Geothermische warmtepomp - de keuze

De technologie van de dag heeft het mogelijk gemaakt dat uw huis, kantoor, fabriek of landbouwgrond – de plaats van uw keuze – kan de bron van geothermische energie voor verwarming en koeling (; C H &) geworden. Dit was niet waar over aardwarmte paar decennia eerder. Geothermische energie uit de hete binnenkern van de aarde die wordt veroorzaakt door de oorspronkelijke vorming van de aarde en door radioactief verval van mineralen. Sinds lang zijn er Hot Springs gebruikt voor het baden en de oudst bekende spa is een stenen zwembad op China &'; s Lisan berg gebouwd in de 3e eeuw voor Christus. 'S werelds oudste geothermische stadsverwarming in Claudes-Aigues, Frankrijk, is sinds de 14e eeuw.
Geothermische energie van oudsher beperkt tot de gebieden in de buurt van tektonische plaat grenzen. Maar de recente technologische ontwikkelingen zijn drastisch uitgebreid het bereik en de omvang van de levensvatbare middelen, met name voor toepassingen zoals ruimteverwarming of koeling. De meer veeleisende toepassingen krijgen het grootste voordeel van een hoge natuurlijke warmte flux, idealiter van het gebruik van een warmwaterbron. De volgende beste optie is om een ​​put te boren in een hete aquifer. Als geen adequate aquifer beschikbaar is, kan een kunstmatige gebouwd worden door het injecteren van water aan crack hydraulisch of breken de basis. Deze laatste aanpak heet Hot Dry Rock Geothermie of Enhanced Geothermal Systems (EGS). Veel meer mogelijkheden beschikbaar kunnen zijn van deze benadering dan bij conventionele aftappen van natuurlijke waterhoudende grondlagen.
Vandaag, geothermische energie is een schone, hernieuwbare bron die energie levert over de hele wereld in een verscheidenheid aan toepassingen en middelen. Geothermische energie wordt gebruikt voor de productie van elektriciteit, voor commerciële, industriële en residentiële directe verwarming, en voor een efficiënte huis verwarmen en koelen door middel van geothermische warmtepompen
• Geothermische elektriciteit wordt ontwikkeld op basis van geothermische bronnen door het boren van waterputten in een geothermisch reservoir. De putten brengen de geothermische water naar de oppervlakte, waar de warmte-energie wordt omgezet in elektriciteit in een geothermische energiecentrale
• Geothermische verwarming is een direct gebruik van de aarde &'; s warmte, zonder tussenkomst van een elektriciteitscentrale of een warmtepomp, voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals ruimteverwarming en -koeling, voedselbereiding, de hete lente baden, landbouw, aquacultuur, kassen, en industriële processen .
• Geothermische warmtepompen (GHPs): geothermische warmtepompen profiteren van de Earth &'; s een relatief constante temperatuur op een diepte van ongeveer 10 ft tot 300 ft GHPs kan bijna overal worden gebruikt in de wereld, omdat ze niet eens met de eisen van de gebroken rock. en water nodig zijn voor een gebruikelijke geothermisch reservoir. GHPs circuleren water of andere vloeistoffen door leidingen begraven in een continue lus, horizontaal of verticaal, onder een aangelegde tuin, parkeerterrein, of een aantal gebieden rond het gebouw. De Environmental Protection Agencies beschouwen ze als een van de meest efficiënte verwarming en koeling systemen beschikbaar zijn. GHPs verminderen het elektriciteitsverbruik van 30 – 60% in vergelijking met de traditionele verwarmings- en koelsystemen, omdat de elektriciteit die bevoegdheden ze alleen wordt gebruikt voor het verzamelen, concentreren, en leveren van warmte, niet om het te produceren
geothermische verwarming en koeling wordt momenteel toegepast. op drie verschillende manieren:
1. De eerste (lage temperatuur tot 30 ° C) is gebaseerd op de relatief stabiele grondwater en grondtemperaturen op geringe diepte (tot 500 m) – en dus ook vlak structurele elementen van gebouwen. Gewoonlijk worden warmtepompen gebruikt om energie uit de grond te trekken (en versterken) de energie om de temperatuur (en thermisch rendement /vermogen) dat vereist is door de verwarming van de thermische conditionering van ruimten en processen. De grond of het grondwater kan ook worden gebruikt voor het koelen, waarbij de juiste omstandigheden kan de temperatuur direct worden toegepast. Verder is de warmtepompinstallatie kan ook worden gebruikt voor het koelen van het gebouw of proces, opnieuw om de vereiste temperatuur en amplificeren van de warmtecapaciteit van de bron te verschaffen. Onder bepaalde voorwaarden en configuraties, kan de geothermische systeem worden gebruikt (controle en optimalisatie) grondtemperaturen kunstmatig, om te worden gebruikt als warmte of koude opslag – UTES (Underground Thermal Energy Storage). Pagina 2. De tweede onttrekt de warmte uit de grond en het grondwater op grotere diepte en de temperatuur rond 150 ° C. Directe toepassingen zijn te vinden in de landbouw (tuinbouw, drogen, fish-breeding), industriële processen, en balneologie. Het kan ook worden toegepast om energie te leveren voor stadsverwarming of warmtekrachtkoppeling installatie of plaatselijke warmtepompen rijden koeling tot het net leveren. Stadsverwarming (en koeling) kan ook worden geleverd door de restwarmte die overblijven nadat de productie van elektriciteit uit een hoge enthalpie aardwarmte bron.
3. Lage tot gemiddelde temperatuur toepassingen kunnen ook gebruik maken van beschikbare overschot aan warmte /koude te maken van het bouwen van verwarming /koeling applicatie of van de integratie met zonnewarmte.

geothermische warmtepompen

In tegenstelling tot de andere sectoren van hernieuwbare energie, geothermische warmtepomp industrie is momenteel de meest dynamische. Lage enthalpie grond bron (de ondiepe systemen) hebben ervaren een snelle groei zonder de noodzaak van structurele subsidies (overheidssteun) Heb Er zijn verschillende soorten GHP verwarming en koeling toepassingen.
1. Gesloten lus toepassingen (verticale boringen)
2. Gesloten lus toepassingen (horizontaal, ondiep uitgegraven systemen)
3. Gesloten lus toepassingen (Stichting geïntegreerde systemen)
4. Directe expansie
5. Grondwater toepassingen (zowel gebaseerde systemen)
De huidige industrie standaard geothermische warmtepomp installaties gebruiken verticale gesloten lus boorgat verzamelaars. Een klein aantal, meestal kleine residentiële toepassingen gebruiken horizontale collectoren.

directe gebruik van geothermische WARMTEPOMP

Er is geen principe geografische beperking voor de productie van geothermische energie, geothermische verwarming en koeling voorziening kan overeenkomen met de H & C vraag overal, omdat de bron is overal beschikbaar. Momenteel wordt geothermische energie gebruikt voor stadsverwarming, alsook voor verwarming (en koeling) van afzonderlijke gebouwen, zowel kleine (5-50 kW geïnstalleerd vermogen warmtepomp), medium (50-500 kW) en grote regelingen ( capaciteiten > 1 MW) (kantoren, winkels, gezondheidszorg, woonhuizen, scholen, universitaire gebouwen, commerciële gebouwen, kassen, zwemmen etc.)
bestaande woningen infrastructuur vertegenwoordigt een overweldigend aandeel van de lage temperatuur energiebehoefte dat kan. worden logischerwijs geleverd door geothermische stadsverwarming. Huidige benchmark-studies blijkt dat direct gebruik van geothermische energie en stadsverwarming grids zijn waarschijnlijk de meest effectieve optie voor deze markt, zowel in termen van carbon footprint en economie. Maar deze ontwikkelingen zijn intrinsiek vrij complex; noodzakelijk de vervanging van bestaande fossiele energie gebaseerde infrastructuren die daarom langere ontwikkelingstijden vergen.

BELANGRIJKSTE UITDAGINGEN
De belangrijkste uitdaging voor de wijdverbreide directe gebruik van geothermische warmte zal de mogelijkheid hebben om op betrouwbare wijze te ontwerpen, ingenieur en controle geothermische zijn warmtepomp installaties, teneinde te kunnen de veelzijdige mogelijkheden van geothermische warmtepomp systemen voor duurzame energie-efficiëntie. Intelligente planning met follow-up acties en kostenbesparingen zal de evolutie van de huidige &' maken; jager-verzamelaars &'; . economie van geothermische energie om een ​​systematische en georganiseerde exploitatie van geothermische bronnen
Het aandeel van ondiepe geothermische energie in ons dagelijks leven kan worden verhoogd door het nemen van volgende stappen:
Integratie van geothermische energie in standaard behuizing energiesystemen. Een dergelijke stap vereist de toegenomen penetratie van geothermische warmtepompen in de markt voor nieuwe residentiële en commerciële gebouwen. Deze vooruitgang is afhankelijk van Renewable Energy Systems (RES) worden standaard in de nieuwe energie-efficiënte gebouwen in alle landen Heb Ontwikkel Verwarming & Koeling netwerken integreren geothermische warmtepompen en geothermische opslag (WKO) .such ontwikkeling zou wijdverspreide Verwarming & betekenen; Koeling netwerken op basis van geothermische energie in een tijdsbestek, gevolgd door een constant deel van de markt van de tertiaire gebouw en kleine Verwarming & Koeling netwerken. Dit wordt gebaseerd op de snelle verspreiding van verwarming & Koeling netwerken, die moeten standaard in de stedelijke planning te worden. Heb Ontwikkel geothermische oplossingen voor de aanpassing van de bestaande infrastructuur. Deze overgang is gebaseerd op een aantal kritische factoren. Ten eerste moeten de producten en methoden voor kosteneffectieve gebouw energie renovatie worden ontwikkeld. Ten tweede moet er een hogere prestaties van de hoge temperatuur warmtepompen of goedkeuring van de gebouwen te lage temperatuur ruimteverwarming zijn. Tot slot, het belang van verbetering van de energie-efficiëntie normen, als onderdeel van de renovatie activiteiten, dient te worden benadrukt in gebouwen regelgeving.

kosten
Aan de lezers met een gevoel van de kosten te voorzien, is een samenvatting in tabelvorm . beneden die afkomstig is uit de Europese Geothermal Energy Council
Verwarming en koeling (gemiddelde tarieven in de Europese markten)
Deep Geothermal - Stadsverwarming 7 $ -cent /kWh
geothermische warmtepompen – grote systemen en UTES 8 $ -cent /kWh
geothermische warmtepompen – kleine systemen 13 $ -cent /kWh
Europese continent is zeer actief in de ontwikkeling van woon geothermische warmtepompen. Geothermische warmtepompen met een vermogen van 10 kW worden routinematig geïnstalleerd voor een bedrag van circa USD 3000 – 4000 per kW voor closed loop systemen. Wanneer de capaciteit is meer dan 100 kW (grote residentiële en tertiaire gebouwen, scholen, musea), open lus systemen kosten bereik is USD 700-1000 per kW. WKO systemen voor commerciële en institutionele gebouwen en voor stadsverwarming en koeling hebben een kapitaalkosten van USD 130,000-190,000 per MWth (10% van de investeringskosten) verwijst naar de Zweedse en de Nederlandse ervaringen met een lopende kosten van USD 30-40 per .. MWh