с установкой контура теплообменника в грунте-земле. Хотя в интернете можно найти большое количество советов как выполнить эти работы самостоятельно, практика показывает, что большинство советов невозможно применить без специального профильного образования, следовательно, все работы должны выполнять профессиональные монтажники, являющиеся представителями производителя. После обращения к специалистам, геотермальные системы отопления частных домов за счет тепла земли устанавливаются в следующие несколько этапов:

    1. Выезд инженера на дом. Во время первого визита берутся пробы грунта, определяются особенности местности и принимается решение о наиболее эффективном монтаже геотермальной системы. На эффективность установки может влиять также источник предполагаемого тепла. Более производительным считается монтаж теплообменников на дне водоема или у истоков термических источников.
  • Заключение договора и приобретение необходимого оборудования. Расценки могут существенно отличаться в зависимости от сложности проведения монтажных работ и других нюансов. Но в среднем, если выбран качественный немецкий производитель, стоимость установки будет приблизительно равняться его цене. Приобретение под ключ установки Vaillant для дома в 350 кв. м. обойдется приблизительно в 21 тыс. $
  • Монтажные работы. Отопление частного дома подземными геотермальными источниками тепла, а точнее, его эффективность во многом зависит от правильного проведения работ на этапе монтажа. После того как водяные теплообменники будут установлены в грунт, выполняется подключение к геотермальной установке и системе отопления дома.
  • Пуско-наладочные работы. Инженер запускает систему и выполняет точную регулировку устройства. После настройки подписывается Акт о сдаче работ.

    Согласно действующему законодательству, предприятие устанавливающее оборудование, может предоставить дополнительные гарантийные обязательства при условии оплаты этих услуг. Такие гарантии обойдутся еще в дополнительную 1000 $.

    Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

    Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:

    • Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.
  • На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.
  • Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.

    Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

    Гейзерное отопление частного дома

    Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников — гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года. Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.

    Как с помощью геотермального насоса отопить дом

    Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет. Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.

    Источник: http://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/102-geotermalnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html

    Смотрите также:
    16 марта 2022 года
  • Тепловая энергия земли для обогрева дома

    Земля и озера вокруг нас представляют огромный резервуар возобновляемых источников тепловой энергии, запасенной от солнца. Эта геотермальная энергия, по оценкам специалистов, превышает все другие источники энергии, более чем в две тысячи раз.

    Основой системы геотермального отопления являются один или несколько источников, расположенных в земле, плюс насос, работающий по принципу кондиционера. В отличие от обычных систем отопления, которые сжигают ископаемое топливо или используют электричество, чтобы создать тепло, тепловые насосы просто перемещают тепло из одного места в другое, только с небольшим преобразованием.

    Когда это оправдано?

    • Участок не подключен к газу. В таком случае, установка теплового насоса будет эффективнее.
    • При сроке окупаемости менее 8 лет. Если есть свободные деньги, то можно вложить в систему и это прослужить своеобразной инвестицией.
    • При создании автономных инженерных систем.
    • При возможности установки всех компонентов. Стоит учитывать, что для такого вида насоса необходимо будет установка грунтового теплообменника.

    Оборудование можно монтировать таким образом, что оно будет функционировать в отопительный период в режиме обогрева помещений, а в летний – в режиме кондиционирования.

    Как работает система геотермального отопления?

    На глубине ниже 2,5 — 3 метров, температура остается на уровне средней годовой температуры воздуха. Зимой, геотермальная система собирает эту тепловую энергию из земли и концентрирует ее внутри дома или здания, чтобы обеспечить отопление помещений.

    Для каждой единицы энергии, используемой тепловым насосом, хорошо продуманная геотермальная система может обеспечить 3,57 единиц тепловой энергии в здании. Все тепловые насосы рассчитаны на отраслевой стандарт, называемый коэффициентом полезного действия, или КС, который, как правило, находится в диапазоне от 3,0 до 4,0. Это означает, КПД такой отопительной системы достигает 300% — 400%.

    Как это работает летом?

    Летом происходит обратный процесс, и геотермальный тепловой насос перемещает тепловую энергию из здания и сохраняет его обратно в земле. Кроме того, энергия, которая удаляется из помещения, может быть использована для эффективного нагрева бассейна, горячей воды или других инженерных систем, которые требуют тепла.

    Грунтовые тепловые насосы могут обеспечить, как отопление, так и кондиционирование с эффективностью недостижимой для другого оборудования отопления или охлаждение.

    Способы размещения контуров

    Ниже представлены несколько основных типов размещения трубопроводов для формирования геотермальных систем.

    • Горизонтальные петли. Используются, если есть соответствующая требованиям поверхность земли. Прокладка труб выполняется в траншеи, длина которых находится в диапазоне от 30 до 40 метров. Специальное буровое оборудование используется для отверстий малого диаметра и длиной от 30 до 120 метров.
    • Вертикальные петли. Являются идеальным выбором при ограничении или недостатке открытых поверхностей земли. Применяется оборудования для бурения скважин и закладки трубопроводов.
    • Озерные петли. Очень экономичны в установке, когда доступен водоем, поскольку затраты на проведение земляных работ практически исключены. Катушки из труб просто размещаются на дне пруда или озера. Подобные системы петлевые, они используют грунтовые воды в качестве непосредственного источника энергии. В благоприятных условиях, открытая геотермальная система может считаться наиболее экономичным источником.

    Для улучшения эффективности там, где большие геотермальные системы не являются жизнеспособными, оправдано существование гибридных котлов. Такие системы включают в себя, как геотермальный цикл, так и стандартное отопительное оборудование.

    А те, кто хотели бы использовать возобновляемые источники тепла для обогрева жилья, но при этом нет возможности из-за недостаточной площади земли пробурить скважину или установить горизонтальный коллектор — следует выбирать воздушный тепловой насос NIBE. К тому же, цена “под ключ” такого типа насосов существенно ниже геотермальных. Они также эффективно работают даже при температуре на улице до -25 °C, обеспечивая дом теплом и горячей водой.

    что такое система с внешним земляным контуром

    Вы просматриваете раздел Геотермальное, расположенный в большом разделе Виды.

    Геотермальным называется способ обогрева помещений за счет энергии, полученной из недр земли.

    В 70-х годах XX века разразился нефтяной кризис. Промышленники стали искать способ замены топлива альтернативным источником.

    Так появилось первое геотермальное отопление.

    Сегодня подобный вид получения тепла распространен в Северной Америке и Западной Европе.

    Геотермальное отопление из-под недр земли: что это такое, принцип работы

    Геотермальное отопление работает как холодильник, только для нагрева. На поверхности земли устанавливается тепловой насос, из которого опускают теплообменник в шахту.

    Через устройство наверх поступает грунтовая вода, по пути нагреваясь. Прогретая жидкость используется для обогрева помещений.

    Расход энергии на нагрев воды меньше, чем получаемая теплоотдача.

    Принцип работы

    Коллектор поставляет теплую воду в испаритель. Хладагент, нагреваясь, испаряется. Пар прогревается компрессором за счет электричества. Конденсатор охлаждает пар, вызывая выброс теплой энергии и возвращение хладагента в начальное жидкое состояние.

    Для прогрева воды требуется электроэнергия. Каждый затраченный кВт приносит, в среднем, 5 полезных кВт энергии.

    Список оборудования

    Для создания геотермальной установки требуются 4 устройства:

    • коллектор;
    • испаритель с хладагентом;
    • компрессор;
    • конденсатор.

    Среди перечисленных компонентов два требуют подключения электричества: компрессор и конденсатор.

    Достоинства

    Геотермальное отопление имеет преимущества над прочими типами обогрева:

    • Полученная энергия применяется для любых целей.
    • Длительность подачи топлива к конкретному участку не ограничена.
    • Его использование экологически безопасно.
    • Установка не требует частого обслуживания.
    • Система окупается с течением времени.
    • Геотермальная установка занимает немного места: не больше, чем холодильник.
    • При необходимости система легко перенастраивается.
    • Совместимо с другими типами отопления.

    Недостатки

    Хотя геотермальное отопление имеет много преимуществ, у него есть и недостатки:

    • Дорогостоящая система и монтаж.
    • Окупается примерно через 10 лет.
    • Систему нельзя использовать в районах с температурой, опускающейся ниже 20 градусов.
    • Вне зависимости от типа установки, требуются масштабные земельные работы с использованием арендованных устройств.

    Внутренний и внешний виды земляных контуров

    Основа системы — тепловой насос, подключенный к двум контурам: внешнему и внутреннему.

    Внутренний контур состоит из труб и радиаторов, передающих энергию нагретой воды в помещение. Их может дополнять подогрев полов.

    Внешний контур — система, занимающаяся подачей тепла к внутреннему. По контуру циркулирует вода, дополненная незамерзающим компонентом. В геотермальном отоплении жидкость называется теплоносителем. Так теплоноситель поступает в тепловой насос, нагреваясь за счет повышения давления. Прогретая жидкость поступает во внутренний контур, передавая тепло в помещение. Затем остывшая вода уходит на глубину, где прогревается. Таким образом, цикл повторяется.

    Тепловой насос воздух-вода: схема

    Тепловой насос — оборудование, применяемое для отопления. Устройство собирает тепло из воздуха, перерабатывая в энергию. С её помощью насос греет воду, которая отдает тепло в помещение. Принцип работы насоса воздух-вода заключается в обратном цикле Карно. Устройства способны функционировать пока на улице температура превышает 20—25 градусов ниже нуля.

    Фото 1. Схема строения теплового насоса воздух-вода. В данном случае тепло, собранное из воздуха перерабатывается в энергию.

    Система состоит из четырех компонентов. По внешнему контуру циркулирует фреон, преобразующийся в пар в испарителе. Далее газ сжимается в компрессоре и переходит в конденсатор. Пар конденсируется в воду, которая возвращается в цикл, а тепло, выделенное в процессе, нагревает воду внутреннего контура. Таким образом, происходит два цикла: циркуляция воды с хладагентом через землю; обогрев помещений через радиаторы.

    Теплонасосы типа воздух-вода зависят от внешней температуры. При сильных морозах обогрев работает проблемно, поскольку фреон во внешнем контуре замерзает. Этим обусловлено использование систем в теплых странах, где температура редко падает ниже -10. В подобных районах геотермальное тепло позволяет провести не только отопление, но и горячее водоснабжение.

    Если на улице температура упала до предельного уровня работы фреона, система автоматически подключает альтернативное отопление за счет электричества или газа. С повышением температуры и возобновлением работы геотермальной установки, альтернативный источник отключается.

    Вам также будет интересно:

    Горизонтальная установка системы, работающей за счет тепла земли

    Горизонтальная укладка внешнего контура используется в районах, где земля ежегодно промерзает на определенную глубину. Трубы размещают ниже этого уровня в траншею, протянувшуюся параллельно земле.

    Фото 2. Установка геотермальной отопительной системы по горизонтальному принципу. Для подобной конструкции необходим большой котлован.

    Циркулируя по прогретой земле, вода нагревается, поступает в тепловой насос, затем нагревает жидкость во внутреннем контуре. Отдав тепло, жидкость возвращается на новый круг по траншее.

    В земле прокапывают траншеи, прокладывают трубы. Закончив с внешним контуром, специалист монтирует насос, затем прокладывает внутренний контур.

    Важно! Землю, в которой расположены трубы, лучше засеивать овощами и плодовыми кустарниками. Деревья, при наличии, следует пересадить.

    Преимущество заключается в вариативности создания системы. Она подходит для осваиваемых участков земли, на которых только завершили строительство дома или загородного коттеджа.

    Недостатки заключаются в большом объеме работ по прокладыванию труб; в невозможности использования в холодных районах планеты. Горизонтальное геотермальное отопление ограничивает посадку деревьев на участке.

    Вертикальная установка

    Вертикальное тип используется в местах, где горизонтальное невозможно. Для установки бурят несколько скважин, в которые устанавливают внешний контур. Скважины бурят из одной точки, немного отклоняя угол от вертикали, так получается больше тепла.

    Вода греется при путешествии через глубины земли, поступает в испаритель, преобразуется в пар. Воздух сжимается компрессором и резко выбрасывает энергию в конденсаторе.

    Выделившееся тепло нагревает внутренний контур, обогревающий помещение, а жидкость отправляется на новый круг по трубам.

    В земле бурят скважины, прокладывают трубы. Создав внешний контур, строители устанавливают насос, затем прокладывают внутренний контур.

    Внимание! Бурение требует аренды специальной установки, что увеличивает затраты на строительство. Необходимо пробурить от 50 до 200 метров вглубь земли, в зависимости от местности.

    Преимущество заключается в возможности не нарушать ландшафт обустроенного участка.

    Недостатки: для циркуляции требуется больше электроэнергии, чем для горизонтальной системы; использование парных скважин для поступления и сброса воды обратно недостаточно эффективно.

    Монтаж геотермального отопления для частного загородного дома

    Процесс установки выглядит следующим образом:

    • подготовка, включающая замер и подбор компонентов для работы;
    • установка внешнего контура системы;
    • установка внутреннего контура;
    • налаживание работы и пуск отопления.

    Скважины — внешний контур, а циркуляционный насос и батареи — внутренний. Тепловой насос устанавливается в доме.

    Внешний контур располагается в непосредственной близости к отапливаемому строению, не далее, чем в 10 метрах. Соединения, расположенные в контуре, завальцовывают.

    Полезное видео

    Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс монтажа теплообменника для геотермально системы отопления.

    Окупаемость, количество производимой энергии

    За один израсходованный кВт электроэнергии система производит

    5 и более кВт бесплатной тепловой энергии. По расчетам специалистов, геотермальное отопление окупается примерно за 1 десяток лет. Эта величина уменьшается с увеличением площади отапливаемого помещения.

    Использование тепла земли в качестве вохзобновляемого источника энергии / ППУ XXI ВЕК – Напыление ППУ

    Тепло земли доступно в любой части света. Оно находится непосредственно под земной корой. А благодаря постоянной инсоляции оно пополняется каждый день. Поэтому тепло земли и считается возобновляемым источником энергии, роль которого в будущем будет только расти. Тепло земли можно использовать для отопления дома. Для этого необходима специальная техника, способная превращать тепло в энергию. Речь идет о тепловых насосах и теплообменниках.

    Теплообменники можно использовать как для обогрева, так и для охлаждения здания. Такая сменная функция этого прибора важна, чтобы предотвратить рекуперацию тепла.

    Современные теплообменники работают таким образом, что даже отходящий воздух они охлаждают не очень сильно, и не так сильно нагревают свежий воздух. Эта технология позволяет теплообменнику летом работать таким образом, чтобы охлаждать внутренние помещения энергосберегающего дома. Большинство домовладельцев, которые решили использовать тепло земли, устанавливают тепловые насосы.

    Такие насосы могут работать за счет энергии воды, воздуха или земли. Использование этих источников энергии ничего не стоит, зато они экономят расходы на электроэнергию. Так как лишь немногие тепловые насосы используют энергию, поступающую извне, то такое техническое решение оптимально для энергосберегающего дома.

    Принцип работы теплового насоса схож с принципом работы холодильника, где теплый воздух окружающей среды охлаждается и таким образом охлаждает холодильник. По такому же принципу работает тепловой насос, способный отапливать весь дом. Единственным минусом теплового насоса можно назвать тот факт, что делая дом энергосберегающим, он все-таки оказывает небольшое негативное воздействие на окружающую среду.

    Прежде всего, речь идет о тепловых насосах, которые работают на энергии земли и воды, так как для их эксплуатации в некоторых странах требуется получить специальное разрешение в связи с наличием в их деталях неэкологичных материалов.

    Обогрев дома теплом Солнца и Земли

    Вопрос о совершенно автономном независимом отоплении частного дома волнует многих жителей и владельцев загородных домов. Если вы владелец частного дома, то экономия на энергетических ресурсах, очень больная тема. Ведь частные дома не всегда удаётся разместить вблизи доступной газовой магистрали. Люди пытаются использовать энергию Земли и космоса, например, наладить обогрев дома внутренним, казалось бы, небольшим, теплом Земли.

    Холодильник наоборот

    Это очень интересное решение, которое не только предлагается в плане научных разработок, но уже использовано на практике и взятое на вооружение.

    В геотермальных отопительных системах основным прибором является тепловой насос

    . Принцип действия такого насоса основан на принципе холодильного агрегата.

    Холодильник забирает тепло изнутри и отдаёт его наружу, тепловой насос забирает тепло снаружи и отдаёт внутрь. Для такого устройства не нужны источники, нагревающиеся до высокой температуры, котлы не используются.

    Жидкость, используемая в качестве антифриза, в тепловом насосе относится к низкопотенциальным источникам энергии. Для её закипания достаточно температуры – 4 градуса, такой температурой обладают земля, вода, воздух. Конечно, на глубине, ниже точки замерзания. Эта жидкость, проходя испаритель, закипает при температуре природной среды и испаряется. Получается пар, который сжимает компрессор. Этим паром нагревается воздух или другая жидкость – теплоноситель, который поступает в трубопровод, затем к радиаторам отопления. Так, происходит геотермальный обогрев дачного или загородного дома.

    Теплоноситель нагревается примерно до 60 градусов, но этого достаточно, чтобы обогревать помещения. Таким же способом можно и охлаждать помещения в тёплом климате. Но этот вид охлаждения задействован меньше.

    Эффективность использования

    Эксплуатируя тепло Земли, вы получаете экологичную энергию для обогрева дома. Эффективность такой системы очень велика. Затратив 1 Киловатт энергии для работы насоса, можно получить от 4 до 6 киловатт тепловой энергии.

    По прогнозам компетентных органов, большинство высокоразвитых стран перейдут на использование тепловых насосов уже к 2020 году. Многие будут пользоваться этой дешевой энергией.

    Типы тепловых насосов

    В российских условиях применяются четыре типа тепловых насоса, характеризующие теплоноситель на входе и выходе отопительной системы:

    • вода — вода;
    • воздух — воздух;
    • грунт – вода;
    • воздух — вода.

    Выбирая любой из типов тепловых насосов необходимо помнить, что такой обогрев дачного или частного дома будет особенно эффективным в хорошо утеплённом доме. Утеплены должны быть стены, крыша, фасад, подвал. Тепловые потери должны быть максимально снижены.

    Разница температур на входе и выходе теплового контура должна быть небольшая, поэтому системы лучше работают в низкотемпературном режиме. То есть тёплый пол подключить выгоднее, чем греть горячую воду. Также для достижения лучшего эффекта рекомендуется использование тепловых насосов совместно с другим источником тепла, например, электрическим насосом. А также целесообразно применение теплового аккумулятора.

    Батареи на крыше

    Обогрев дачного или загородного дома можно устроить и с помощью солнечной батареи. Если осуществить установку солнечной батареи на крыше, то можно использовать полученную энергию и для освещения, и для обогрева коттеджа теплом. Солнечные батареи бывают двух типов. Батареи с использованием кремниевой плёнки и батареи, использующие монокристаллы и поликристаллы, работающие как фотоэлементы. Чем больше площадь солнечной батареи, тем большее количество энергии вы получите. Это один из недостатков таких обогревателей. Другой недостаток – высокая цена. Использование солнечной батареи выгодно на территориях, где много солнца и температура воздуха достаточно высокая.

    Солнечные батареи

    Солнечный коллектор

    В качестве генератора тепла лучше использовать солнечный коллектор. Принцип работы коллектора другой, чем обогрев дома солнечной батареей. Солнечный коллектор основан на стеклянных вакуумных трубках. В трубках нагревается вода, которая по типу естественной циркуляции (горячая легче холодной) поднимается наверх в накопительный бак. Эти системы используются сезонно, хотя КПД у них больше, чем у солнечных батарей.

    Можно сделать вывод, что существующие системы, работающие от солнца, носят сезонный характер. Организовать обогрев дачного дома солнечной и тепловой энергией Земли возможно, но нельзя использовать только эту энергию. Необходим дополнительный генератор тепла.

    Солнечный коллектор

    Биореактор

    Если продолжать разговор об экзотических видах отопления дачного или частного домов, можно сказать несколько слов о том, как происходит обогрев дома так называемым биореактором. Биореактор — это прибор, который позволяет производить биологическое топливо непосредственно в доме. Используются зелёные водоросли, выращенные в доме, в специальном аквариуме, поэтому аквариум самая большая часть этой конструкции. Водоросли поглощают углекислый газ и растут. Затем они перерабатываются в биотопливо.

    Биореактор с использованием зелёных водорослей

    Более прозаичное топливо для биореакторов навоз и другие органические отходы. Такие технологии всё чаще стали внедрять в нашей стране.

    Пеллетные агрегаты

    Зачастую биореакторами называют котлы, работающие на твёрдом древесном топливе в виде гранул. Гранулы называются пеллетами, а котлы — пеллетными. Эти котлы активно используются в европейских странах. А вот в России этот вид топлива достаточно дорог. Хотя это экологически чистый вид топлива с высоким КПД, составляющим около 90%. В таких котлах предусмотрено использование автоматики, что позволяет работать им круглосуточно без вмешательства человека. Благодаря своему устройству, а именно двойным стенкам топливной камеры, котлы не перегреваются, поэтому имеют большой срок эксплуатации.

    Отопление дома теплом земли. Геотермальное отопление загородного дома.

    Еще несколько лет назад использование природной энергии в качестве основного источника для стабильного функционирования инженерных систем считалось немыслимо сложным, дорогим и в принципе, невозможным в рамках частного строительства. Поэтому, при постройке собственного дома предпочтение отдавалось преимущественно более привычным вариантам искусственного происхождения.

     

    Сегодня, учитывая скорость технического прогресса и значительное расширение объемов строительства индивидуального характера, подобные системы, бесперебойную работу которых обеспечивает естественная энергия, обретают все большую популярность. В частности, достаточно востребован геотермальный принцип обогрева дома, при котором главный источник питания системы — земля.

    В чем преимущества использования тепловой энергии грунта?

    Чтобы выяснить, насколько рациональным является решение оформить отопление теплом земли, приведем несколько неоспоримых достоинств такого способа:

    1. Данный источник неисчерпаемый.
    2. Отсутствует риск возгорания или возникновения других аварийных ситуаций.
    3. Значительная экономия времени, обусловленная отсутствием заботы о регулярной закупке топлива и его хранения.
    4. Экологическая чистота процесса получения энергии тепла земли, при котором не образуются какие-либо вредные для здоровья отходы производства.
    5. Безопасность использования системы.
    6. Минимальные затраты на обслуживание.
    7. Высокий коэффициент производительности.
    8. Автономность функционирования, которая не требует постоянной самостоятельной регулировки.                                                               

    Важно! Выгодней всего применять тепло для дома из земли при формировании отопительной системы в частных домах, площадь которых не превышает 200 м2. В этом случае, несмотря на дороговизну необходимого сопутствующего оборудования для полноценного функционирования системы с высокой производительностью, все расходы окупаются уже по истечению 2-3 лет, даже при постоянном использовании устройства.                                                                                                                                                                           

    Принцип работы геотермальной системы

    Особенности принципа работы такой отопительной системы, в общем, схожи с условиями функционирования таких бытовых приборов как холодильник или кондиционер:

    1. Основной элемент устройства обогрева теплом земли — тепловой насос, который подключается к двум контурам. Стоит отметить, что выработка тепла с помощью такого устройства в 4-5 раз превышает объем потребляемой электроэнергии, то есть, на 1 использованный кВт электричества производится 4-5 кВт тепла.
    2. Внешний контур отвечает непосредственно за выработку тепла. Для его оформления используют большой теплообменник, установленный в толще земли. Внутренность его заполняют водой или антифризом. Из внешнего контура через тепловой насос перекачивается нагретое энергией земли вещество во внутренний контур.
    3. Внутренний контур — стандартная отопительная установка из радиаторов и трубопровода.                                                                                

      Важно! Обратите внимание на тот факт, что чем качественней детали для монтажа устройства обогрева, тем значительно выше будет его мощность, а соответственно и удобство эксплуатации.

    Видео

    Просмотрите видео, в котором наглядно показан пример функционирования системы обогрева дома при помощи энергии земли и монтаж основных ее элементов.

    Какое оборудование подготовить для оформления системы обогрева теплом земли?

    Для строительства системы обогрева с использованием тепла земли, подготовьте материалы и оборудование, ориентируясь на следующий список:

    • грунтовой коллектор;
    • циркуляционный насос;
    • тепловой насос;
    • медные и полиэтиленовые трубы;
    • радиаторы;
    • запорно-регулирующая арматура для соединения отдельных элементов системы.

      Важно! Помимо основных деталей комплектации, в зависимости от выбранного способа формирования подземного устройства для получения энергии тепла земли, заранее продумайте вариант использования необходимого мощного оборудования для выполнения землеройных работ:

      • буровая установка;

      • экскаватор или любая другая техника подходящего типа.

      Учитывая необходимость разового использования таких машин, рациональным решением станет аренда оборудования в процессе сооружения всего здания. Такой подход позволит не только качественно и быстро сформировать отопительную систему, но и значительно ускорить другие строительные процессы.                                                                                                                                                                

    Какой технологии отдать предпочтение?

    Учитывая постоянное развитие технологий и поиск новых практичных решений для удешевления процесса отопления частного дома, на сегодня разработаны 3 основные геотермальные технологии:

    • горизонтальная;
    • вертикальная;
    • водоразмещение.                                                  

      Важно! Какому именно варианту отдать предпочтение определите, исходя из обязательных требований для каждого способа, перечисленных ниже. В этом случае критериями выбора станут следующие факторы:

      • размеры участка;
      • особенности ландшафта;
      • степень озеленения и типы использованных для этой цели растений;
      • финансовые возможности;
      • профессиональные навыки выполнения строительных работ.

    Принимая решение сделать отопление дома теплом земли, заранее настройтесь на то, что предстоящие работы отличаются достаточной сложностью и потребуют не только финансовых вложений на начальном этапе, но и времени, внимательности и аккуратности, обязательного соблюдения правил при монтаже. Только при таком подходе удастся достичь необходимого результата, а сформированная система обогрева с природным источником энергии станет действительно выгодной и позволит не беспокоиться о замене устройства на протяжении многих лет.                                                                                                                                                                                                                                    

    Видео

    Просмотрите видео, в котором наглядно показан весь процесс монтажа отопительной системы при использовании теплового насоса.

    Особенности обустройства горизонтального геотермального отопления

    Конструкция такой системы схожа с устройством теплого пола. Внимательно рассмотрите схему строительства горизонтального способа прокладки линии обогрева, чтобы более ясно представить себе принцип формирования.

    Ознакомьтесь с рекомендациями по укладке элементов цепи отопления этим способом:

    1. Определите участок для укладки труб, размер которого в 2,5-3 раза превышает территорию, занимаемую самим домом.
    2. Все работы выполняйте до момента облагораживания территории.
    3. Глубину траншей оформите в 1,5-1,8 метра или ниже, чем уровень промерзания грунта на конкретном участке, если он превышает этот показатель.
    4. Трубы по поверхности вырытых траншей укладывайте изгибами.
    5. При прокладке трубопровода учитывайте обязательно последующие формы озеленения.
    6. Размещайте их таким образом, чтобы образовался отступ от деревьев в 1,5 метра.
    7. Для выполнения этой работы примените изделия из ПНД.

      Важно! Учитывая такие особенности оформления системы обогрева собственного дома горизонтальным способом, его применение не всегда оказывается выгодным, так как требует и внушительного свободного пространства, и значительных расходов на приобретение материалов.

    Преимущества вертикальной системы

    Обустройство такой системы тоже потребует больших финансовых затрат, но при этом вся установка займет намного меньше площади. Чтобы осуществить установку вертикального теплообменника, придерживайтесь следующих условий:

    1. Заранее подготовьте бурильное оборудование.

      Важно! Рациональным решением станет использование малогабаритной переносной техники, мощности которой будет вполне достаточно для выполнения всего объема работ частного характера.

    2. Определите наиболее выгодные места формирования скважин.
    3. Для обогрева дома, площадь которого не превышает 200 м2, пробурите скважины следующим образом:
      • 1 яму на глубину 150-200 метров;
      • 3-4 скважины высотой в 60 метров.

        Важно! Соотнесите необходимую для бурения глубину, исходя из соотношения выработки энергии и производительности насоса. Общий принцип расчета сводится к следующей пропорции: на 1 метр коллектора приходится 40-50 Вт.

    4. Для формирования внешнего контура примените полиэтиленовые трубы.

    Важно! Среди преимуществ использования вертикальной системы обогрева дома отметим следующие важные моменты:

    • применение бестраншейной технологии;
    • сохранение привлекательности ландшафта;
    • отсутствие необходимости учитывать сложную разводку линии при проектировании ландшафта;
    • возможность использования компактного бурильного оборудования, цена которого вполне приемлема;
    • срок эксплуатации такого теплообменника может длиться до 100 лет.

    Чтобы более четко представить себе устройство вертикальной системы, внимательно рассмотрите предложенный вариант схемы.                                                                                                                     

    Видео

    Просмотрите видео, в котором показан процесс бурения скважины и установки теплового насоса, чтобы предварительно оценить весь объем необходимых работ.

    В чем выгодность оформления поступления энергии через водоем?

    Этот вариант наиболее удобен при наличии вблизи дома природного водоема. Единственный нюанс — необходимость получения государственного разрешения. Условия его расположения и прокладки деталей цепи системы обогрева теплом земли представлены следующими требованиями:

    1. Расстояние до водоема не превышает 100 метров.
    2. Площадь озера — не менее 200 м2.
    3. Внешний контур в этом случае укладывайте спиралью на дно водоема.

      Важно! Рекомендованная глубина для выполнения этой работы — 2,5-3 метра.                                                                                                                      

    Заключение

    Несмотря на то, что строительство геотермального отопления действительно отличается сложностью, выгодность такого решения при правильном выполнении всех работ очевидна. Поэтому, если вы предпочли этот вариант искусственному источнику, отнеситесь внимательно к проектированию разводки системы и соединению всех ее элементов. Чтобы исключить проявление неточностей или различных дефектов уже в процессе эксплуатации, заручитесь поддержкой профессионалов при создании схемы. В этом случае полученный результат вас непременно порадует высоким качеством функциональности и производительности.

    Отопление дома Геотермальное


    Геотермальное в переводе означает тепло земли. Бесконечный экологический источник энергии, которую люди все более успешно учатся добывать. Существует общее понятие геотермальная энергетика, в него входят все известные способы получения возобновляемой энергии земли:

    Геотермальное тепло

    • Термальные электростанции по всему миру успешно вырабатывают электричество, используя гейзеры и подземные горячие источники. Пар крутит турбины и бла-бла-бла…. Дальше думаю объяснять не нужно.
    • Геотермальное отопление, еще одна разновидность. В этом случае гейзеры и вулканы не требуются, в ход идет тепло накопленное землей за лето. Грунт ниже точки промерзания, всегда имеет температуру +8 С. Понятно, что такого тепла не достаточно для обогрева дома. На помощь приходят «холодильники наоборот» или тепловые насосы, которые извлекают +8 и преобразуют в +55. Как это происходит читайте ниже.

    Принцип работы геотермального отопления.


    Чтобы не утомлять читателя терминами и незнакомыми словами, попробуем объяснить суть происходящего простым языком. Нужно подойти к холодильнику, потрогать его с обратной стороны. Правильно, она горячая! Так морозильная камера избавляется от тепла полученного при заморозке продуктов. Принцип работы геотермального отопления дома тот же, только «морозильная камера-земляной контур», охлаждает землю вокруг дома, а полученную энергию, преобразуя перекачивает в дом.

    Геотермальное отопление дома надежно?

    Использование холодильников на практике показало свою высокую надежность. У ваших друзей или родственников наверняка сохранились древние холодильники с разваливающимися корпусами, но компрессор при этом отлично работает. Геотермальное отопление частного дома, применяет холодильный компрессор более высокой мощности. Ломается он не чаще холодильника!
    Грунтовый коллектор геотермального отопления состоит из пластиковой трубы заполненной теплоносителем, выйти из строя там просто нечему.
    Грунтовый тепловой насос «SUNDUE»для геотермального отопления давно и прочно зарекомендовала себя в России. Первый образец трудится с 2002 года. Заявленный ресурс не менее 40 000 часов, По факту, холодильный компрессор способен работать 40 лет и дольше.

    Геотермальное отопление дома и экономия.

    Геотермальное отопление частного дома экономичнее в 4-5 раз, по сравнению с обычным электрическим котлом. Расходы равны, а часто ниже чем отопление магистральным газом. С учетом 6 летного опыта эксплуатации , могу уверенно говорить, что геотермальное отопление одного квадратного метра дома равно 9 рублям в месяц, для города Новосибирска. Умножьте площадь своего дома на 9 руб, и узнаете ваши возможные счета . Окупаемость в среднем наступает на пятый год эксплуатации. Это зависит от многих факторов, экономия на отоплении остается примерно одинаковой, а способы и стоимость подключения могут отличаться каждый дом уникален .

    Геотермальное отопление частного дома безопасно?

    Геотермальное отопление дома абсолютно пожаро-взрыво безопасно! Фреон используемый в тепловом насосе аналогичен фреону холодильника, он не несет в себе ни каких угроз.
    Вам не страшны утечки, взрыв, пожар.
    Нет необходимости выполнять требования газового и пожарного надзора. Собирать разрешения и согласования контролирующих органов. Годами ждать подключения газа.
    Геотермальное отопление дома потребует от вас только заявки, и неделю терпения на монтаж оборудования.

    Экологичность геотермального отопления.

    Над геоконтуром

    Экологичность геотермального отопления дома заключается в сокращении выбросов в 5 раз. Только 1/5 часть применяемой энергии, электричество. Основным источником тепла, является энергия солнца. Накопленная землей за летний период энергия солнца, зимой перекачивается на обогрев дома. При правильном расчете и подборе оборудования, внешний грунтовый коллектор отогревается солнцем за пару летних месяцев. Цикл заморозка-отогрев повторяется бесконечно. Экология участка не нарушается. На поверхности будут прекрасно себя чувствовать клумбы, кустарники, плодовые деревья. Можно устанавливать теплицы, парники, одним словом полноценно обрабатывать землю.

    Способы подключения геотермального отопления.

    Геоконтур

    • Вертикальный грунтовый способ подключения . Применяется при плотной застройке участка. Бурятся вертикальные скважины и в них опускается геотермальный зонд.
    • Горизонтальный грунтовый способ подключения геотермального отопления подразумевает укладку труб теплосборного контура в траншеи. Из за отсутствия буровых работ существенно дешевле предыдущего способа.
    • Переливная система геотермального отопления. Вода из скважины прогоняется через тепловой насос, там она охлаждается и сбрасывается в другую скважину.
    • Геотермальное отопление дома от ближайшего водоема. Это затопленный в водоеме геоконтур теплового насоса который собирает тепло из воды.
    • Воздушный блок геотермального отопления дома, применяется для отбора тепловой энергии из окружающего воздуха. В Сибири применяется как вспомогательный геотермальному способу из за низких температур зимой.

    Геотермальное отопление дома с теплым водяным полом.


    Водяные теплые полы, наиболее полно реализуют потенциал геотермального отопления частного дома. С теплыми полами экономия электроэнергии составляет, 1 kw потраченной электроэнергии дает вам 5kw тепла. С обычными приборами отопления, вы получите 3,5kw тепла. Такая существенная разница возникает из, за разности температуры. Для водяного пола она в среднем составляет 35 градусов, а радиаторная система требует минимум 55 градусов температуры теплоносителя. Чем ниже, для отопления дома требуется температура теплоносителя, тем выше коэффициент преобразования теплового насоса.

    ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

    Геотермальный тепловой насос

    Купить тепловой насос вода-вода, вы можете в нашей компании. В наличии и под заказ имеются модели различной мощности и производительности, от 8,5 kw до 42 kw. SDW-EVI это надежный тепловой насос, разработанный для Сибири.

    • Геотермальный тепловой насос комплектуется скролл компрессором (ЭВИ).
    • Увеличенная производительность системы за счет увеличения переохлаждения.
    • Функция реверса, позволяет тепловому насосу работать в режимах отопление-кондиционирование.
    • Коэффициент преобразования СОР 3,9 при режиме -5W35.
    • Функция подготовки воды для горячего водоснабжения.
    • Увеличенная выходная температура теплоносителя – до 65°C
    • Пониженный уровень шума компрессорного агрегата – до 38дБ

    Инверторный тепловой насос Droid

    Универсальный тепловой насос Droid, универсален во всем. В одном моноблоке смонтированы бак косвенного нагрева ГВС и непосредственно сам тепловой насос. Получаем экономию места для установки и избавляемся от покупки отдельного бака косвенного нагрева. Вода ГВС в данной модели нагревается быстрей и горячей чем в традиционных схемах, за счет отсутствия промежуточных теплообменников.

    Дроид монтируется с DX геоконтуром прямого испарения. Данный геоконтур производительней традиционного гликолевого на 20%. В итоге получаем экономию площади занимаемой геотермальным контуром и снижение цены на монтаж.

    Тепловой насос Дроид позволяет монтаж в гибридном, геотермально-воздушном исполнении. В случае нехватки площади под геотермальный контур, Droid дополняется внешним воздушным блоком как у кондиционера. Внешний блок в межсезонье берет на себя функцию сбора тепла из уличного воздуха, тем самым разгружая недоразмеренный геотермальный контур.

    ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯТОР ATWS СОХРАНЯЕТ ТЕПЛО ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ДОМА

    Емкость накопитель ATWS 0,2 0,3 0,5 М3 Буферный бак, устанавливается совместно с солнечным коллектором а так же с геотермальным насосом.
    Позволяет аккумулировать избыточную теплоэнергию и расходовать тепло когда главный нагревательный прибор находится в состоянии покоя.
    Теплоаккумулятор применяется при наличии двойных тарифов на электроэнергию, он накапливает тепло по низкому тарифу.

    Геотермальный универсальный тепловой насос «Грунт-воздух-вода»

    геотермальный тепловой насос SDW-INV

    инверторный-геотермалиный тепловой насос»Грунт-вода»

    Тепловой аккумулятор ATWS

    Программа обслуживания Comfort Club от Earth Energy System

    Приглашаем вас присоединиться к нашей программе обслуживания Comfort Club!

    Это не просто сервис. Речь идет о максимальной производительности и уверенности в том, что вам есть кому звонить 24/7, если вам нужна помощь. В Earth Energy Systems мы подчеркиваем важность обслуживания ваших систем отопления и охлаждения. Чтобы продлить срок службы вашего отопительного и охлаждающего оборудования, мы с гордостью предоставим вам программу профилактического обслуживания.

    Ознакомьтесь с подробностями нашей программы технического обслуживания Comfort Club:

    • Ежегодно мы будем очищать и проверять ваше отопительное и/или охлаждающее оборудование.

    • Плановое техническое обслуживание снижает вероятность непредвиденных проблем, но если вам потребуется ремонт, вы получите приоритетное обслуживание как член клуба. Ваши проблемы с обслуживанием становятся нашей первой заботой.

    • Вы получите 10% скидку на все запчасти за 159 долларов США плюс налог в год (за дополнительный прибор добавьте 20 долларов США, или только за печь или кондиционер вычтите 20 долларов США).

    Крайне важно защитить все инвестиции в вашей жизни. Ваши системы отопления и охлаждения ничем не отличаются от вашего автомобиля. Они оба нуждаются в постоянном обслуживании для поддержания пикового рабочего состояния и продления срока службы. Периодическое техническое обслуживание и осмотр вашего оборудования обеспечивают его безопасную работу, помогая защитить безопасность и благополучие вашей семьи.

    Мы стремимся удовлетворить потребности наших клиентов в отоплении и охлаждении наиболее доступным и эффективным способом.Участники программы обслуживания Comfort Club — наши самые счастливые и довольные клиенты. Они видели, как продлевается срок службы их систем отопления и охлаждения. Незначительные проблемы с HVAC могут превратиться в полные сбои. Вы можете избежать этого, внедрив программу профилактического обслуживания.

    Готовы вступить в Клуб Комфорт? Свяжитесь с нами по телефону 715-349-2314, чтобы зарегистрироваться сегодня! Как всегда, наши специалисты доступны круглосуточно. предоставить вам лучшие системы отопления и охлаждения. Независимо от ваших потребностей, мы установим, отремонтируем и обслужим вашу систему вентиляции и кондиционирования.

    Это не просто сервис. Речь идет о максимальной производительности и уверенности в том, что вам есть кому звонить 24/7, если вам нужна помощь.

    Просмотрите и отметьте нашу страницу в Facebook, чтобы оставаться в курсе событий Earth Energy Systems

    Earth Energy Systems предоставляет услуги по охлаждению и обогреву в Висконсине. Прочтите наш блог о советах по отоплению и переменному току в округе Бернетт и за его пределами!

    Сократите счета за отопление зимой — 17 бесплатных и недорогих способов сэкономить деньги этой зимой!

    Системы фильтрации воздуха в округе Полк, Висконсин

    Earth Energy Systems в Сайрене, штат Висконсин, несет системы фильтрации чистого воздуха Trane CleanEffects; которая является самой эффективной в мире системой фильтрации воздуха для всего дома!

    СТАНДАРТНЫЕ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛИ, ПРЕДСТАВЛЯЕМЫЕ НА РЫНКЕ, ИМЕЮТ ОЧЕНЬ ПЛОТНЫЕ ФИЛЬТРЫ.

    Это означает, что они пытаются остановить пыль, задерживая ее в слегка пористом фильтре. Чем меньше пор, тем больше пыли он может задержать. Однако это не только останавливает пыль и грязь, но и препятствует движению воздуха. В результате количество воздуха, проходящего через вашу систему, уменьшается, что делает вас не таким удобным. Следовательно, менее эффективно очищается воздух. Падение давления  это термин, используемый для характеристики снижения давления воздуха  от нагнетания компрессора до фактической точки использования.Чрезмерное падение давления  приведет к снижению производительности системы и чрезмерному потреблению энергии.

    Революционная система фильтрации воздуха Trane CleanEffects имеет самый низкий перепад давления при максимально возможной эффективности. Наша уникальная запатентованная технология позволяет воздуху свободно проходить через самую современную систему фильтрации. Результат? Больше вашего воздуха очищается быстрее и эффективнее, чем с чем-либо еще на рынке.

    В TRANE CLEAN EFFECTS ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ЗАПАТЕНТОВАННАЯ РЕВОЛЮЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

    Прежде всего, он удаляет до поразительных 99.98% переносимых по воздуху аллергенов из воздуха, проходящего через фильтр, что делает его в 8 раз более эффективным, чем даже самые лучшие комнатные фильтры HEPA, и до 100 раз более эффективным, чем стандартный 1-дюймовый фильтр.

    Более того, система Trane CleanEffects была протестирована на эффективность LMS Technologies и компанией Environmental Health & Engineering, Inc. (EH&E), а результаты подтверждены профессорами Гарвардской школы общественного здравоохранения, поэтому вы знаете, что получаете фильтрацию воздуха. система, как никакая другая.

    Фильтрация

    CleanEffectsTM может помочь тем, кто страдает от дыхательной недостаточности, уменьшая «триггеры», вызывающие эти приступы. Многие распространенные аллергены достаточно малы, чтобы обойти естественную защиту организма и проникнуть глубоко в легкие, усугубляя респираторные заболевания. Поскольку CleanEffects фильтрует до 0,1 микрона, что в 700 раз меньше человеческого волоса, он чрезвычайно эффективно удаляет споры, плесень, пыльцу, перхоть домашних животных, грязь и пыль, предотвращая их попадание в воздух и легкие.

    ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНОЙ СИСТЕМЫ TRANE CLEAN EFFECTS
    • Удаление до 99,98 % частиц и аллергенов из отфильтрованного воздуха в помещении. Он удаляет частицы размером до 0,1 микрона — 1/1000 диаметра человеческого волоса — размер, который ускользает от большинства воздухоочистителей.
    • Лучшая в отрасли скорость подачи чистого воздуха 1200.
    • Прежде всего, низкие эксплуатационные расходы, отсутствие необходимости покупать сменные фильтры.
    • Легко видимые индикаторы очистки снаружи устройства.
    • Легко очищаемые фильтры — просто пылесосьте или промывайте их каждые 3–9 месяцев (в зависимости от интенсивности использования).
    • Простая установка.
    • Тихая работа
    • Разработано так, чтобы его выбросы были значительно ниже 50 частей на миллиард (ppb), установленного FDA для добровольных выбросов медицинских устройств. Trane CleanEffects выделяет незначительное количество озона – менее 0,3 частей на миллиард в жилое пространство. Чтобы представить это в перспективе, типичные уровни озона летом на открытом воздухе составляют от 60 до 90 частей на миллиард, а уровни внутри помещений могут сильно различаться, но обычно составляют от 12 частей на миллиард до более чем 80 частей на миллиард.Тестирование Trane CleanEffects сторонними организациями показало, что в доме, где установлено Trane CleanEffects, озона не больше, чем естественно в окружающей среде
    • Отраслевой эталон, поддержка и проверка третьими сторонами, которые сделали своим бизнесом информацию о чистом воздухе. Эксперты из LMS Technologies, EH&E, Гарвардской школы общественного здравоохранения и других ведущих университетских исследований показывают, что Trane CleanEffects является лучшей системой фильтрации воздуха на рынке.
    • Низкий перепад давления

    ГАРАНТИРОВАННЫЕ ГАРАНТИИ

    Trane CleanEffects имеет десятилетнюю ограниченную гарантию на электронику системы и пятилетнюю ограниченную гарантию на детали системных фильтров.

    Расширенные гарантии доступны для Trane CleanEffects, а также для остальной части вашей системы Trane. За подробностями обращайтесь к установщику.

    Спросите компанию Earth Energy Systems о фильтрации воздуха в штате Висконсин.

    Загрузить брошюру по системам фильтрации чистого воздуха Trane CleanEffects

    Решения по изменению климата: Земля может обеспечить здания возобновляемой энергией

    Тепло, хранящееся в земной коре, известное как геотермальная энергия, не содержит углерода и практически неисчерпаемо.Его достаточно, чтобы управлять всей цивилизацией на протяжении поколений, если бы его можно было использовать с минимальными затратами.

    Оказалось, что это немалый подвиг, но в последнее время усилия активизировались из-за новой срочности в связи с климатическим кризисом и поиском низкоуглеродных альтернатив ископаемому топливу.

    Передовые технологические разработки в этой области (включая, да, лазеры) предназначены для бурения все глубже и глубже во все более и более горячую породу. Тепло от 302°F (150°C) до 703°F (373°C), когда вода переходит в «сверхкритическую» фазу и выше, может быть использовано для прибыльного производства электроэнергии.

    Но электричество — это только половина геотермальной истории. Задолго до того, как люди стали вырабатывать с его помощью электричество, они использовали геотермальное тепло напрямую, среди прочего, для купания, приготовления пищи и обогрева зданий. Прямое геотермальное тепло до сих пор используется в промышленности, сельском хозяйстве и для строительства зданий, но раскрыта лишь малая часть его потенциала.

    Когда дело доходит до прямого использования тепла, геотермальные ресурсы не обязательно должны быть такими горячими. Не требуется 300°F, чтобы нагреть воздух в вашем доме до 68°F.Почти все, что имеет температуру 50 ° F или выше (что доступно всего в 10 футах ниже или около того), может быть использовано для чего-то, будь то сушка зерна, работа теплицы, таяние льда на взлетно-посадочных полосах аэропорта или отопление коммерческих зданий.

    Геотермальное тепло доступно почти везде и полезно в самых разных областях. У Министерства энергетики США есть исследовательская программа, посвященная этим «низкотемпературным и совместно производимым ресурсам».

    Но наиболее важным применением, на мой взгляд, является использование низкотемпературных геотермальных ресурсов для крупномасштабного отопления и охлаждения зданий.

    Отопление и охлаждение зданий не так привлекательно, как электричество в энергетическом мире в наши дни, но это важно, поскольку на него приходится чуть более 12 процентов выбросов парниковых газов в США и большая доля выбросов в городах, многие из которых имеют агрессивные цели обезуглероживания. . Для достижения этих целей им необходимо разработать безуглеродное отопление, и геотермальное отопление — один из лучших (из очень немногих) вариантов.

    В этом посте мы погрузимся в другую половину геотермальной энергии: тепло.Сначала мы рассмотрим рынок и потребность в низкоуглеродном тепле. Затем мы рассмотрим задействованные технологии и компании и в завершение рассмотрим, как правительство может помочь ускорить разработку геотермальных решений.

    Это горячо или, по крайней мере, тепло!

    Декарбонизация означает улучшение конкурентной среды для геотермального тепла

    Города по всему миру ставят перед собой амбициозные цели по декарбонизации, обещая свести к 2050 году прямые выбросы углерода в атмосферу.Первые три проблемы, с которыми сталкивается обезуглероживающий город, — это электроснабжение, транспорт, а также отопление и охлаждение зданий. Пути к обезуглероживанию электричества и транспорта, хотя и чрезвычайно сложны, по крайней мере достаточно хорошо изучены: возобновляемые источники энергии, электромобили и хороший городской дизайн, сводящий к минимуму потребность в автомобилях.

    Однако для большинства городов тепло остается большим вопросом без ответа.

    Печи, работающие на жидком топливе и природном газе, должны быть постепенно выведены из эксплуатации, а это означает, что городам для компенсации потребуется огромное количество низкоуглеродного тепла.А низкоуглеродные варианты гораздо более ограничены по теплу, чем по электричеству.

    Некоторые печи могут работать на биометане, другом биотопливе, водороде или топливе, полученном из водорода, но в мире, в основном электрифицированном, жидкое топливо с низким содержанием углерода, скорее всего, будет использоваться для важных применений в промышленности и на транспорте, а не для обогрева вашей жизни. номер.

    Большая часть тепла используется для обогрева помещений и воды. МЭ

    Это оставляет геотермальное централизованное отопление или, на уровне отдельного здания, электрические варианты, такие как электрическое отопление или тепловые насосы.В тепловых насосах это либо воздух (обмен теплом с наружным воздухом), либо грунт (обмен теплом с землей). Последний гораздо эффективнее. И геотермальное централизованное отопление является наиболее эффективным из всех.

    В обезуглероживающем мире именно эти — другие варианты низкоуглеродного отопления — в конечном итоге составят конкурентов в области отопления и охлаждения. Это конкуренция, с которой уже борются некоторые декарбонизирующие города, такие как Бостон. Бостону будет сложно построить много новой электрической инфраструктуры для обогрева зданий электричеством, поэтому он склоняется к геотермальной энергии.

    Так какие именно технологии могут обеспечить теплом Земли? Есть две основные категории. Начнем с рассмотрения меньшей стороны.

    Геотермальные тепловые насосы являются наиболее эффективным источником тепла для индивидуальных зданий

    Включение в этот список геотермальных тепловых насосов (GSHP) является некоторой выдумкой, поскольку технически они не используют геотермальную энергию. Они используют накопленную солнечную энергию от солнечного света, падающего на поверхность Земли. Это только когда вы забираетесь намного глубже или в активные вулканические районы, где вы попадаете в тепло от ядра планеты.Если вы хотите быть точным, GSHP собирают солнечное тепло, хранящееся в неглубокой земле.

    Я не думаю, что этот терминологический вопрос имеет такое уж большое значение — в земле тепло!

    Везде на глубине от 10 до 1000 футов под поверхностью температура держится на уровне 54°F круглый год по всей стране. GSHP используют этот факт для обогрева и охлаждения зданий. Когда воздух холоднее 54 ° F, они получают тепло от земли; когда жарче 54°F, они отдают тепло земле.

    ГШП состоит из двух частей. Первый — это труба «земляного контура», закопанная под землю, по которой циркулирует вода. За счет теплопроводности вода отбирает тепло у земли (или возвращает тепло) земле, поэтому чем больше площадь поверхности трубы, тем эффективнее система. Вот почему в общем контуре заземления часто бывает несколько петель трубы. Эмпирическое правило гласит, что одна петля соответствует одной тонне мощности, что соответствует примерно 12 000 БТЕ в час. Среднему американскому дому потребуется от 2 до 3 тонн емкости, то есть от двух до трех петель (или одна очень глубокая).

    Вторая часть — это сам тепловой насос, который находится внутри, подключен к контуру заземления и обменивается теплом с водой посредством цикла хладагента с компрессией пара (мало чем отличается от того, как ваш холодильник обменивается теплом с окружающим воздухом). Зимой он забирает тепло у циркулирующей воды и отдает его в воздух, таким образом обогревая здание; летом он забирает тепло из воздуха и отдает его воде, таким образом охлаждая здание.

    ГШТ отапливают и охлаждают здания. Одуванчик

    Вы можете думать о GSHP как о двух связанных теплопередачах. Через контур заземления вода обменивается теплом с землей; через тепловой насос вода обменивается теплом с воздухом в помещении.

    Поскольку температура грунта в основном одинакова на глубине 10 или 1000 футов под землей, что несколько противоречит здравому смыслу, глубина заземляющего контура не имеет большого значения. Что имеет значение, так это квадратные метры трубы, выставленной на землю. Монтажники используют либо длинные горизонтальные петли, либо глубокие вертикальные петли в зависимости от проекта.(Большинство проектов в наши дни являются «замкнутыми», что означает отсутствие обмена жидкостями с землей, но при определенных обстоятельствах может работать система «открытого цикла», которая работает непосредственно с водой, нагретой землей.)

    МЭ

    GSHP не вырабатывает тепло, как мазутная или газовая печь, а собирает тепло из земли. Вода, конечно, не циркулирует сама по себе; для работы ГСХП требуется электричество.Но с точки зрения единиц тепла на единицу энергии — то, что в бизнесе называют коэффициентом полезного действия (КПД) — это единственный наиболее эффективный способ обогрева здания.

    Жидкотопливная или газовая печь имеет КПД менее 1; на единицу подводимой энергии выделяется от 0,7 до 0,9 единиц тепла. Нагрев электрическим сопротивлением (плинтусные обогреватели, настенные обогреватели, обогреватели помещений) имеют КПД, равный 1. Воздушные тепловые насосы (ASHP), которые получают тепло из наружного воздуха, а не из земли, несколько различаются в зависимости от температуры воздуха, но в целом может достигать COP 3.GSHP, в зависимости от климата, могут доходить до 4 или до 6. (Они лучше работают в экстремальных климатических условиях, с большой разницей температур между воздухом и землей, чем в умеренном климате.)

    В наилучших условиях эффективность GSHP составляет 600 процентов. Ничто другое, кроме системы централизованного теплоснабжения, обслуживающей несколько зданий, не может сравниться с такой эффективностью.

    GSHP — это старая технология — они впервые появились в США примерно в 1940 году — с хорошо известными преимуществами и недостатками. С другой стороны, система работает тихо, эксплуатационные расходы низкие, расходы на техническое обслуживание низкие, нет выбросов загрязняющих веществ внутри помещений или парниковых газов, и она работает долго.(Внутренние тепловые насосы могут прослужить 25 лет, контуры заземления могут прослужить 50 лет и более.) Действительно приятно иметь уже установленный GSHP.

    К сожалению, его установка обошлась чертовски дорого. Как правило, они стоят от 20 000 до 50 000 долларов первоначальных затрат (немного больше, чем ваша печь на природном газе за 1000 долларов), и их установка обычно требует обширного бурения и земляных работ, которые могут длиться в течение нескольких недель (немного больше, чем 1-2 дня). для газовой печи или АШП).Эти ограничения сделали их непрактичными для большинства домовладельцев.

    По крайней мере, на данный момент, когда дело доходит до реконструкции, возникает реальный вопрос, стоят ли GSHP дополнительных затрат по сравнению с ASHP, которые достаточно улучшились, чтобы работать практически в любом климате. Если ASHP недостаточно для данного здания, обычно дешевле уменьшить потребности в отоплении за счет изоляции и повышения эффективности, чем покупать более крупную систему.

    Тем не менее, для новостроек «геотермальная энергия — не проблема», — говорит Адам Сантри, президент Allied Well Drilling.«Вам не нужны никакие [налоговые] кредиты. Включив [GSHP] в свою ипотеку, вы получаете положительный денежный поток в первый месяц». Экономия на тепле больше, чем платеж по кредиту на ГШП, с ходу.

    «Да, есть первоначальные затраты, — говорит Алан Скоуби, ветеран отрасли с 40-летним стажем работы в компании GeoPro, Inc. ».

    GSHP сталкиваются с проблемой, с которой столкнулись все виды технологий экологически чистой энергии на ранних стадиях их стоимости и кривых развития: хотя они окупаются в долгосрочной перспективе, существенные первоначальные инвестиции часто отпугивают клиентов.Таким образом, двумя ключевыми стратегиями роста являются сокращение этих первоначальных затрат и их распределение во времени за счет разумного финансирования.

    Одна новая компания в настоящее время пытается сделать и то, и другое, сосредоточившись на рынке жилья.

    Dandelion пытается упростить геотермальные тепловые насосы

    Секретная X Lab в Alphabet (материнская компания Google) занимается проблемами чистой энергии, выделяя компании по ходу дела. Один из них, образованный в 2018 году, называется «Одуванчик», и он напрямую занимается проблемами, которые сдерживали GSHP.

    Команда

    Одуванчика «выросла не в этой отрасли, они выросли в солнечной промышленности», — говорит Скоуби. «Они подходят ко всему этому со свежим взглядом».

    Как правило, подрядчик по ОВКВ может самостоятельно установить печь или АСВД, получая всю прибыль и налоговые льготы. Для работы GSHP они должны найти субподрядчика по бурению и разделить прибыль — больше хлопот за меньшие деньги. У них также часто есть на складе печи, которые им нужно перевезти, и, возможно, потребуется специальный заказ GSHP.Поощрения не совпадают.

    Одним из ключевых шагов Dandelion стала вертикальная интеграция, объединение всех звеньев цепочки поставок в одну организацию. Люди, которые находят клиентов, оценивают недвижимость, сверлят контуры заземления и устанавливают тепловые насосы, — все они работают на Dandelion, поэтому они могут эффективно координировать свои действия.

    Вертикальная интеграция также означает, что Dandelion может заказать изготовленное на заказ высококачественное оборудование. «Поскольку у них есть план действий по достижению гораздо большего масштаба, — говорит Скоуби, — они могут использовать его и снижать стоимость.Никто другой не был готов сделать это».

    Например, компания разработала собственный тепловой насос. «Мы посмотрели, что отнимает у установщиков много времени, — говорит Кэти Ханнан, основатель и президент Dandelion, — и каждый раз появлялась возможность взять эти вещи и просто встроить их в тепловой насос». Требуется меньше сборки на месте, и он имеет меньший форм-фактор, чем сопоставимые тепловые насосы. Он также оснащен датчиками, которые в режиме реального времени предоставляют информацию о том, как он работает в полевых условиях, чего не хватает в отрасли.Это также дешевле, чем у конкурентов.

    Компания заказала специальные буровые установки меньшего размера по сравнению с типичными геотермальными буровыми установками и способные работать в ограниченном пространстве. Точно так же они оптимизировали трубопровод, раствор и другие компоненты. Стратегия больше похожа на стартап в солнечной энергетике: инвестируйте большие средства на ранней стадии, чтобы снизить затраты и начать масштабирование; верьте, что масштаб окупит инвестиции.

    Бурение вертикальных контуров заземления — отверстия диаметром от 4 до 6 дюймов глубиной около 500 футов — Dandelion значительно сократил время и перерывы в установке с недель или месяцев до одной недели.Компания получила первоначальную стоимость системы с доставкой до 18 000 долларов США с 25 000 долларов США.

    Не менее важно и то, что компания разработала модель финансирования для преодоления барьера первоначальных затрат. Он ссужает стоимость системы клиентам, которые ничего не платят вперед. Вместо этого они выплачивают кредит по фиксированной месячной ставке, которая ниже, чем их предыдущие расходы на отопление и охлаждение. Они экономят деньги с первого дня.

    «Они нацелены на тот тип клиентов, который нужен нашей отрасли, — говорит Сантри, — на людей со средним и низким доходом, для которых это было недоступно.

    Тем не менее, ссуды по-прежнему привязаны к домовладельцу. По словам Ханнуна, отрасли нужна модель, подобная солнечной на крыше, с «моделями стороннего владения, где, если вы домовладелец и не планируете жить в своем доме вечно, вы не можете вкладывать деньги — просто покупайте солнечную энергию, по сути, вместо того, чтобы покупать обычную электроэнергию». Такая модель «солнечная энергия как услуга» могла бы работать так же хорошо, как «тепло как услуга».

    Одуванчик набирает обороты в Нью-Йорке, где в некоторых населенных пунктах вроде округа Вестчестер запрещен газ в новостройках, а миллионы людей отапливаются дорогими пропановыми и мазутными печами (на фоне которых GSHP окупится за пять лет).«Когда они видят, что могут получать возобновляемую энергию дешевле, чем платят за мазут, — говорит Ханнан, — это очень убедительно». Недавно компания расширилась до Коннектикута.

    «Я думаю, что они добьются успеха, потому что масштабы, которые они планируют, привлекают множество типов коммунальных служб, у которых есть финансовые средства, чтобы помочь управлять тем, что они делают, — говорит Скоуби, — или поддерживать их на соглашение об эксклюзивности, чего они не хотели бы делать с местным подрядчиком.

    Нью-Йорк также имеет существенные стимулы для низкоуглеродного отопления, которое, вероятно, будет необходимо везде, где GSHPs должны конкурировать с природным газом. Но компания учится на ходу и видит множество возможностей для снижения затрат «по всем направлениям», — говорит Ханнан. И, конечно же, в мире с ограниченным выбросом углерода природный газ исчезнет.

    Итак, это меньшая геотермальная тепловая технология. Теперь давайте посмотрим на более крупные вещи.

    Низкотемпературная геотермальная энергия может дешево обогреть несколько зданий

    В моем предыдущем посте о геотермальной энергии я описал, как работает традиционная геотермальная система.Одна скважина, производственная, впадает в горячую воду, находящуюся в подземных водоносных горизонтах; вода поднимается вверх, тепло извлекается, вода охлаждается и возвращается в землю через вторую скважину, нагнетательную.

    Геотермальная энергия. МЭ

    Чтобы получить доступ к высокому теплу, необходимому для выработки электроэнергии, такие системы обычно должны располагаться в специализированных (и относительно редких) районах вблизи вулканической активности, где очень горячая вода находится в ловушке в пористой породе под землей.

    Но солевые водоносные горизонты, содержащие теплую воду — недостаточно горячую для электричества, но достаточно горячую для прямого нагрева — практически вездесущи в США и других странах.

    Геотермальные системы, использующие теплую (менее 300°F) воду, могут использоваться в качестве источника тепла для системы централизованного теплоснабжения, т. е. единой подключенной системы контуров горячей воды, которая обогревает несколько зданий.

    Централизованное отопление нашло одно из своих самых первых проявлений в США — Бойсе, штат Айдахо, использовало геотермальную энергию для обогрева зданий с 1890 года и по сей день обогревает с ее помощью свой центр города — но оно гораздо более популярно и развито в Европе, особенно в Исландии ( хотя Китай в этом, как и во всем, быстро набирает обороты).Париж, Мюнхен и Рейкьявик известны своими обширными системами централизованного теплоснабжения.

    Пример геотермальной системы централизованного теплоснабжения. ГеоДХ

    В США централизованное теплоснабжение так и не прижилось, но часто встречается в кампусах колледжей. В рамках своих целей декарбонизации Принстонский университет переходит от паровой системы природного газа к геотермальной. Орегонский технологический институт, Карлтонский колледж в Миннесоте и Государственный университет Болла в Индиане (среди прочих) уже отапливают тепло с помощью геотермального централизованного теплоснабжения.

    После того, как первоначальные капитальные затраты окупятся, центральное геотермальное тепло станет очень дешевым в течение десятилетий или даже столетий. (Самая старая в мире действующая геотермальная система централизованного теплоснабжения в Шод-Эг, Франция, работает с 14 века.) Но первоначальные затраты остаются пугающими.

    В космосе появились новые технологические разработки. Министерство энергетики изучает геотермальные системы прямого использования (DDU), которые работают глубже, чтобы найти достаточно высокие температуры практически в любой географии и использовать их в качестве крупномасштабных источников тепла для кампусов, военных объектов, больничных комплексов или жилых комплексов.«Крупномасштабные, полностью интегрированные геотермальные системы DDU не были реализованы в Соединенных Штатах, — пишет Министерство энергетики, — хотя попытки такого типа становятся все более популярными в Европе и других странах».

    Некоторые из этих проектов DDU используют системы «замкнутого цикла» (мало чем отличающиеся от GSHP), которые вообще не обмениваются жидкостями с землей, что исключает любую возможность загрязнения грунтовых вод. Канадская компания Eavor (описанная в моем предыдущем посте) работает над системами с замкнутым контуром, которые можно использовать не только для получения тепла на электрическом уровне, но и для низкотемпературных систем, собирающих тепло для зданий.

    Замкнутая геотермальная система Ивора. Ивор

    Некоторые системы DDU, если они используют достаточное количество тепла, могут «совместно производить» электричество и тепло, тем самым стирая границы с геотермальными энергетическими системами.

    Однако дело в том, что когда дело доходит до неглубоких соленых водоносных горизонтов, нефтегазовая промышленность уже знает, что делать. «Низко висящие плоды [геотермального тепла] — это наши осадочные бассейны глубиной от двух до трех километров, — говорит Марит Броммер, руководитель Международной геотермальной ассоциации, но начинавшая свою карьеру инженером по нефти и газу, — и они были нанесено на карту экстенсивно из-за наших нефти и газа.Мы очень хорошо знаем их температуру — и, кстати, мы нашли в этих резервуарах больше воды, чем нефти».

    «Сейчас у нас есть намного лучшие инструменты [чем в предыдущие десятилетия] — лучшая технология бурения, намного лучшие возможности геофизического каротажа, лучшее отображение сейсмических отражений», — говорит Джефф Тестер, профессор устойчивых энергетических систем и главный научный сотрудник Корнельского университета Earth Source. Тепловой проект. «Мы знаем гораздо больше о том, как найти проницаемость и флюиды в породе.«Бурение на такой глубине, избегая загрязнения или сейсмических потрясений, — это то, над чем нефтегазовые компании работали десятилетиями.

    Геотермальное централизованное теплоснабжение не представляет сложности для всех, кто строит новые жилые комплексы, кампусы или промышленные кластеры. Он представляет собой низкие, стабильные затраты на отопление (а не колеблющиеся затраты на нефть и газ) для нескольких поколений.

    Дальновидные города, такие как Мюнхен (который стремится сократить выбросы парниковых газов на 50 процентов к 2030 году), начали рассматривать геотермальные контуры как часть городской инфраструктуры, которые должны быть установлены и обслуживаться рядом с водопроводными и канализационными линиями, чтобы любое новое здание или разработка может просто подключиться к основной линии через утилиту, как и другие базовые сервисы.

    Чем крупнее становится такая система, тем больше падают ее удельные затраты. И это местный ресурс, который создает местные рабочие места; она не зависит от импорта или мировых рынков. Это дает городам некоторую степень независимости.

    Энджи

    Опять же, препятствием являются первоначальные затраты. По словам Броммера, геотермальная система централизованного теплоснабжения приличного размера может стоить 25 миллионов долларов, и хотя «в среднем вам требуется около четверти вашего жизненного цикла, чтобы избавиться от вашего [долгового] ​​бремени», капитальные затраты часто достаточно, чтобы отпугнуть застройщиков и муниципалитеты.

    Затраты уменьшатся по мере расширения масштабов и обмена знаниями. «Что нам нужно, так это несколько компаний, которые работают в разных странах в аналогичных условиях, которые понимают требования к бурению и потребности в обслуживании, — говорит Броммер, — а это означает, что уроки, извлеченные в первой стране, могут быть применены для снижения затрат во второй стране, три и четыре».

    Но такое обучение требует роста. Как и в случае с GSHP, хитрость заключается в том, чтобы найти инструменты для снижения первоначальных затрат и их распределения по времени.

    Геотермальная энергия стоит дороже, но в целом меньше. В этом может помочь правительство.

    Ускорение развития геотермальной электроэнергии в основном связано с исследованиями и демонстрацией технологий, но когда речь идет о геотермальной тепле — как GSHP, так и более крупных решений, таких как DDU, — в первую очередь требуется такая государственная политика, которая вытягивает продемонстрированные технологии на более широкий рынок. .

    Это означает стимулы, такие как гранты, налоговые льготы или льготные тарифы (в данном случае тарифы на отопление), чтобы снизить первоначальные затраты.На уровне города или округа это означает регулятивную реформу, направленную на снижение затрат на получение разрешений, размещение и строительство систем. Но, пожалуй, самое главное, это касается механизмов финансирования.

    Помните, что геотермальная система централизованного теплоснабжения или GSHP уже является более выгодной, чем их конкуренты, в течение всего срока службы системы. Они просто сталкиваются с неловкой проблемой, что почти все затраты складываются авансом, а выгоды накапливаются со временем. Проблема заключается в своевременном распределении затрат и выгод.

    Именно такие проблемы могут решить механизмы финансирования, которые перемещают затраты и выгоды во времени. 30-летняя ипотека с фиксированной процентной ставкой была изобретена в 1930-х годах, чтобы распределить большие первоначальные затраты на дом на десятилетия, тем самым открыв право собственности на жилье миллионам американцев. Зарождающаяся модель финансирования Dandelion, не требующая авансовых платежей от клиента, могла бы сделать то же самое для GSHP, если бы ее можно было масштабировать (и привязать к собственности, а не к владельцу).

    Правительство может помочь, предложив долгосрочные ссуды под низкие проценты для низкоуглеродных систем отопления или поддерживая такие ссуды, если их предлагают банки или другие частные учреждения.Эти кредиты могут помочь смягчить существенные начальные риски разведки новых ресурсов.

    «Исландия устранила этот риск в 1960-х годах, создав Национальный энергетический фонд, который предлагает ссуды для финансирования первоначальных затрат на бурение и разведку», — говорит Тестер. «Если начальный этап бурения не удался, кредит не выплачивается государству; если бурение пройдет успешно, кредит будет выплачен в соответствии с планом». По его словам, это самый мощный политический инструмент для расширения использования геотермальной энергии в Исландии.

    Теплица с геотермальным отоплением в Исландии. Шаттерсток

    Наряду с финансированием необходимы новые модели собственности и предоставления услуг. «Проблема энергетического перехода заключается в том, что нефтяные и газовые компании вряд ли будут использовать тепло, — говорит Броммер. «Необходимы небольшие посреднические операционные компании, которые понимают, что нужно для добычи тепла, и могут продавать его как услугу коммунальным предприятиям.Это путь вперед». Такие посредники могут даже принадлежать местным сообществам, в соответствии с популярной моделью «общественной солнечной энергии».

    Существует много возможностей для инноваций в области геотермального тепла — в технологии, но особенно в политике и финансировании. Но США нужно будет серьезно отнестись к инвестициям, политике и регулированию, необходимым для увеличения его до необходимого размера.

    Крупные инвестиции времени, денег и политического внимания в области геотермального тепла могли бы помочь создать рабочие места почти во всех почтовых индексах США.Всестороннее исследование Geovisions, проведенное Министерством энергетики США в 2019 году, показало, что «улучшения технологий могут обеспечить более 17 500 установок геотермального централизованного теплоснабжения по всей стране, а 28 миллионов домохозяйств в США смогут реализовать экономически эффективные решения для отопления и охлаждения за счет использования геотермальных тепловых насосов». Для такого количества геотермальных систем потребуется более чем в 50 раз больше скважин, вырытых всей нефтегазовой промышленностью США, а это кладезь квалифицированных рабочих мест.

    Геотермальное тепло может помочь городам достичь определенной степени энергетической независимости, предоставив им надежный источник тепла и охлаждения, который никогда не меняет цены и не требует импорта.Это могло бы помочь найти работу пенсионерам, уволенным или просто скучающим инженерам-нефтяникам и газовикам; Dandelion недавно наняла Джереми Смита, ветерана нефтегазовой отрасли с 20-летним стажем, в качестве нового вице-президента по бурению.

    Но, прежде всего, это могло бы помочь решить загадку, как быстро обезуглероживать системы отопления и охлаждения зданий, проблему, которой не уделялось должного внимания и не так много решений. Геотермальная энергия — такое решение, прямо у нас под ногами. Нам просто нужно копать.

    Геотермальная энергия Рочестер, штат Нью-Йорк | Домашние системы отопления

    Ищете экологически чистое и экономичное решение для отопления и охлаждения вашего дома? Геотермальная энергетическая система — ваш лучший вариант для беспрецедентной экономии энергии, эффективности эксплуатации и воздействия на окружающую среду.

    • Снижает затраты на отопление до 80%
    • Отсутствие горения или выбросов угарного газа
    • Бесплатная дополнительная горячая вода
    • Самая низкая стоимость обслуживания
    • Долгий срок службы оборудования: от 25 до 50 лет
    • Равномерная и постоянная температура
    • Полный контроль влажности

    «Нам это нравится! Наш дом очень удобен, а счета за электричество низкие. Компания Geotherm установила 4-тонную систему в нашей новой постройке, которая включала лучистое отопление в цокольном этаже.Печь представляет собой комбинированный блок, который обрабатывает как принудительный воздух, так и горячую воду для пола. Они проделали хорошую работу, в том числе большой контур заземления…»

    Мэтт – Рочестер, Нью-Йорк Услышать от других клиентов >

    Что такое геотермальная энергия?

    Земля поглощает примерно 47% передаваемой солнечной энергии и хранит эту свободную тепловую энергию у нас под ногами. Таким образом, несмотря на то, что температура воздуха жаркая летом и холодная зимой, температура земли всего в нескольких футах от поверхности относительно постоянна круглый год.

    Геотермальные энергетические системы используют это преимущество, передавая более теплую энергию в наши дома зимой. Летом происходит обратный процесс. Таким образом, Земля подобна большому солнечному коллектору и аккумуляторной батарее, тепловой энергии которой более чем достаточно для всех.

    Почему геотермальная энергия настолько эффективна?

    Геотермальная энергетическая система использует большое количество энергии/тепла, хранящихся в земле под нашими ногами. Поскольку геотермальные энергетические системы перемещают только тепло и не должны создавать эту энергию за счет сжигания топлива или стандартного потребления электроэнергии, в этой области можно ожидать эффективности до 500%.Небольшое количество электроэнергии, необходимое для работы компрессора теплового насоса и циркуляционных насосов контура заземления, может передавать в 4–5 раз больше тепловой энергии для дома.

    Действительно ли геотермальная энергия полезна для окружающей среды?

    Абсолютно! Агентство по охране окружающей среды назвало геотермальные системы «наиболее экологически чистым способом кондиционирования наших домов». Геотермальный тепловой насос не имеет выхлопа и не выделяет углекислого газа. Удаление процесса горения от нагрева снижает нашу зависимость от иностранного топлива и устраняет возможность отравления угарным газом.Geotherm использует тепловые насосы только с R-410a – безопасным для озона хладагентом и чистым геотермальным антифризом с деионизированной водой.

    Как работают геотермальные системы?

    Три основных компонента составляют геотермальную энергетическую систему. Они:

    1) Теплообменник контура заземления, 2) Тепловой насос, использующий грунт, и 3) Система распределения (воздуховоды, полы с подогревом, фанкойлы и т. д.).

    Контур заземления представляет собой интерфейс с землей, который передает энергию через устойчивый к замерзанию раствор, прокачиваемый через теплообменник с высокой скоростью.Доступны несколько типов и конструкций контура заземления, соответствующие уникальным свойствам каждого проекта (см. ниже).

    Геотермальный тепловой насос использует контур охлаждения для извлечения тепловой энергии из контура заземления и передачи ее в систему распределения в зимние месяцы для обогрева дома. Летом этот процесс меняется на противоположный для охлаждения дома.

    Распределительная система бесшумно распределяет тепло по всему дому, создавая очень равномерную и контролируемую температуру.В воздушных системах используются воздуховоды, в то время как теплые полы или фанкойлы распределяют тепло с помощью гидравлической системы на водной основе.

    Какая геотермальная система мне подходит?

    В наиболее распространенной конструкции контура используется экскаватор для горизонтального заглубления теплообменника в землю на глубину примерно 6 футов.

    Для работы теплового насоса можно использовать обильный запас высококачественной воды. Вода берется из колодца и сбрасывается в пруд, ручей или другой колодец.

    Эта петля позволяет небольшим объектам использовать преимущества геотермальной технологии. Для вертикального заглубления теплообменника в землю используется буровая установка.

    Наиболее экономичная стратегия заключается в погружении теплообменника в большой водоем (поскольку не требуется копание или бурение). Большинству домов требуется пруд площадью 1/2 акра с минимальной глубиной в десять футов для правильной работы.

    Получите бесплатную оценку энергопотребления и смету!

    Геотермальная энергия · Границы для молодых умов

    Аннотация

    Знаете ли вы, что глубоко внутри Земля очень горячая и что это тепло может генерировать энергию? Эта энергия, называемая геотермальной энергией, может производить электричество по всему миру! Все начинается с воды.Вода находится внутри горных пород почти везде, даже очень глубоко под поверхностью Земли, где очень жарко. Вода внутри горячих камней тоже очень горячая, и когда эта жидкость достигает поверхности Земли, она может генерировать электричество, которое может зажечь лампочку, зарядить ваш телефон и даже привести в действие ваш автомобиль! Геотермальная энергия – это зеленая энергия! Он не выбрасывает углекислый газ в атмосферу, почти неисчерпаем и доступен круглосуточно и без выходных, потому что внутри Земли всегда жарко. В будущем ученые надеются расширить использование геотермальной энергии за счет усовершенствования технологий, что позволит использовать эту мощную, завораживающую энергию в еще большем количестве городов.

    Что такое геотермальная энергия?

    Геотермальная энергия — это возобновляемая энергия , полученная из тепла внутри Земли. Мы можем использовать эту энергию не только для производства электроэнергии, но и для обогрева и охлаждения зданий, а также для спа и горячих источников.

    Но откуда берется это тепло? Тепло в центре Земли является побочным продуктом химических и ядерных реакций, происходящих глубоко в ядре Земли, реакций, которые происходят уже миллиарды лет.Распространенным побочным продуктом этих реакций является тепло, которое затем медленно мигрирует вверх по Земле, пока мы не сможем достичь его, пробурив землю. Поскольку эти реакции глубоко внутри земли будут продолжаться, любое тепло, которое мы используем, будет заменено или возобновлено. Геотермальная энергия, наряду с солнечной, ветровой и гидроэнергетикой, считается возобновляемым источником энергии, потому что мы можем использовать ее вечно.

    Где мы находим геотермальную энергию?

    Хотя тепло из центра Земли мигрирует на поверхность повсюду, тепло концентрируется на краях тектонических плит .Тектонические плиты — это кусочки земной поверхности, которые собираются вместе, как пазлы, и перемещаются медленно, примерно так же быстро, как растут ваши ногти. Эти пластины могут перетираться друг о друга или проскальзывать друг под другом, поэтому их края очень горячие и считаются динамическими местами. На самом деле края тектонических плит отмечены множеством землетрясений, как в Калифорнии, и извержений вулканов, как в Японии.

    Например, край Тихоокеанской плиты называется Огненным кольцом из-за особенно большого количества землетрясений и извержений вулканов, происходящих там (см. рис. 1).Западная часть Соединенных Штатов является частью огненного кольца, поэтому больше тепла поступает на поверхность Земли в таких штатах, как Невада и Калифорния. Здесь вы найдете все современные геотермальные электростанции в США

    .
    • Рис. 1. Карта мира с указанием тектонических плит и их границ.
    • Огненное кольцо проходит по периметру Тихоокеанской плиты (Служба национальных парков). Сходящиеся границы, показанные красным, — это места, где плиты движутся навстречу друг другу.Расходящиеся границы, показанные белым цветом, — это места, где плиты удаляются друг от друга. Границы преобразования, показанные золотым цветом, — это места, где плиты скользят мимо друг друга. Желтые точки представляют сейсмическую активность, которая, как вы видите, наиболее сильна на краях пластин. Карта тектонических плит Службы национальных парков.

    Посмотрите на карту тектонических плит выше и посмотрите на страны, через которые пересекаются границы плит. Вы замечаете закономерность? Страны с большим количеством геотермальной энергии, такие как Исландия и Индонезия, также находятся прямо на границе плиты.Подумайте обо всем потенциале геотермальной энергии по всему миру!

    Сколько геотермальной электроэнергии производится в настоящее время?

    Много гигаватт ! Гигаватт, обычно сокращенно ГВт, может питать около 1 000 000 домов. Во всем мире производится около 12,8 ГВт геотермальной электроэнергии и около 3,5 ГВт только в США. 3,5 ГВт могут питать около 3 500 000 домов, что эквивалентно почти всем домохозяйствам во всем штате Джорджия! Это может показаться большим, но скоро оно станет больше: около 1.3 ГВт дополнительной электроэнергии от геотермальной энергетики в разработке прямо сейчас!

    Из чего состоит геотермальный резервуар?

    Чтобы использовать геотермальную энергию глубоко под землей, нам нужны три компонента: (1) тепло, (2) жидкость и (3) проницаемость , или проходы через скалу.

    Как мы уже говорили, тепло из центра Земли естественным образом мигрирует к поверхности Земли и находится повсюду под землей, хотя количество тепла немного варьируется от места к месту.

    Нам также нужна жидкость внутри подземных пород, чтобы поглощать тепло и выводить его на поверхность для нас. Эта жидкость не обычная вода; это не вода, которая течет из вашего крана, или океанская вода, или сельскохозяйственная вода, или что-то еще, что вы когда-либо видели. Эта жидкость имеет странные цвета, странные запахи и течет по-другому.

    Наконец, нам нужны пути для того, чтобы вода текла под землю. Эти пути обычно состоят из разломов или трещин в скалах, которые очень маленькие и соединены друг с другом.Эти трещины позволяют жидкости медленно циркулировать и повышать температуру.

    Когда эти три вещи происходят вместе, они создают геотермальный резервуар . Мы можем выкачивать горячую воду из резервуара, направлять ее через электростанцию, использовать для вращения турбины и выработки электроэнергии. Затем это электричество может быть отправлено в дома по линиям электропередач. Если у нас нет этих трех вещей вместе, то нет никакого способа генерировать энергию из геотермальной энергии.

    Вы можете спросить: «Ну, тепло может быть возобновляемым, но как насчет жидкости? Сможешь израсходовать всю горячую жидкость? На самом деле, после того, как горячая вода была использована для производства энергии, ее можно вернуть под землю, где вода может быть повторно нагрета и снова может генерировать электричество (см. рис. 2). Это идеальный круг!

    • Рисунок 2. На этом рисунке показана циркуляция жидкости на электростанции, использующей энергию геотермального резервуара (Министерство энергетики).
    • Горячая вода из-под поверхности закачивается в добывающую скважину и направляется на электростанцию. Внутри завода тепло воды используется для вращения турбины, вырабатывающей электричество. После того, как тепло использовано, вода становится холодной и закачивается обратно в недра через нагнетательную скважину. Эта вода теперь снова нагревается с течением времени и снова проходит цикл.

    Могут ли люди создавать свои собственные геотермальные ресурсы?

    В настоящее время проводится много исследований, чтобы выяснить, как создать геотермальные резервуары в местах, где под землей есть горячие породы.В некоторых местах есть горячие породы, но мало проницаемости или флюидов, чтобы доставить это тепло на поверхность для производства энергии. В этих случаях можно нагнетать флюид в горячие породы и создавать проницаемость. Такой искусственный геотермальный резервуар позволит производить геотермальную электроэнергию где угодно. Мы могли бы не только строить геотермальные электростанции на поверхности Земли, но и строить геотермальные резервуары под землей. Это было бы революционно и могло бы генерировать почти на 500 ГВт больше электроэнергии, чем в настоящее время производится геотермальной энергией.

    Какие исследования проводятся для увеличения наших геотермальных ресурсов?

    Многие специалисты самых разных специальностей работают над тем, чтобы выяснить, как использовать больше геотермальной энергии. Например, ученые-компьютерщики учат компьютеры искать горячие камни; инженеры изобретают новые способы бурения и строительства геотермальных резервуаров; и многие ученые пачкают руки, выходя из своих лабораторий, чтобы проверить свои изобретения, связанные с геотермальной энергией, в реальных условиях.И последнее, но не менее важное: совместное использование является огромной частью продвижения геотермальной энергии. Обмен данными, обмен идеями, обсуждение будущего и участие в исследованиях других ученых. Геотермальное сообщество — это сплоченная семья, и они всегда поддерживают друг друга и помогают друг другу.

    Таким образом, мы рассказали, что такое геотермальная энергия и где ее можно найти, а также что нужно для создания или создания геотермального резервуара. Геотермальная энергия полезна для окружающей среды, почти неисчерпаема , всегда доступна, а в будущем может помочь в электроснабжении и обогреве городов и поселков по всему миру.

    Глоссарий

    Геотермальная энергия : Тепловая энергия, вырабатываемая и хранящаяся в Земле.

    Возобновляемая энергия : Энергия, полученная из ресурсов, которые естественным образом пополняются в течение жизни человека.

    Тектонические плиты : Кусочки земной коры, которые собираются вместе, как пазлы. Со временем плиты перемещаются и взаимодействуют друг с другом, что приводит к вулканической и сейсмической активности на их краях.

    Гигаватт (обычно сокращенно ГВт) : Мера энергии. 1 ГВт может питать около 1 000 000 домов.

    Проницаемость : Способность материала пропускать через себя жидкости, обычно через трещины или небольшие взаимосвязанные отверстия в материале.

    Геотермальный резервуар : Место, где можно извлекать энергию из-под земли, потому что условия в самый раз.

    Турбина : Механическое устройство, которое вращается и вырабатывает электроэнергию в сочетании с генератором.

    Неисчерпаемый : Бесконечный; не может иссякнуть.

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    10 мифов о геотермальном отоплении и охлаждении

    Иллюстрация системы геотермального отопления и охлаждения, которая обеспечивает несколько нагрузок для сообщества.Иллюстрация Сары Чейни.

    Иллюстрация Сары Чейни.

    Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

    Представьте себе дом, в котором всегда комфортная температура, а система отопления и охлаждения находится вне поля зрения. Эта система работает эффективно, но не требует обширного обслуживания или знаний со стороны владельцев.

    Воздух пахнет свежестью; слышно щебетание птиц и ленивый шелест ветра в кронах деревьев. Дом делится энергией с землей, подобно тому, как корни деревьев обменивают жизненно важные элементы на свои листья и ветки.Звучит удобно, не так ли?

    Геотермальное отопление и охлаждение делают эту мечту реальностью. Геотермальная система ОВКВ (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) приводит здание в гармонию с землей под ним, используя преимущества подземных температур для обогрева зимой и охлаждения летом.

    Как работает геотермальное отопление и охлаждение

    Температура на открытом воздухе колеблется в зависимости от сезона, но температура под землей меняется не так резко, благодаря изолирующим свойствам земли.От четырех до шести футов под землей температура остается относительно постоянной круглый год. Геотермальная система, которая обычно состоит из внутреннего блока обработки и заглубленной системы труб, называемой контуром заземления, и/или насоса для обратной закачки, использует эти постоянные температуры для получения «бесплатной» энергии.

    (Обратите внимание, что геотермальное отопление, вентиляция и кондиционирование не следует путать с «геотермальной энергией» — процессом, при котором электричество вырабатывается непосредственно из тепла внутри земли. Это происходит в масштабе коммунальных услуг и использует различные процессы, обычно нагревая воду для кипение.)

    Трубы, составляющие контур заземления, обычно изготавливаются из полиэтилена и могут быть закопаны под землю горизонтально или вертикально, в зависимости от особенностей участка. Если водоносный горизонт доступен, инженеры могут предпочесть спроектировать систему «открытого цикла», в которой скважина бурится в подземные воды. Вода закачивается, проходит через теплообменник, а затем возвращается в тот же водоносный горизонт посредством «обратной закачки».

    Схема работы геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

    Иллюстрация из Modern Geothermal HVAC.

    Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

    Зимой жидкость, циркулирующая по контуру заземления системы или колодцу, поглощает аккумулированное тепло из земли и переносит его внутрь помещения. Внутренний блок сжимает тепло до более высокой температуры и распределяет его по всему зданию, как если бы это был кондиционер, работающий в обратном направлении. Летом геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха забирает тепло из здания и переносит его через контур заземления/насос в колодец обратной закачки, где тепло передается более прохладной земле/водоносному горизонту.

    В отличие от обычных систем отопления и охлаждения, геотермальные системы HVAC не сжигают ископаемое топливо для выработки тепла; они просто передают тепло к земле и от нее. Как правило, электроэнергия используется только для работы вентилятора, компрессора и насоса агрегата.

    Геотермальная система охлаждения и отопления состоит из трех основных компонентов: блока теплового насоса, жидкого теплоносителя (открытого или замкнутого контура) и системы подачи воздуха (воздуховодов) и/или лучистого отопления (в этаже или в другом месте).

    Геотермальные тепловые насосы, а также все другие типы тепловых насосов имеют рейтинг эффективности в соответствии с их коэффициентом полезного действия или COP. Это научный способ определить, сколько энергии перемещает система по сравнению с тем, сколько она использует. Большинство систем геотермальных тепловых насосов имеют КПД от 3,0 до 5,0. Это означает, что на каждую единицу энергии, используемую для питания системы, отводится от трех до пяти единиц тепла.

    Геотермальные системы требуют минимального обслуживания. При правильной установке, что очень важно, заглубленная петля может прослужить не одно поколение.Вентилятор, компрессор и насос агрегата размещены в помещении и защищены от неблагоприятных погодных условий, поэтому их срок службы составляет многие годы, а часто и десятилетия. Обычно периодические проверки и замена фильтров, а также ежегодная очистка змеевика являются единственным необходимым обслуживанием.

    Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

    Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются более 60 лет в США и за их пределами.

    Они работают с природой, а не против нее, и не выделяют парниковых газов. (Как упоминалось ранее, они потребляют меньше электроэнергии для работы, потому что связаны со средней температурой земли.)

    Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования становятся обычным явлением в экологически чистых домах в рамках растущего движения за экологичное строительство. В прошлом году на «зеленые» проекты приходилось 20 процентов всех новых домов, построенных в США. К 2016 году статья Wall Street Journal предсказала, что зеленое жилье вырастет с 36 миллиардов долларов в год до 114 миллиардов долларов. Это приближается к 30-40 процентам всего рынка жилья.

    Но большая часть информации о геотермальном отоплении и охлаждении основана на устаревшей информации или откровенных мифах.В нашей новой книге Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications (Egg/Cunniff/Orio-McGraw-Hill 2013) соавторы Грег Каннифф, Карл Орио и я развеяли многие из этих мифов.

    Развенчанные мифы о геотермальных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

    1. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не считаются возобновляемой технологией, поскольку они используют электричество.

    Факт: Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования используют только одну единицу электроэнергии для перемещения до пяти единиц охлаждения или обогрева от земли к зданию.

    2. Фотоэлектрическая и ветровая энергия являются более благоприятными возобновляемыми технологиями по сравнению с геотермальными системами HVAC.

    Факт: Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха забирают в четыре раза больше потребляемых киловатт-часов из электрической сети на каждый потраченный доллар, чем фотоэлектрическая и ветровая энергия добавляют в электрическую сеть. Эти другие технологии, безусловно, могут играть важную роль, но геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования часто являются наиболее экономически эффективным способом снижения воздействия на окружающую среду кондиционирования помещений.

    3. Для геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования требуется много дворов или земельных участков для размещения контуров заземления полиэтиленовых труб.

    Факт: В зависимости от характеристик площадки контур заземления может быть заглублен вертикально, что означает, что требуется небольшая надземная поверхность. Или, если есть доступный водоносный горизонт, к которому можно подключиться, потребуется всего несколько квадратных футов недвижимости. Помните, что вода возвращается в водоносный горизонт, откуда она поступила, после прохождения через теплообменник, поэтому она не «используется» или иным образом подвергается негативному воздействию.

    4. Геотермальные тепловые насосы HVAC шумные.

    Факт: Системы работают очень тихо, снаружи нет оборудования, которое могло бы беспокоить соседей.

    Техник осматривает геотермальную вентиляционную установку.

    Фото предоставлено Jay Egg

    Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

    5. Геотермальные системы со временем «изнашиваются».

    Факт: Земные петли могут существовать в течение нескольких поколений. Теплообменное оборудование обычно служит десятилетиями, так как оно защищено в закрытом помещении.Когда его необходимо заменить, расходы намного меньше, чем установка всей новой геотермальной системы, поскольку установка петли или скважины является наиболее дорогостоящей. Новые технические рекомендации устраняют проблему удержания тепла в грунте, поэтому с ним можно обмениваться теплом неограниченное время. В прошлом некоторые системы неправильного размера со временем перегревали или переохлаждали землю до такой степени, что система больше не имела достаточного температурного градиента для функционирования.

    6. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха работают только в режиме обогрева.

    Факт: они так же эффективно работают при охлаждении и при желании могут быть сконструированы таким образом, что не требуют дополнительного резервного источника тепла, хотя некоторые заказчики считают более рентабельным иметь небольшую резервную систему только в самые холодные дни, если это означает их петля может быть меньше.

    7. Геотермальные системы HVAC не могут одновременно нагревать воду, бассейн и дом. Факт: Системы могут быть рассчитаны на одновременную работу с несколькими нагрузками.

    8. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха укладывают линии хладагента в землю.

    Факт: В большинстве систем в контурах или линиях используется только вода.

    9. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования используют много воды.

    Факт: Геотермальные системы фактически не потребляют воду. Если водоносный горизонт используется для теплообмена с землей, вся вода возвращается в тот же водоносный горизонт. В прошлом существовало несколько операций «накачки и сброса», при которых вода после прохождения через теплообменник тратилась впустую, но сейчас они встречаются крайне редко. При коммерческом применении геотермальные системы HVAC фактически устраняют миллионы галлонов воды, которые в противном случае испарялись бы в градирнях в традиционных системах.

    10. Геотермальная технология HVAC невозможна с финансовой точки зрения без федеральных и местных налоговых льгот.

    Факт: Федеральные и местные льготы обычно составляют от 30 до 60 процентов от общей стоимости геотермальной системы, что часто может сделать начальную цену системы конкурентоспособной по сравнению с обычным оборудованием. Стандартные системы ОВКВ с воздушным источником стоят около 3000 долларов за тонну мощности нагрева или охлаждения при новом строительстве (в домах обычно используется от одной до пяти тонн). Стоимость геотермальных систем HVAC начинается примерно с 5000 долларов за тонну и может достигать 8000 или 9000 долларов за тонну.Тем не менее, новые методы установки снижают затраты до такой степени, что цена становится ближе к обычным системам при правильных условиях.

    Факторы, которые помогают снизить затраты, включают экономию за счет масштаба для общественных, коммерческих или даже крупных жилых помещений и усиление конкуренции в отношении геотермального оборудования (особенно со стороны таких крупных брендов, как Bosch, Carrier и Trane). Открытые контуры с использованием насоса и обратной закачки дешевле в установке, чем закрытые контуры.

    Спасибо за тысячи лайков и сотни комментариев! National Geographic закрыл комментарии для этого блога.Пожалуйста, продолжайте беседу и получите ответы на вопросы о геотермальном отоплении и охлаждении в блоге Джея Эгга «Вопросы и ответы о геотермальном отоплении и охлаждении»

    . (McGraw-Hill 2013), с Грегом Канниффом и Карлом Орио. В 2010 году вместе с Брайаном Кларком Ховардом из National Geographic он написал книгу «Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, экологичное отопление и охлаждение ». Джей консультирует представителей отрасли геотермального отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Ранее он работал установщиком технологии через свою компанию EggGeothermal.

    Что лучше для окружающей среды: геотермальные системы отопления или геотермальные системы охлаждения?

    В 2009 году жители Маунт-Эйри, штат Мэриленд, возможно, заметили странные вещи, происходящие на заднем дворе дома Майка Диксона на Саут-Мейн-Стрит. Диксон бурил отверстия. Один здесь, другой там. Диксон не искал зарытых сокровищ. Он не бурил воду.

    Вместо этого Диксон бурил скважины для установки геотермальной системы отопления и охлаждения [источник: Cochrun].

    Диксон вырыл две ямы глубиной 450 футов (137,16 метра). Когда он закончил, Диксон проложил полиэтиленовые трубы в земле. Он подключил эти трубы к специальному блоку, который мог обогревать его дом зимой и охлаждать летом. Источником всей этой силы является сама Земля [источник: Cochrun].

    Земля полна безграничного источника энергии. Он называется geothermal от греческих слов geo , или «земля», и therme , или «тепло».

    Глубоко внутри планеты много горячей воды и пара — чем глубже вы идете, тем жарче становится.На самом деле ядро ​​Земли настолько горячее, что может расплавить горную породу, известную как магма. Часть магмы выходит через трещины в земной коре. Однако большая часть магмы остается под поверхностью, нагревая бассейны с водой. Большая часть этой горячей воды находится под землей в геотермальных резервуарах. Иногда эта горячая вода выходит на поверхность и скапливается в горячих источниках или извергается в виде гейзеров.

    Люди веками знали о преимуществах геотермальной энергии. Древние римляне использовали горячие источники для обогрева домов. В 1892 году Бойсе, штат Айдахо, начал использовать воду из близлежащего горячего источника для обогрева некоторых городских зданий.Сегодня в Бойсе находится крупнейшая геотермальная система прямого использования в Соединенных Штатах, обеспечивающая теплом более 55 предприятий в центре города [источник: город Бойсе].

    В отличие от нефти и других ископаемых видов топлива, геотермальная энергия является возобновляемой. Это чисто, много, и как только вы сделаете первоначальные инвестиции в настройку системы — это дешево. Диксон говорит, что установка его геотермальной системы обошлась почти в 40 000 долларов. Но, по мнению Диксона, государственные налоговые льготы и перспектива снижения счетов за электроэнергию сделали геотермальную энергию легкой задачей [источник: Cochrun].

    Related Post

    2022 © Все права защищены.