Отопление из под земли: Геотермальное отопление грунтовыми водами: за и против

Геотермальное отопление дома — теплом земли, видео

В настоящее время много владельцев частных и загородных домов считают, что геотермальное отопление дома – это что-то из области заморской фантастики, а установить такое чудо можно только там, где есть некоторая вулканическая активность или горячие источники. А так как такого рода явления не характерны для России, то и о геотермальном отоплении дома знают мало, а знания эти – лишь поверхностные.
Однако такое мнение является ошибочным, так как на самом деле насос довольно успешно образует тепло, даже если температура невысокая. Поэтому такой пока еще альтернативный источник отопления можно использовать при умеренном климате. Можно ли самостоятельно оборудовать геотермальное отопление? Ответ на этот вопрос – положительный, однако перед этим стоит изучить дополнительный материал об особенностях системы, ее преимуществах, а также – о «подводных камнях», которые в данном случае касаются только финансовых ресурсов.

Геотермальное отопление дома

• Виды по типу конструкции
• Чем так хорошо геотермальное отопление
• Нюансы при установке
• Подводим итоги

Виды по типу конструкции

Геотермальное отопление в коттедже работает по принципу, немного схожему с холодильником. Основным элементом здесь выступает тепловой насос, который включается в два контура одновременно. Внутренний контур представляет собой традиционную систему отопления, состоящую из трубопровода и радиаторов. А внешний – представляет собой большой теплообменник, который размещают или под толщей воды, или под землей.

Обычно внутри теплообменника циркулирует жидкость, в составе которой есть антифриз. Такого рода теплоноситель принимает на себя температурный режим среды, который впоследствии, уже подогретый, идет в тепловой насос. Аккумулированное ранее тепло идет во внутренний контур, после чего и нагревается вода в трубах и радиаторах.

Составные части системы геотермального отопления

Таким образом, геотермальное отопление дома под ключ включает в системе один важнейший элемент – тепловой насос. Это компактное устройство, которое занимает немного места.

Заметим, что система является довольно дорогостоящей и трудоемкой в плане установки. Чтобы купить специальную аппаратуру и провести масштабные земляные работы, потребуется немало финансовых средств.

Что и говорить, а монтаж такой системы будет также стоить дорого. Поэтому многие владельцы частных и загородных домов решают сделать отопление частного дома теплом земли самостоятельно.

Прежде всего, необходимо учитывать, что теплообменники бывают трех типов – горизонтальные, вертикальные и водоразмещенные.

• Горизонтальный теплообменник. Такой вид достаточно часто используется. При его применении трубы кладутся в специально сделанные траншеи на такую глубину, которая немного превышает уровень промерзания почвенного покрова в местности. Однако данная система имеет один недостаток – это то, что нужна большая площадь для того чтобы расположить коллектор, а не каждый может позволить себе такую конструкцию. А если на вашей территории произрастают деревья, то оборудование нужно ставить от них примерно на расстоянии 1,5 метра.

Геотермальная система отопления с горизонтальным теплообменником

• Вертикальный теплообменник. Такое устройство является более компактным, но при этом – и более дорогим. Для того чтобы оборудовать геотермальное отопление дома своими руками с таким устройством, не потребуется большая площадь, однако вам понадобится бурильная аппаратура. Ведь в данном случае глубина скважины обязательно должна быть от 50 до 200 метров. Заметим, что это самый дорогой способ, но прослужить он может целых 100 лет! Если вы хотите сделать гео отопление дома, который размещен за городом, то система подойдет. И ландшафт при этом остается в нетронутом состоянии.

Геотермальная система отопления с вертикальным теплообменником

• Водоразмещенный теплообменник. Такой вид является самым экономичным, так как здесь применяется тепло воды. Рекомендуют устанавливать систему на расстоянии до водоема не более чем 100 метров. Контур трубопровода кладется на дно в виде спирали, а глубина залегания должна быть не более 3 метров. Что касается водоема, то рекомендуется, чтобы его площадь была не меньше 200 квадратных метров. При такой системе не требуется трудоемких работ и разрешения.

Тепловой насос типа земля-вода

Таким образом, можно отметить, что сделать геотермальное отопление загородного дома самостоятельно – это довольно сложно. Однако, можно осуществить задуманное, имея хотя бы одного помощника. Оптимальным вариантом является третий способ, однако есть несколько необходимых моментов, без которых он не будет работать, а в частности, – водоем.

Заметим, что, несмотря на то, что обустройство системы, которая получает тепло земли для отопления дома, является довольно дорогостоящим, все-таки, не экономьте на монтаже. Ведь именно от качества монтажа будет зависеть эффективность отопления.

Чем так хорошо геотермальное отопление

Преимущества геотермального отопления включают несколько пунктов, которые обусловливают распространение такой системы:

• Энергия земли для отопления дома не может быть исчерпана.
• Здесь не существует риска возгорания.
• Покупать топливо и хранить его – не требуется.
• Система полностью экологична и безопасна.
• Работает автономно.
• На обслуживание отопления не приходится тратиться.
• Производительность высокая.

Отопление дома энергией земли прекрасно сочетается с теплым полом. Если использовать такое сочетание двух отопительных систем, то у вас будет равномерно распределенная температура по всем помещениям, не будет зон перегрева. Если изучить отзывы, то можно отметить, что затраты на монтаж системы окупаются, в среднем, через три года.

В геотермальной системе отопления часто используют теплые полы

Нюансы при установке

Несмотря на то, что термальное отопление дома в России является пока еще лишь дополнительным или альтернативным источником получения тепловой энергии, такая система получает свое распространение. Хоть метод отопления дома и довольно непривычен для нас, однако элементы системы очень напомнят вам водяное отопление. Ведь помещение также будет топиться радиаторами, куда по трубопроводу будет идти тепло.

Монтаж горизонтального теплообменника геотермальной системы отопления

Геотермальное отопление частного дома в обязательном порядке предполагает то, что основная часть системы будет размещена под землей, когда вы используете вертикальный или горизонтальный теплообменники. А в помещениях ставится сам прибор, генерирующий тепловую энергию.

Подводим итоги

Отопление дома от земли можно установить и самостоятельно, на это способен практически каждый владелец частного или загородного дома, который в состоянии приобрести оборудование. Отопление загородного дома из земли становится все более распространенным в настоящее время. И сегодня можно встретить даже специально созданные университеты, которые изучают такую систему для ее последующей модернизации.

Геотермическое отопление дома – это своего рода инновационный способ отопить свой дом, который, однако, существует уже относительно давно.

Сегодня же подземное отопление частного дома совершенствуется, разрабатывается максимально простой, но при этом – функциональный способ монтажа.

В данном случае предполагается возможность самостоятельного расчета всех параметров и так далее. Земляное отопление загородного дома очень скоро превратится в основной способ обогреть свое жилище, а видео по монтажу такой системы вы можете найти ниже.

Геотермальное отопление — тепло земли на службе человека

Принципы отопления

Система геотермального отопления соотносится с работой обычного бытового холодильника, но в отличие от работы его компрессора на понижение температуры, насос отопительной установки «от земли» работает на нагрев теплоносителя.

Принцип действия системы заключен в использовании остаточного тепла земли от нагрева ее солнечными лучами, кроме того, изнутри почва прогревается внутренним теплом планеты. Это тепло используется в геотермальном отоплении: в помещении на поверхности устанавливается т.н. тепловой насос, а в скважину опускаются трубы теплообменников. Вода проходит через тепловой насос, где подвергается нагреву, после чего теплоноситель используется для отопления помещений или для промышленных нужд. Главным преимуществом системы являются низкие затраты на отопление. Приблизительно, получается четырех-шестикратный выигрыш.

Строительство «отопления от земли» – достаточно сложный и энергозатратный процесс, для выполнения которого необходимо привлекать специальные бригады рабочих, оснащенных соответствующим оборудованием.

В первую очередь выполняется проект геотермальной шахты, параметры которой строго индивидуальны для каждой отдельной  системы, и зависят от региона строительства, особенностях строения почвы, размеров и типа утепления здания. Наша компания рекомендует производить утепление экологически чистым материалом – эковатой, которая обеспечивает самое эффективное сбережение тепловой энергии. Глубина шахты для монтажа геотермального оборудования составляет 25-100 метров, что само по себе является достаточно сложной задачей.

На втором этапе строительства в готовую шахту опускаются теплопоглощающие трубы. Задача их состоит в подаче тепла непосредственно в насос, который дополнительно нагревает теплоноситель и далее подает его в отопительную систему.

 

 

 

1 вариант.

Первый вариант работы системы геотермального отопления состоит в использовании тепловой энергии грунтовых вод, которая достигает достаточно высоких величин. Насос поднимает ее на поверхность грунта, после чего дополнительно нагревает воду и подает ее в отопительную систему.

2 вариант.

На глубину не менее 75-ти метров опускается резервуар с определенным количеством антифриза, который нагревается тепловой энергией земли и насосом поднимается на поверхность. В теплообменнике тепловая энергия отдается, после чего антифриз вновь опускается на глубину.

3 вариант.

Этот тип отопления не требует бурения глубокой скважины, но осуществим только для зданий, находящихся на берегу водоема.   От теплообменника на дне озера или пруда монтируются зонды в горизонтальном направлении, в которых теплоноситель нагревается и подается в теплообменник.

Уровень экологической безопасности геотермального отопления намного превышает соответствующий уровень для других систем. Смонтированная установка может прослужить до 30-лет, не дает вредных выбросов, не требует запасов топлива.

Одним из основных препятствий к повсеместному внедрению «отопления от земли» является высокая первоначальная стоимость оборудования и большой объем необходимых работ для его монтажа. Кроме этого, для обустройства его необходимо иметь довольно-таки большие площади земли в личном пользовании, что не всегда возможно.

Поэтому на сегодняшний день основным источником тепла для домов остаются  традиционные системы отопления. В сочетании с эффективным утеплением, в частности, экологически чистой эковатой, наши дома еще долгое время будут обогреваться по-прежнему.

 

 

 

Как работает геотермальное отопление и охлаждение

Будь то зимнее похолодание или летняя жара, земля на пять футов ниже поверхности поддерживает постоянную температуру круглый год. Эта постоянная температура земли выше средних зимних температур и ниже средних летних температур.

Геотермальные системы используют эту разницу температур для передачи тепла между вашим домом и землей с помощью двух основных частей:

Тепловой насос внутри вашего дома (обычно вместо вашей традиционной системы)

Системы подземных трубопроводов (называемые контурами заземления) обеспечивают циркуляцию теплоносителя

Тепловой насос и циркулирующая жидкость непрерывно передают тепло. Летом геотермальная система забирает тепло из воздуха в вашем доме и передает его земле. Зимой он забирает тепло из земли и передает его в ваш дом.

Ищете более подробное объяснение?

Ознакомьтесь с нашим подробным сообщением в блоге о том, как работает геотермальная энергия.

Вы больше визуал?

Соучредитель Dandelion Кэти Ханнан объясняет, как геотермальные системы нагревают и охлаждают ваш дом.

ПОСМОТРИТЕ, СООТВЕТСТВУЕТ ЛИ ВАШ ДОМ

В чем разница между геотермальной печью Dandelion и традиционной печью?

Energy Independent

Получите удовольствие от бесконечного тепла под своим двором. Никогда больше не покупайте (или заканчивайте) мазут.

Для традиционных печей требуется источник топлива, который зависит от спроса и предложения и зависит от политической ситуации.

2-в-1, отопление и охлаждение

Одна система HVAC, которая управляет всеми. Самая эффективная система отопления и кондиционирования воздуха от нашего умного теплового насоса с подключением к Wi-Fi.

SomeTextAboutStuff

Низкие эксплуатационные расходы

Постоянные цены, на которые можно положиться. Больше не нужно вести переговоры о годовых контрактах на поставку или задаваться вопросом, как цикл новостей повлияет на ваш счет за отопление.

SomeTextAboutStuff

Удобно

Больше времени, меньше хлопот. Забудьте о частых выездах на техническое обслуживание, сервисных звонках и поставках тепла.

SomeTextAboutStuff

Увеличивает стоимость вашего дома

Инвестируйте в свой дом и пожинайте плоды. Покупатели топлива и пропана могут ежегодно экономить 1000 долларов на отоплении и охлаждении.

SomeTextAboutStuff

Сверхэффективность

В четыре раза эффективнее за меньшие деньги, чем вы платите сейчас. Более высокая эффективность = больше сэкономленных денег.

SomeTextAboutStuff

Сейф

Без пламени и дыма. Печи могут создавать серьезные опасности для здоровья, такие как окись углерода, двуокись серы и двуокись азота.

SomeTextAboutStuff

Возобновляемые технологии

Хорошо для планеты (и для вашего кошелька). Домашнее отопление уступает только автомобилям, когда речь идет о загрязнении воздуха, а печи, работающие на жидком топливе, потребляют больше ископаемого топлива, чем дизельные грузовики.

SomeTextAboutStuff

Долговечное оборудование

Надежное отопление и охлаждение на десятилетия вперед. Геотермальные тепловые насосы обычно служат от 20 до 25 лет, а контуры заземления, установленные во дворе, могут служить более 50 лет. Даже до 100!

SomeTextAboutStuff

Налоговые льготы

Еще одна причина, по которой сейчас самое подходящее время для перехода на геотермальную энергию. Получите право на щедрые налоговые льготы на федеральном уровне, уровне штата и на коммунальные услуги, чтобы снизить свои расходы.

SomeTextAboutStuff

Начало работы

Узнайте, почему нью-йоркские домовладельцы любят геотермальную нефть Dandelion

«У нас больше никогда не закончится мазут, и нам больше не нужно звонить, чтобы узнать цены на доставку нефти».

Мэтт В.

Олбани Каунти

«Качество воздуха в наших помещениях значительно улучшилось. Я так благодарен за то, что не чувствую запаха горящего масла, когда топится печь».

Шон Д.

Округ Датчесс

«Каждый человек, с которым я общался в Dandelion, был добрым и внимательным — их миссия всегда ясна».

Кэролайн М.

Округ Колумбия

«Это просто, с экономической точки зрения и для планеты».

Майкл Д.

округ Вестчестер

«Нельзя быть счастливее. Этим летом детям очень понравился кондиционер. Что-то, чего у нас никогда не было».

Stefan C.

Sullivan County

«Что мне больше всего нравится в этой системе, так это то, что она обеспечивает стабильный нагрев. Мои родители даже отметили, что в доме становится теплее, когда они приходят в гости».

Kristan A.

Saratoga County, NY

«Мы ничего не платили авансом и в первый год платили меньше, чем каждый год платили за нефть».

Скотт С.

округ Саратога, штат Нью-Йорк

Сколько вы можете сэкономить с геотермальной энергией одуванчика?

Ниже выберите тип топлива, используемого в вашем доме:

Топливо МаслоМасло

Тепловой насос с источником воздуха Источник воздуха

Природный газNat. Газ

Пропан

Вот пример типичного дома площадью 2500 квадратных футов в Кортленде, штат Нью-Йорк, с мазутным отоплением и центральным кондиционированием воздуха по сравнению с геотермальной системой отопления и охлаждения дома Dandelion.

Расходы на отопление и охлаждение дома

Топливо и центральный кондиционер

$3 890

в год

Одуванчик Геотермальная

$1 832

в год

против

Расширить распределение экономии 900 03

Вот пример типичного дома площадью 2500 квадратных футов в Покипси, штат Нью-Йорк, с воздушным тепловым насосом и центральное кондиционирование воздуха по сравнению с геотермальной системой отопления и охлаждения дома одуванчика.

Расходы на отопление и охлаждение дома

Воздушный тепловой насос

3 551 долл. США

в год

Одуванчик Геотермальная

1 832

в год

по сравнению с

Разбивка сбережений

Вот пример типичного дома площадью 2500 квадратных футов в Кортленде, штат Нью-Йорк. с природным газом и центральным кондиционированием воздуха по сравнению с геотермальным отоплением Dandelion Home и система охлаждения.

Расходы на отопление и охлаждение дома

Природный газ и центральный кондиционер

2 450 долл. США

в год

Одуванчик Геотермальная

$1,832

в год

против

Расширить распределение сбережений

Вот пример типичного дома площадью 2500 квадратных футов в Кортландте, штат Нью-Йорк, с пропаном и центральным кондиционированием воздуха по сравнению с геотермальной системой отопления и охлаждения Dandelion Home.

Расходы на отопление и охлаждение дома

Пропан и центральный кондиционер

4 321 долл. США

в год

Одуванчик Геотермальная

1 832 долл. США

в год 90 003

против

Разверните анализ экономии

Узнайте, сколько вы можете сэкономить с Dandelion Geothermal

Переход на геотермальную энергетику с первоначальным взносом $0

Получите бесплатную смету

Скрытая жемчужина возобновляемых источников энергии » Yale Climate Connections

Часто описывается как гигантская башня. кварталов Дженга, Центр вычислений и наук о данных Бостонского университета не проявляет никаких внешних признаков того, что он возглавит гонку за проектирование устойчивой энергетики. Никакие ветряные турбины на крышах не украшают его высоту; солнечные панели не установлены на нескольких палубах крыши, выступающих из ядра здания.

То, что делает это здание уникальным, находится глубоко под землей, где вода, циркулирующая через 31 геотермальную скважину, обеспечит 90 процентов потребностей в отоплении и охлаждении, когда здание откроется, как и было запланировано в конце этого года. Благодаря процессу, называемому геотермальным теплообменом, вода, выкачиваемая с глубины 1500 футов под землей, будет потреблять почти постоянную температуру, преобладающую под поверхностью земли — от 50 до 60 градусов по Фаренгейту круглый год. Даже в самые холодные дни в Новой Англии вода, предварительно нагретая землей, будет циркулировать через тепловые насосы, которые будут еще больше повышать ее температуру, чтобы доставлять тепло туда, где это необходимо. В теплые дни или в многолюдных помещениях, где тепло накапливается даже зимой, теплообменники будут использовать более низкую температуру земли для обеспечения кондиционирования воздуха.

Летом тепло забирается из дома и отводится в землю. Зимой происходит обратный процесс. (Источник: Solar Review)

Деннис Карлберг, заместитель вице-президента по вопросам устойчивого развития университета, был ключевым игроком в подготовке Плана действий Университета штата Нью-Йорк по борьбе с изменением климата, в котором 2040 год был установлен в качестве целевой даты для достижения чистого углеродного нейтралитета. Эта цель должна быть достигнута за счет поэтапного отказа от систем отопления, работающих на газе, повышения энергоэффективности и инвестиций в возобновляемые источники энергии на территории кампуса, такие как геотермальная электростанция центра обработки данных. Университет уже получает электроэнергию из возобновляемых источников энергии по соглашению о покупке электроэнергии с ветровой электростанцией в Южной Дакоте.

Карлберг признает, что преобразование обширного кампуса в плотную городскую среду — непростая задача, но он считает, что центр обработки данных открыл людям доступ к новым технологическим решениям. «Центр стал потрясающим упражнением в понимании того, что мы можем сделать», — говорит он. «Это дало нашим специалистам по планированию и эксплуатации кампуса глубокое понимание того, как это работает. Ты всегда боишься того, чего не знаешь, верно? Вы будете придумывать отговорки, чтобы этого не делать, но мы делаем это!»

Географический обмен на территории кампуса

Колледж Смита в Нортгемптоне, штат Массачусетс, не сталкивается с ограниченным пространством городского университета, но обременен паровой системой отопления, работающей десятилетиями, работающей на природном газе, и нефти, которая обслуживает 79 из 104 зданий кампуса. В 2010 году колледж объявил об амбициозной цели: к 2030 году углеродная нейтральность всего кампуса. «Мы думали, что находимся на пороге революции целлюлозного этанола», — говорит Дано Вейсборд, отвечающий за планирование и устойчивое развитие кампуса. «Это действительно не сработало». Хотя многие высшие учебные заведения в значительной степени полагаются на биотопливо и биомассу для достижения своих климатических целей, Вайсборд предупреждает, что они могут быть значительными источниками углеродного загрязнения.

Совсем недавно Смит принял генеральный план районного энергоснабжения, в основе которого лежит геотермальная энергия. Около 90 процентов тепловой и охлаждающей нагрузки Смита должны обеспечиваться тремя отдельными геотермальными районами, каждый из которых питается от своего собственного месторождения геотермальных скважин. На первом этапе будет пробурено 80 скважин глубиной 850 футов на лужайке Дэвиса в колледже, домашней территории команды по квиддичу (также известной как «Квадбол»). Труба из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) диаметром шесть дюймов будет вставлена ​​в каждую скважину, а внутри этого ограждения пара труб более узкого сечения, залитых теплопроводным цементным раствором, будет обеспечивать циркуляцию воды в системе с замкнутым контуром, поглощая относительно постоянная температура окружающей породы, почвы и грунтовых вод.

Большая часть подземной геологии Нортгемптона характеризуется аркозом — осадочной породой среднего коричневого цвета, которая появляется на многих зданиях Смита, включая недавно обновленную библиотеку Нейлсона, спроектированную Майей Лин. В то время как более плотные горные породы — например, гранит — более эффективно проводят и хранят тепловую энергию, Вейсборд описывает аркозу как умеренно эффективную геотермальную батарею.

Каждый из геотермальных районов Смита будет иметь свою собственную электростанцию, где тепловые насосы будут использоваться для повышения или понижения температуры воды после ее циркуляции по контурам скважин района. Затем вода будет подаваться в сеть труб отопления и охлаждения, которые обеспечивают тепловой комфорт в отдельных зданиях, прежде чем она будет возвращена в скважину для подпитки.

Прокладка распределительных линий отопления и охлаждения за пределами общежития Lamont House для фазы 1 геообменной сети в Смит-колледже. (Фото предоставлено Дано Вейсбордом)

В то время как геообмен значительно сократит использование Смитом природного газа, для работы тепловых насосов и оборудования для циркуляции воды потребуется электричество. Чтобы убедиться, что эта электроэнергия поступает из возобновляемых источников, Смит возглавил консорциум из пяти колледжей, который покупает треть электроэнергии, вырабатываемой солнечной фермой мощностью 76,5 мегаватт в Фармингтоне, штат Мэн. Студенты участвующих колледжей с энтузиазмом откликнулись на эту общую инициативу.

Все три фазы геобиржевой сети Смита должны быть завершены к 2028 году и обойдутся в 210 миллионов долларов. Если оценки колледжа соответствуют цели, 30-летняя дисконтированная стоимость жизненного цикла этих инвестиций составит 279 миллионов долларов, что примерно на 60 миллионов долларов меньше, чем было бы потрачено за тот же период, если бы он продолжал работать и поддерживать свою текущую, зависящую от ископаемого топлива. системы отопления и охлаждения.

Согласно исследованию, проведенному Вейсбордом и его коллегами из инженерного отдела Smith, около 100 колледжей и университетов США установили геотермальные системы в своих кампусах. Тем не менее охват геотермальной энергии выходит далеко за пределы академических кругов.

«Поступать правильно» в корпоративной среде

Epic Systems, гигант программного обеспечения для здравоохранения, который обрабатывает медицинские записи 250 миллионов пациентов, сделал геотермальную энергию центральным элементом своей штаб-квартиры площадью в тысячу акров в Вероне, штат Висконсин. Почти 11 000 сотрудников занимают около восьми миллионов квадратных футов внутренних площадей, включая офисы и конференц-залы, две аудитории большой вместимости, несколько ресторанов и большой центр обработки данных. Все они нагреваются и охлаждаются за счет геотермальной энергии.

«Это часть энергетического портфолио, которое сосредоточено на правильных действиях», — говорит директор по объектам Дерек Шнабель. Он признает, что стопроцентная зависимость от геотермальной энергии для отопления и охлаждения — непростая задача. «Мы обнаружили, что это просто делает нас лучшими операторами и владельцами, потому что у нас нет резервного природного газа. Если у вас есть [обычные] котлы, вы их используете. А потом они становятся костылем, и вы не получаете от системы той максимальной эффективности, которую обещали».

Несмотря на северный климат Висконсина, Epic тратит около девяти с половиной месяцев в году на охлаждение своих зданий. Тем не менее, когда это необходимо, отопление требует примерно на 25 процентов больше электроэнергии. «Поднять температуру воды с 50 градусов до 130 градусов — это 80 градусов работы», — объясняет Шнабель. Для охлаждения здания требуется всего лишь небольшое понижение до 44 градусов по сравнению с температурой окружающей среды воды, выходящей из более чем 6000 геотермальных скважин Epic. Большая часть электроэнергии, которая питает кампус, поступает из возобновляемых источников энергии: массив ветряных турбин в двенадцати милях от кампуса и восемнадцать акров солнечных панелей на территории кампуса.

Несмотря на меньшую потребность в электроэнергии, охлаждение зданий Epic ставит другую задачу: поддержание стабильной температуры под землей в течение нескольких лет. Система, которая в значительной степени зависит от геообмена для охлаждения месяц за месяцем, год за годом, может постепенно вызывать повышение температуры окружающей среды, что затрудняет эффективное удовлетворение потребностей системы в кондиционировании воздуха. У Epic есть два «водных элемента геообмена», которые помогают исправить этот дисбаланс. Один из них представляет собой пруд для сбора ливневых вод площадью 5,4 акра, где вода циркулирует почти по 150 милям плотно скрученных пластиковых труб, называемых «гибкими петлями», дополняя охлаждающую способность геотермальных скважин Epic. Вода, взятая из холодных глубин искусственного озера площадью 21 акр, также помогает поддерживать баланс системы геообмена.

Дом за домом

Новые проекты жилой и многофункциональной недвижимости предлагают еще одно перспективное направление для геотермального предпринимательства. В Торонто новаторская компания Subterra Renewables внедряет геотермальное отопление и охлаждение во все большее число комплексов кондоминиумов в городе и его окрестностях. Двадцать одно здание, оборудованное системами геообмена Subterra, уже введено в эксплуатацию; еще полдюжины находятся в разработке.

Мэтью Токарик, президент Subterra, описывает модель своей компании как помогающую клиентам избежать «болевой точки» больших капиталовложений и при этом сэкономить на эксплуатационных расходах. Вместо того, чтобы продавать геотермальные системы ассоциациям кондоминиумов, Subterra сохраняет за собой право собственности на системы, которые она устанавливает, и продает тепловой комфорт как услугу. «По сути, мы продаем вам энергию в качестве эксплуатационных расходов по цене ниже, чем у сопоставимой системы сжигания ископаемого топлива», — говорит он.

В дополнение к освобождению своих клиентов от первоначальных затрат, Subterra облегчает беспокойство владельцев зданий и операторов, «которые на самом деле не понимают основ того, как работает [геотермальная энергия]». Сохранение баланса между нагрузками на охлаждение и обогрев так же важно для долгосрочных характеристик геотермальной энергии в отдельных зданиях, как и в университетских городках и корпоративных городках.

«Часть наших услуг заключается в том, чтобы гарантировать, что система будет оставаться в определенных пределах температуры, что, в свою очередь, указывает на правильную работу системы для арендаторов», — объясняет Токарик. «Каждые пару месяцев, обычно после сезона отопления или охлаждения, мы идем и глубоко изучаем данные, просто чтобы убедиться, что они находятся в пределах наших диапазонов».

Чтобы оптимизировать свой геотермальный трубопровод и расширить географический охват, Subterra добавила вертикально интегрированные услуги бурения в нескольких местах, что позволяет ей устанавливать собственный график бурения, а не подстраиваться под график стороннего бурильщика. В частности, в стесненных городских условиях бурение скважин для геотермальных систем должно предшествовать всем остальным этапам строительства здания. «Когда мы станем бурильщиками, установщиками, проектировщиками, у нас действительно будет от начала до конца знание того, как система будет работать и работать», — прогнозирует Токарик.

Геообмен районами

В то время как экономия за счет масштаба обычно благоприятствует использованию геотермальной энергии в больших многоквартирных домах, в последнее время в Массачусетсе набирает силу пропаганда «гео-микрорайонов» уличного масштаба. Протестуя против массовых утечек метана в газораспределительных линиях по всему штату, активисты группы под названием HEET — Home Energy Efficiency Team — поставили под сомнение целесообразность простой замены старых газопроводов.

«Мы собирались потратить не менее $9миллиардов на новую инфраструктуру, работающую на ископаемом топливе», — вспоминает соучредитель HEET Одри Шульман. «Я подумал, что это пустая трата времени, поэтому начал думать, что мы могли бы сделать вместо этого». Она обратилась к соучредителю группы Зейнеб Магави, который спросил: «Почему бы нам вместо этого не использовать сетевые геотермальные тепловые насосы?»

HEET заказал технико-экономическое обоснование, в котором были изложены технические и экономические аргументы для соединения групп домов и малых предприятий в микрорайоны с геотермальными скважинами и соединительными трубами, идущими вдоль общественных полос отчуждения, подобно газораспределительным линиям, которые сейчас проходят под нашим улицы. В конце концов, утверждали Шульман и Магави, эти микрорайоны могут объединиться в общегородские геотермальные сети.

Шульман и Магави сразу же осознали необходимость убедить руководителей газовых компаний в том, что перепрофилирование их компаний в качестве поставщиков теплового комфорта, а не поставщиков определенного топлива, может отвечать их долгосрочным интересам. Им удалось добиться успеха с двумя крупнейшими газораспределителями штата. В октябре 2020 года Eversource получила одобрение Департамента коммунального хозяйства штата Массачусетс на демонстрационный проект, включающий 45 зданий во Фрамингеме. В декабре 2021 года National Grid получила от этого департамента зеленый свет на пилотный проект, включающий до четырех общих геотермальных контуров, каждый из которых соединяет от 20 до 40 бытовых и/или коммерческих потребителей. План его реализации, представленный в мае 2022 года, сейчас вынесен на общественное обсуждение.

(Фото предоставлено Филипом Варбургом)

Больше, чем кажется на первый взгляд

С тех пор, как президент Джимми Картер в 1970-х годах провозгласил возобновляемые источники энергии альтернативой использованию ископаемого топлива, наземные чистые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер, захватили львиная доля общественного внимания и рвения политиков.