Геотермальные насосные системы

Высокопроизводительные геотермальные насосные системы от компании «Новомет» обеспечивают надежную подачу высокотемпературной пластовой жидкости, при этом затрачивая лишь часть энергии, необходимой оборудованию конкурентов.

Проблема

Большинство погружных  насосов отказывают в условиях высоких температур и не выдерживают требований по диапазону подач, необходимых для подъема геотермальных вод на поверхность. Если же оборудование, способно работать в такой среде, то как правило, оно потребляет  существенное количество электроэнергии для питания скважинного насоса.

Решение

«Новомет» усовершенствовал существующую технологию погружных электроцентробежных насосов (ЭЦН) отработанную и доказавшую свою надежность и эффективность в эксплуатации нефтяных скважин. Теперь данная технология применима к еще более суровым, экстремальным условиям добычи геотермальных вод. 

Инженеры группы компаний «Новомет» предусмотрели возможность комплектации геотермальных установок как асинхронными, так и вентильными двигателями, поскольку оба вида двигателей зарекомендовали свою надежность. В сочетании высокоэффективными рабочими ступенями комплектные установки обеспечивают не только надежность, но и  значительно снижают энергопотребление. Для работы в суровых условиях добычи геотермальных вод наши двигатели имеют дополнительную оснастку термостойкими элементами и заправлены синтетическими моторными маслами. Кроме того, установки оборудованы тандемной гидрозащитой и двумя независимыми упорными подшипниками для дополнительного повышения надежности. В результате  мы получили высокоэффективную, производительную насосную систему с широким диапазоном подач, рассчитанную на эксплуатацию в условиях экстремальных температур до 250°C (480°F).

область применения

• Скважины по добыче геотермальных вод
• Добыча в условиях высоких температур

возможности

• Выдерживает температуру до 250°C (480°F)
• Перекачивает до 10 000 м³/сут (62 800 барр/сут)
• Потребляет на 25% меньше энергии, чем аналогичное оборудование

особенности

• Вентильный двигатель и рабочие ступени насосов специальной конструкции в совокупности  обеспечивают значительную экономию энергии, что позволяет увеличить эффективность генерации электрической энергии на поверхности, с учетом энергии потраченной на подъем жидкости.
• Термостойкие компоненты, тандемная гидрозащита и независимые упорные подшипники увеличивают надежность и сроки межремонтного периода.

Предпосылки современного решения

Большинство электростанций работают за счет преобразования энергии пара в электрическую энергию, более легкую в хранении и удобную использовании. Пар приводит в действие турбину, которая в свою очередь активирует генератор, вырабатывающий электроэнергию, столь необходимую для обеспечения жизнедеятельности современного общества. Для нагрева воды и создания пара, обычно используется так называемые горючие ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)

Геотермальные скважины позволяют извлечь горячую воду из подземных резервуаров на поверхность и использовать в качестве источника пара исключая сжигание топлива. В результате мы получаем источник возобновляемой энергии, производство которой, позволяет снизить количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу, при традиционных способах генерации.

Генерируйте энергию для людей, а не для работы насоса

Высокопроизводительные геотермальные насосные системы от компании «Новомет» используют на 25% меньше энергии по сравнению с аналогами. Учитывая дополнительный объем жидкости, поднятый за счет применения энергоэффективных  технологий, результат становятся еще более впечатляющими.

Новомет оптимизировал свои геотермальные установки для повышения их эффективности. Правильный подбор обеспечивает потребление энергии установками «Новомет» всего 0,56 кВт на 1 м

3 извлеченных на поверхность геотермальных вод, в то время как потребление ближайшего аналога составляет 1,25 кВт на 1 м³.

Установки для добычи геотермальных вод «Новомет» потребляют вдвое меньше энергии, соответственно, доставляют вдвое больше жидкости на поверхность, в расчете на киловат используемой энергии.

 

 

Габарит	Внешний диаметр	Диапазон подач	Напор
			ПВЭДН500-185 500 кВт	ПВЭДН1000-185 1000 кВт	ПВЭДН2000-230 2000 кВт
8	6. 77 дюймов	30000 барр/сут (@60Гц)	2297 футов	3937 футов	7874 футов
	172 мм	4000 м3/сут (@50Гц)	700 м	1200 м	2400 м
9	7.40 дюймов	38000 барр/сут (@60Гц)	1969 футов	3773 футов	7218 футов
	188 мм	5000 м3/сут  (@50Гц)	600 м	1150 м	2200 м
9	7.40 дюймов	47500 барр/сут (@60Гц)	1640 футов	3117 футов	6562 футов
	188 мм	6300 м3/сут  (@50Гц)	500 м	950 м	2000 м
10	9. 00 дюймов	75500 барр/сут (@60Гц)	984 футов	2297 футов	4593 футов
	229 мм	10000 м3/сут  (@50Гц)	300 м	700 м	1400 м
10	9.00 дюймов	60000 барр/сут (@60Гц)	1312 футов	2953 футов	5742 футов
	229 мм	8000 м3/сут  (@50Гц)	400 м	900 м	1750 м

как тепло Земли превратили в эффективный энергоресурс / Блог компании Toshiba / Хабр

Дано: внутри Земли имеется горячее ядро, с его помощью нужно выработать электричество.
Вопрос: как это сделать?
Ответ: построить геотермальную электростанцию.

Разбираемся, как именно, откуда под землёй пар и много ли пользы от такой электростанции.

Самый старый и самый популярный на сегодняшний день метод получения электричества в промышленных масштабах — это вращение турбины генератора мощным потоком горячего пара от вскипевшей из-за принудительного разогрева воды. Если вдуматься, то и в угольной ТЭС, и в современной АЭС суть работы сводится к кипячению воды с той лишь разницей, что в ТЭС для этого сжигается уголь, а в реакторе АЭС её кипятят нагревающиеся в результате управляемой цепной реакции ТВЭЛы.

Но зачем греть воду, если в некоторых местах она поступает из-под земли уже горячей? Нельзя ли использовать её напрямую? Можно: в 1904 году итальянец Пьеро Джинори Конти запустил первый генератор, работавший от пара естественных геотермальных источников, в изобилии присутствующих в Италии. Так появилась первая в мире геотермальная электростанция, которая работает до сих пор.

Впрочем, чтобы обеспечить геотермальной электростанции приемлемые КПД и стоимость, нужна вода определённой температуры, находящаяся не глубже определённого уровня. Если вы захотите построить геотермальную электростанцию (скажем, на своём дачном участке), вам для начала придётся заняться бурением скважин до водоносных слоёв, где вода под огромным давлением разогревается до 150-200 °C и готова выйти на поверхность в виде перегретого кипятка или пара. Ну а далее, подобно электростанциям на ископаемом топливе, поступающий пар будет вращать турбину, которая приведёт в действие генератор, вырабатывающий электричество. Использовать естественное тепло планеты для получения пара — это и есть геотермальная энергетика. А теперь перейдём к деталям.

Немного о тепле Земли

Температура поверхности твёрдого ядра Земли на глубине около 5100 км равна примерно 6000 °C. При приближении к земной коре температура постепенно снижается.

Понятный график изменений температуры породы по мере продвижения к центру Земли. Источник: Wikimedia / Bkilli1

Так называемый геотермический градиент — изменение температуры на определенном участке земной толщи, — в среднем составляет 3 °C на каждые 100 метров. То есть в шахте на глубине 1 км будет стоять тридцатиградусная жара —кто бывал в такой шахте, это подтвердит. Но в зависимости от региона температурный градиент меняется — например, в Кольской сверхглубокой скважине на горизонте 12 км была зафиксирована температура 220 °C, а в некоторых местах планеты, у тектонических разломов и зонах вулканической активности, для достижения аналогичных температур достаточно пробурить от нескольких сотен метров до нескольких километров, обычно от 0,5 до 3 км. В американском штате Орегон геотермический градиент 150 °C на 1 км, а в Южной Африке всего 6 °C на 1 км. Отсюда вывод: где угодно хорошую геотермальную станцию не построишь (перед началом работ убедитесь, что ваш дачный участок находится в подходящем месте). Как правило, подходящие места те, где сильная геологическая активность — часто происходят землетрясения и имеются действующие вулканы.

Виды геотермальных электростанций

В зависимости от того, какой источник геотермальной энергии имеется в наличии (скажем, в вашем ДСК), вы будете выбирать тип электростанции. Разберёмся, какие они бывают.

Гидротермальная станция

Упрощенная схема гидротермальной электростанции прямого цикла будет понятна даже ребенку: из земли по трубе поднимается горячий пар, который раскручивает турбину генератора, а после устремляется в атмосферу. Всё действительно так просто, если нам повезло найти подходящий источник пара.

ГеоТЭС прямого цикла. Источник: Save On Energy

Если из имеющейся у вас в наличии скважины бьёт не пар, а пароводяные смеси с температурой выше 150 °C, то потребуется станция комбинированного цикла. Перед турбиной сепаратор будет отделять пар от воды — пар отправится в турбину, а горячая вода либо будет сброшена в скважину, либо перейдет в расширитель, где в условиях низкого давления отдаст дополнительный пар для турбины.

Если вашему дачному посёлку не повезло с горячими источниками — например, если температура воды из-под земли составляет меньше 100 °C на экономически приемлемой глубине, — а ГеоТЭС иметь очень хочется, то потребуется строить сложную бинарную геотермальную станцию, цикл которой был изобретен в СССР. В ней жидкость из скважины вообще не подается на турбину ни в каком виде. Вместо этого в теплообменнике она разогревает другую рабочую жидкость с меньшей температурой кипения, которая, превращаясь в пар, раскручивает турбину, конденсируется и вновь возвращается в теплообменную камеру. В роли таких рабочих жидкостей может выступать, например, фреон, один из видов которого (фтордихлорбромметан) кипит уже при 51,9 °C. Бинарный цикл можно сочетать с комбинированным, когда на одну турбину будет подаваться пар, а отделенная вода направится в другой контур для разогрева теплоносителя с низкой температурой кипения.

ГеоТЭС бинарного цикла. Источник: Save On Energy

Петротермальная станция

Разогретые подземные источники — весьма редкое явление в масштабах планеты, как вы, наверное, могли заметить, что резко ограничивает потенциальную область внедрения геотермальной энергетики, поэтому был разработан альтернативный подход: если в горячей глубине земной коры нет воды, значит, ее нужно туда закачать. Петротермальный принцип подразумевает закачку воды в глубокую скважину с разогретой породой, где жидкость превращается в пар и возвращается обратно на турбину электростанции.

Упрощенная схема петротермальной электростанции

Необходимо пробурить как минимум две скважины: в одну с поверхности будет подаваться вода, чтобы от тепла пород превратиться в пар и выйти через другую скважину. А далее процесс получения электроэнергии будет полностью аналогичен гидротермальной станции.

Естественно, соединить под землей на глубине нескольких километров две скважины нереально — вода между ними сообщается за счет разломов, образующихся в результате закачивания жидкости под огромным давлением (гидроразрыв). Чтобы расщелины и пустоты не закрылись со временем, к воде добавляют гранулы, например, песок.

В среднем одна скважина для петротермального процесса дает поток пароводяной смеси, достаточный для генерации 3-5 МВт энергии. Пока такие системы на промышленном уровне нигде не реализованы, но работы ведутся, в частности, в Японии и Австралии.

Преимущества геотермальной энергетики

Из сказанного выше следует, что использование тепла Земли для получения электричества в промышленных масштабах, предприятие недешёвое. Но весьма выгодное по ряду причин.

Неисчерпаемость. Электростанции на ископаемом топливе — природном газе, угле, мазуте — сильно зависят от поставок этого самого топлива. Причем опасность заключается не только в прекращении поставок из-за бедствий или изменения политической ситуации, но и в незапланированном скачкообразном росте цен на сырье. В начале 1970-х годов из-за политической турбулентности на Ближнем Востоке разразился топливный кризис, который привел к росту цен на нефть в четыре раза. Кризис дал новый толчок развитию электротранспорта и альтернативных видов энергетики. Одним из плюсов использования земного тепла является его практическая неисчерпаемость (в результате действий человека, по крайней мере). Ежегодный тепловой поток Земли к поверхности составляет порядка 400 000 ТВт·ч в год, что в 17 раз больше, чем за тот же период вырабатывают все электростанции планеты. Температура ядра Земли составляет 6000 °C, а скорость остывания оценивается в 300-500 °C за 1 млрд лет. Не стоит беспокоиться о том, что человечество способно ускорить этот процесс бурением скважин и закачкой туда воды — падение температуры ядра на 1 градус высвобождает 2·1020 кВт·ч энергии, что в миллионы раз больше ежегодного потребления электроэнергии всем человечеством.

Стабильность. Ветряные и солнечные электростанции крайне чувствительны к погоде и времени дня. Нет солнечного света — нет выработки, станция отдает запас из аккумуляторов. Ослаб ветер — вновь нет выработки, опять в дело вступают батареи с отнюдь не бесконечной емкостью. При соблюдении техпроцессов по обратной отдаче воды в скважину гидротермальная электростанция будет беспрерывно функционировать в режиме 24/7.

Компактность и удобство для сложных районов. Электроснабжение отдаленных областей с изолированной инфраструктурой — задача непростая. Она осложняется еще больше, если район имеет плохую транспортную доступность, а рельеф не походит для строительства традиционных электростанций. Одним из важных плюсов геотермальных электростанций стала их компактность: так как теплоноситель берётся в буквальном смысле из земли, на поверхности строится машинный зал с турбиной и генератором и градирня, которые вместе занимают очень мало места.

Геотермальная станция с выработкой 1 ГВт·ч/год займет площадь 400 м2 — даже в гористой местности геотермальной электростанции потребуется очень небольшой участок и автомобильная дорога. Для солнечной станции с такой же выработкой потребуется 3240 м2, для ветряной — 1340 м2.

Экологичность. Само по себе функционирование геотермальной станции практически безвредно: её выброс углекислого газа в атмосферу оценивается в 45 кг CO2 на 1 кВт·ч выработанной энергии. Для сравнения: у угольных станций на тот же киловатт-час приходится 1000 кг CO2, у нефтяных — 840 кг, газовых — 469 кг. Впрочем, на атомные станции приходится всего 16 кг — уж чего-чего, а углекислого газа они производят минимум.

Возможность параллельной добычи полезных ископаемых. Удивительно, но факт: на некоторых энергоблоках ГеоТЭС, помимо электроэнергии, добывают газы и металлы, растворенные в поступающей из-под земли пароводяной смеси. Их можно было бы просто пустить вместе с отработанным конденсированным паром обратно в скважину, но, учитывая, какие объемы полезных элементов проходят через геотермальную электростанцию, разумнее наладить их добычу. В некоторых районах Италии пар из скважин содержит 150-700 мг борной кислоты на каждый килограмм пара. Одна из местных гидротермических электростанций на 4 МВт расходует 20 кг пара в секунду, поэтому добыча борной кислоты там поставлена на промышленную основу.

Недостатки геотермальной энергетики

Рабочая жидкость опасна. Как было отмечено выше, ГеоТЭС не вырабатывают дополнительных токсичных выбросов, лишь только небольшой объем углекислого газа, на порядок меньший, чем у газовых ТЭС. Что, впрочем, не значит, что подземные воды и пар — это всегда чистые субстанции, сродни минеральной питьевой воде. Пароводяная смесь из земных глубин насыщена газами и тяжелыми металлами, которые свойственны конкретному участку земной коры: свинец, кадмий, мышьяк, цинк, сера, бор, аммиак, фенол и так далее. В некоторых случаях по трубам к ГеоТЭС течёт такой впечатляющий коктейль, что его сброс в атмосферу или водоемы немедленно вызовет локальную экологическую катастрофу.

Результат воздействия геотермальной воды на металлы.

При соблюдении всех требований безопасности пар, отправляемый в атмосферу, тщательно фильтруется от металлов и газов, а конденсат закачивается обратно в скважину. Но в случае нештатных ситуаций или намеренного нарушения технического регламента геотермальная станция может нанести окружающей среде некоторый урон.

Высокая стоимость за киловатт. Несмотря на относительную простоту конструкции ГеоТЭС, первичные вложения в их строительство немалые. Много средств уходит на геологоразведку и анализ, в результате чего себестоимость геотермальных станций колеблется на уровне $2800/кВт установленной мощности. Для сравнения: ТЭС — $1000/кВт, ветряки — $1600/кВт, солнечная электростанция — $1800-2000/кВт, АЭС — около $6000/кВт. Причём для ГеоТЭС приведена усреднённая стоимость, которая может сильно варьироваться в зависимости от страны, рельефа, химического состава пара и глубины бурения.

Относительно низкая мощность. ГеоТЭС в принципе пока не могут сравниться по выработке электроэнергии с ГЭС, АЭС и ТЭС. Даже при бурении большого количества скважин поток пара все равно будет невелик, а произведённого электричества хватит лишь для небольших населённых пунктов.

Самый мощный на 2019 год геотермальный энергокомплекс The Geysers раскинулся на площади 78 км2 в Калифорнии, США. Он состоит из 22 гидротермальных станций и 350 скважин с общей установленной мощность 1517 МВт (реальная выработка 955 МВт), которые покрывают до 60% энергопотребностей северного побережья штата. Мощность всего The Geysers сопоставима с советским реактором РБМК-1500, когда-то работавшем на Игналинской АЭС, где их было два, а сама АЭС располагалась на площади 0,75 км2. ГеоТЭС с выработкой 200-300 МВт считаются очень мощными, большинство же станций по миру оперируют двузначными числами.

Гидротермальная комбинированная станция комплекса The Geysers в Калифорнии. И таких там 22. Источник: Wikimedia / Stepheng3

Где всё это работает и насколько это перспективно

По состоянию на 2018 год во всем мире геотермальные электростанции вырабатывают более 14,3 ГВт энергии, тогда как в 2007 году производили всего 9,7 ГВт. Да, не геотермальная революция, но рост налицо.

Лидером по геотермальной выработке является США со своими 3591 МВт. Впечатляющее значение, которое, однако, составляет всего 0,3% от общей выработки страны. Далее идет Индонезия с 1948 МВт и 3,7%. А вот на третьем месте начинается интересное: на Филиппинах геотермальные электростанции имеют установленную мощность 1868 МВт, при этом на них приходится 27% электричества страны. А в Кении — и вовсе 51%! Япония также входит в десятку лидеров по количеству киловатт, выработанных ГеоТЭС.

Первая геотермальная электростанция, «Мацукава», открылась в Японии в 1966 году. Она вырабатывала 23,5 МВт, а турбину и генератор для неё произвела Toshiba. В 2010-х годах геотермальная энергия стала наиболее востребованной в странах Африки, где началось активное заключение контрактов и строительство ГеоТЭС. В 2015 году в Кении была открыта станция Olkaria IV, одна из четырёх, находящаяся в зоне Олкария в 120 км от Найроби, с мощностью 140 МВт. С ее помощью правительство снижает зависимость от гидроэлектростанций, сброс воды из которых часто приводит к разрушительным наводнениям.

ГеоТЭС Olkaria IV в Кении. Olkaria V и Olkaria VI планируют ввести в строй в 2021 году. Источник: Toshiba

ГеоТЭС активно строят также в Уганде, Танзании, Эфиопии и Джибути.

В России развитие геотермальной энергетики идет очень неторопливыми темпами, так как в строительстве дополнительных электростанций нет особой необходимости. В 2015 году на долю таких станций приходилось всего 82 МВт.

Паужетская геотермальная станция, построенная на Камчатке в 1966 году, была первой в СССР. Ее изначальная установленная мощность составляла всего 5 МВт, сейчас она доведена до 12 МВт. Вслед за ней появилась Паратунская станция с мощностью всего 600 кВт — первая бинарная ГеоТЭС в мире.

Сейчас в России действуют только четыре станции, три из них питают Камчатку, ещё одна, Менделеевская ГеоТЭС на 3,6 МВт, снабжает остров Кунашир Курильской гряды.

На нашей планете есть немало способов добычи электроэнергии без помощи ископаемого топлива. Какие-то из них, например, солнечная и ветряная энергия, успешно используются уже сейчас. Какие-то, вроде водородных топливных ячеек, пока пребывают на начальной стадии адаптации. Геотермальная энергетика — это наш задел на будущее, раскрыть потенциал которого в полной мере нам еще только предстоит.

Геотермальная энергетика от Новомет-Пермь — Электроэнергетика и тепло

Москва, 17 фев — ИА  Neftegaz.RU. Что такое геотермальная энергия?

Горячая сила земли, получаемая за счёт протекания естественных процессов (тепло планеты, сохранившееся со времён формирования, тепловая мощность, вырабатываемая ею за счет радиоактивных элементов, трение) – называется геотермальной энергией. На рис. 1 представлено распределение температуры от цента Земли к ее поверхности.

Рис. 1

Геотермальная энергетика – направление энергетики, основанное на использовании тепловой энергии недр Земли для производства электрической энергии на геотермальных электростанциях, или непосредственно для отопления или горячего водоснабжения. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы (Википедия)

Запасы тепла Земли практически неисчерпаемы. При остывании ядра на 1 °С выделяется 2*10²⁰ кВт*ч энергии, что в 10000 раз больше, чем содержится во всем разведанном ископаемом топливе, и в миллионы раз больше годового энергопотребления человечества. При этом температура ядра превышает 6000 °С, а скорость остывания оценивается в 300-500 °С за миллиард лет.

Тепловой поток, текущий из недр Земли через её поверхность, составляет 47±2 ТВт тепла (400 тыс. ТВт⋅ч в год, что в 17 раз больше всей мировой выработки, и эквивалентно сжиганию 46 млрд тонн угля), а тепловая мощность, вырабатываемая Землей за счет радиоактивного распада урана, тория и калия-40 оценивается в 33±20²⁸ ТВт, т.е. до 70% теплопотерь Земли восполняется. Использование даже 1% этой мощности эквивалентно нескольким сотням мощных электростанций. Однако плотность теплового потока при этом составляет менее 0,1 Вт/м² (в тысячи и десятки тысяч раз меньше плотности солнечного излучения), что затрудняет её использование.

Доступ к подземной энергии

В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин.

Для генерации электроэнергии целесообразно использовать геотермальную воду температурой от 150°C и выше. Даже для отопления и горячего водоснабжения требуется температура не ниже 50°C. Температура Земли растёт с глубиной довольно медленно, обычно геотермический градиент составляет всего 30°C на 1 км, т.е. даже для горячего водоснабжения потребуется скважина глубиной более километра, а для генерации электроэнергии — несколько километров. Поэтому практически все крупные ГеоЭС расположены в местах повышенного вулканизма, т. е. где геотермальные воды находятся близко к поверхности.

На данный момент освоением геотермальной энергии активно занимаются: США, Исландия, Новая Зеландия, Филиппины, Италия, Сальвадор, Венгрия, Япония, Россия, Мексика, Кения и другие страны, где тепло из недр планеты поднимается к поверхности в форме пара и горячей воды, вырывающихся наружу при температурах, достигающих 300 °С.

Тепловая энергия Земли в виде горячей воды или пара доставляется на поверхность, где используется либо напрямую, например, для отопления домов, либо для генерации электрической энергии. Как было сказано выше, до тепловой энергии Земли, как правило, добираются путём бурения скважин, а подъем горячей жидкости осуществляется посредством погружных насосов.

Принципы работы геотермальных электростанций 

В настоящее время существует три схемы производства электроэнергии с использованием гидротермальных ресурсов:

• прямая с использованием сухого пара,
• непрямая с использованием водяного пара,
• смешанная схема производства (бинарный цикл).

Тип преобразования зависит от состояния среды (пар или вода) и ее температуры. Первыми были освоены электростанции на сухом пару. Для производства электроэнергии на них пар, поступающий из скважины, пропускается непосредственно через турбину/генератор.

Электростанции с непрямым типом производства электроэнергии на сегодняшний день являются самыми распространёнными. Они используют горячую подземную воду (температурой до 182 0С), которая закачивается при высоком давлении в генераторные установки на поверхности.

Геотермальные электростанции со смешанной схемой производства отличаются от двух предыдущих типов тем, что пар и вода никогда не вступают в непосредственный контакт с турбиной/генератором.

Геотермальные электростанции, работающие на сухом пару

Паровые электростанции работают преимущественно на гидротермальном пару (Рис. 2). Пар поступает непосредственно в турбину, которая питает генератор, производящий электроэнергию. Использование пара позволяет отказаться от сжигания ископаемого топлива (также отпадает необходимость в его транспортировке и хранении). Это старейшие геотермальные электростанции, первая из них была построена в Лардерелло (Италия) в 1904 году, она действует и в настоящее время. Паровая технология используется на электростанции «Гейзерс» в Северной Калифорнии – это самая крупная геотермальная электростанция в мире.

Рис. 2

Геотермальные электростанции на парогидротермах

Для производства электричества на таких заводах используются перегретые гидротермы (температура выше 180 °С). Гидротермальный раствор нагнетается в испаритель для снижения давления, из-за этого часть раствора очень быстро выпаривается (Рис.3). Полученный пар приводит в действие турбину. Если в резервуаре остается жидкость, то ее можно выпарить в следующем испарителе для получения еще большей мощности.

Рис. 3

Геотермальные электростанции с бинарным циклом производства электроэнергии

Большинство геотермальных районов содержат воду умеренных температур (ниже 180⁰ С). На электростанциях с бинарным циклом производства эта вода используется для получения энергии. Горячая геотермальные вода и вторая, дополнительная жидкость с более низкой точкой кипения, чем у воды, пропускаются через теплообменник (Рис.4). Тепло геотермальной воды выпаривает вторую жидкость, пары которой приводят в действие турбины. Так как это замкнутая система, выбросы в атмосферу практически отсутствуют. Воды умеренной температуры являются наиболее распространённым геотермальным ресурсом, поэтому большинство геотермальных электростанций будущего будут работать на этом принципе. Как выглядит такая электростанция в реальности, показано на рисунке 5.

Рис. 4

Рис. 5

Новомет в геотермальных проектах

На геотермальных проектах сегодня с успехом применяются высокопроизводительные термостойкие насосные системы «Новомет» (Рис.6-7), экономия затрат электроэнергии при этом составляет 28%.

В 2018-2019 г. специалисты «Новомет» для решения задачи рентабельной эксплуатации геотермального месторождения применили весь накопленный опыт в производстве нефтепогружного оборудования для осложненных условий. Пилотной площадкой для освоения данного проекта компании стала Турция. Проведен ряд монтажей установок в специальном коррозионностойком и термостойком исполнении с приводом от вентильных электродвигателей, которые характеризуются пониженным тепловыделением.

Рис. 6

После получения положительных результатов первых испытаний было решено использовать полученный опыт для разработки новой линейки высокопроизводительных насосов. Кроме того, при осуществлении геотермальных проектов важен объем поднимаемой воды: требовалась разработка еще более высокопроизводительных насосов и высокомощных электродвигателей. Новые установки получили название Geyser.

В конце ноября 2019 года были отгружены три энергоэффективные установки Geyser производительностью 10000 м³/сут (NV75500), укомплектованные вентильными электродвигателями мощностью 660 кВт. В настоящее время данные установки находятся в работе. Всего в скважинах на сегодня находится 21 установка Geyser компании «Новомет». Максимальная наработка превысила 380 суток. Температура добываемой жидкости находится в пределах 155-195⁰С.

Применение УЭЦН Geyser производства АО «Новомет-Пермь» снизило количество электроэнергии, необходимое для перекачки кубического метра воды. Для примера: ближайший конкурирующий насос в регионе использует 1,25 кВт*ч на кубический метр добываемой воды, в то время как система компании «Новомет» потребляет всего 0,9 кВт*ч для подъема того же объема воды. Разница составляет 28%.

Сегодня использование альтернативных источников энергии особенно актуально, и в дальнейшем будет только расти. Большинство стран на государственном уровне вынуждены внедрять дорогостоящие программы, снижающие расход энергии и сокращающие выбросы парниковых газов. Россия в 2019 году присоединилась к Парижскому соглашению по климату, участники которого договорились планомерно снижать выбросы CO2 в атмосферу, и наладить международный обмен «зелеными» технологиями в сфере энергоэффективности, промышленности, строительства и других, с целью сдерживания повышения глобальной среднегодовой температуры на планете.

Следует отметить, что активно развивая энергоэффективные технологии и технологию Geyser, «Новомет» вносит свой вклад в развитие альтернативной, «зеленой» энергетики и способствует выполнению условий Парижского соглашения.

Принцип работы геотермального теплового насоса

Большинство населения пока не знакомы с понятием «тепловой насос», но постоянно используют тепловые насосы в обычных холодильниках и кондиционерах.
Холодильники и кондиционеры стали настолько надежными, удобными и привычными, что мы перестали обращать внимание на их работу.
Таким же привычным является отопление зданий геотермальными тепловыми насосами, например для жителей Евросоюза. Геотермальный тепловой насос по принципу работы похож на обычный кондиционер реверсивного типа ( отопление и охлаждение). В отличие от кондиционеров, геотермальный тепловой насос адаптирован для работы при любых погодных условиях и минусовых температурах. Главная проблема кондиционеров — уменьшение производительности и остановка кондиционеров при минусовых температурах, когда отопление наиболее важно. Эта проблема решена в геотермальных тепловых насосах. Тепловой насос следует рассматривать как любое другое отопительное устройство, которое используется для производства тепла, и в отношении которого действуют все законы, касающиеся энергии. Как и у каждого спсоба отопления, у теплового насоса есть свои особенности, сильные и слабые стороны. Теплотехнические расчёты у всех способов получения тепла одинаковые. Правила термодинамики действуют как при дровяном печном отоплении, так и при управляемой через Интернет геотермальной климатической установке.

Технические подробности роботы тепловых насосов.

Принцип работы основного элемента теплового насоса – фреонового компрессора отображен в цикле Карно, опубликованном в 1824 г. Практическую теплонасосную систему предложил лорд Кельвин в 1852 г. под названием „умножитель тепла”.

В соответствии с изображенным принципом действия, тепловой насос берет тепловую энергию из одного места, « сжимает» ее, и отдает в другое место. Например, в обычном холодильнике тепло отбирается морозильной камерой из продуктов и выбрасывается в кухню, при этом задняя стенка холодильника нагревается. Принцип действия геотермального теплового насоса основан на сборе тепла из почвы или воды, и передаче в систему отопления здания. Для сбора тепла незамерзающая жидкость течет по трубе, расположенной в почве или водоеме возле здания, к тепловому насосу. Тепловой насос, подобно холодильнику, охлаждает жидкость (отбирает тепло), при этом жидкость охлаждается приблизительно на 5 °С. Жидкость снова течет по трубе в наружном грунте или воде, восстанавливает свою температуру, и снова поступает к тепловому насосу. Отобранное тепловым насосом тепло передается системе отопления и/или на подогрев горячей воды. Возможно отбирать тепло у подземной воды — подземная вода с температурой около 10 °С подается из скважины к тепловому насосу, который охлаждает воду до +1…+2°С, и возвращает воду под землю. Тепловая энергия есть у любого предмета с температурой выше минус двести семьдесят три градуса Цельсия — так называемый «абсолютный ноль». То есть тепловой насос может отобрать тепло у любого предмета — земли, водоема, льда, скалы и т. д. Если же здание, например летом, нужно охлаждать (кондиционировать), то происходит обратный процесс — тепло забирается из здания и сбрасывается в землю (водоем). Тот же тепловой насос может работать зимой на отопление, а летом на охлаждение здания. Очевидно, что тепловой насос может греть воду для горячего бытового водоснабжения, кондиционировать через фанкойлы, греть бассейн, охлаждать например ледовый каток, подогревать крыши и дорожки от льда… Одно оборудование может выполнить все функции по тепло-холодоснабжению здания. Обмен теплом с окружающей средой геотермальные тепловые насосы осуществляют такими основными способами:
• Насос с открытым циклом — из подземного потока (плывуна) забирается подземная вода, подается в размещенный внутри здания тепловой насос, вода отдает/забирает тепло у теплового насоса, и возвращается в подземный поток на расстоянии от места забора. Плюсом такого способа является возможность одновременно получить воду для водоснабжения дома. Открытые системы являются очень эффективными, поскольку температура подземной воды является относительно высокой и круглогодично стабильной. Использование воды из скважины не наносит ущерба грунтовым водам, не изменяет уровень грунтовых вод в водном горизонте, поскольку открытую систему можно рассматривать как соединённые сосуды, где вода, забираемая из одного колодца, направляется обратно под землю через второй колодец, не изменяя общий уровень воды. Корректно, сооружённые в соответствии с нормативами скважины обеспечивают безопасную для окружающей природы стабильную работу системы отопления.

• Насос с закрытым циклом и горизонтальным теплообменником, размещенным в земле — трубки (коллекторы), в которых прокачивается теплоноситель, размещены горизонтально на глубине не менее 4 метра от поверхности земли. Такой теплообменник обычно называют поверхностным коллектором. Основной опасностью является неосмотрительность при проведении землекопных работ в зоне нахождения поверхностного коллектора. Для современно жилого дома с отапливаемой площадью в 200 м2 под основание коллектора требуется около 500 м2 поверхности грунта. При прокладке коллектора вблизи деревьев трубу коллектора не следует укладывать ближе, чем 1,5 метра от кроны. Правильно выбранный по размерам и правильно уложенный почвенный коллектор не влияет негативно ни на рост растений, ни на экологические условия.

• Насос с закрытым циклом и вертикальным теплообменником — трубки, в которых прокачивается теплоноситель, размещены вертикально в земле и уходят в глубину земли обычно 50 — 100 метров. Такой теплообменник обычно называют зондом.

Как известно, на глубине более 8 метров от поверхности земля имеет стабильную температуру (для Приморского края +7,2 градуса Цельсия) независимо от поры года. Этот способ обеспечивает самую высокую эффективность работы теплового насоса, малый расход электроэнергии и дешевое тепло — на 1 кВт электроэнергии получают до 5 кВт тепловой энергии, но требует больших первоначальных капиталовложений на буровые работы

Обращаем внимание на нецелесообразность использования в Дальневосточном регионе систем отопления на так называемых «воздушных тепловых насосах», по сути обычных кондиционерах, в которых тепло для отопления здания забирается из наружного воздуха. Эти системы разработаны и успешно используются в более теплых странах, где не бывает значительных морозов — южных штатах США, Греции, Японии и т.д. Проблема в том, что размещенный снаружи теплообменник при температуре на улице около плюс 5 градусов Цельсия начинает покрываться льдом из-за замерзающего конденсата, резко снижается теплопередача, эффективность уменьшатся. При дальнейшем понижении температуры наружного воздуха эффективность становится близкой нулю, воздушный тепловой насос переходит на обычное электроотопление, что резко увеличивает расход электроэнергии.

Количество компрессоров в тепловом насосе — один или два. Тепловые насосы с двумя компрессорами значительно дороже однокомпрессорных, но более надежны, имеют больший моторесурс. Кроме того, при выходе из строя одного из компрессоров (любая техника когда-нибудь выходит из строя), возможно частично отапливаться одним компрессором до завершения ремонта.
Конструкция внешнего коллектора. В качестве внешнего коллектора большинство производителей тепловых насосов предусматривает полиэтиленовую трубу диаметром 25 — 40 миллиметров с циркуляцией незамерзающей жидкостью — водным раствором гликоля. Существуют также геотермальные тепловые насосы с медной трубой диаметром 6 — 10 миллиметров и циркуляцией фреона:

— полиэтиленовая труба в зависимости от диаметра имеет толщину стенки 2 — 2,4 миллиметра. Так, например, труба диаметром 40 миллиметров имеет толщину стенки 2,3 — 2,4 миллиметра. Такая толщина обеспечивает высокую надежность и прочность трубы — человек весом 110 килограмм трубу не сдавливает;

— геотермальные тепловые насосы с полиэтиленовой трубой и водным раствором являются конструктивно более сложными, но более эффективными и надежными, чем с медной трубой. Тепловые насосы с медной трубкой и фреоном конструктивно проще, но значительная (часто многокилометровая) длинна медной трубки с фреоном под давлением потенциально более опасна, чем полиэтиленовая.

При проектировании и монтаже целесообразно пользоваться требованиями, технологией и рекомендациями изготовителей оборудования и нормативно-правовой базой Европейского сообщества. Очевидно, что не все рабочие, которые могут взяться за работы по установке, знакомы с этими требованиями и технологиями. Использование неквалифицированного персонала приведет к некачественной установке.

от 1,2 ТВтч до 100 ТВтч к 2050 году? — ЭНЕРГОСМИ.РУ

По сценарию устойчивого развития МЭА, к 2030 году выработка тепловой энергии в мире утроится почти до 300 ТВтч. Это потому, что есть почти неограниченный запас, который может обеспечить питание, отопление и охлаждение. Это также постоянное снабжение, не зависящее от погоды, в отличие от солнца и ветра. Электростанции маленькие и тихие. Для отопления наземные тепловые насосы используют значительно меньше электроэнергии, чем другие технологии. 

Германия не является лидером в геотермальной энергетике, ни в Европе, ни во всем мире, несмотря на то, что она может похвастаться обильными запасами горячей воды под своей поверхностью. И до недавнего времени Германия не стремилась использовать этот огромный потенциал. На долю глубоких геотермальных станций приходится всего лишь 0,1% от общего объема отопления и охлаждения страны. А неглубокие геотермальные установки, обычно устанавливаемые в домах и зданиях, вносят лишь 1,2%.

Вместе с тем в докладах ведущих немецких институтов и учреждений подчеркивается важная роль, которую геотермальная энергия должна играть для того, чтобы страна могла завершить свой переход к Wärmewende, или отоплению. И они ясно показывают, как далеко должна зайти Германия.

От 1,2 ТВтч до 100 ТВтч к 2050 году?

По оценкам Института прикладной геофизики им. Лейбница (LIAG), Германия может увеличить производство глубокой геотермальной энергии с нынешних 1,2 тераватт-часов (ТВтч) климатически нейтрального тепла в год до 100 ТВтч тепла в год к 2050 году. А аналитический центр Agora Energiewende  утверждает, что количество неглубоких геотермальных установок, использующих тепло наземных источников, должно вырасти с 420 000 до 2,5-3 миллионов.

Немецкое агентство по окружающей среде (UBA) рассчитывает сценарии для теплового сектора Германии, которые показывают, что мелкая и глубокая геотермальная энергия покроет примерно половину теплоснабжения страны к 2050 году.

Глубинные геотермальные установки в Германии

В настоящее время в Германии насчитывается 37 глубоководных геотермальных станций и еще 30 находятся на стадии планирования.

В Германии есть три региона с глубокими геотермальными водами: Северогерманский бассейн, верхний Рейнский разлом и бассейн Моласса.

Неглубокие геотермальные установки

Почти вся Германия может похвастаться неглубокими источниками тепла, подходящими для неглубокой геотермальной технологии, которая использует наземные тепловые насосы для повышения температуры, нагревающей дома и здания.

Около 420 000 наземных тепловых насосов обеспечивают отопление зданий в Германии. В шесть-семь раз больше потребуется для достижения амбициозных климатических целей, таких как сокращение ежегодных выбросов парниковых газов в строительном секторе на 70-72 миллиона тонн CO2 к 2030 году.

В Германии Бавария имеет самые обширные геотермальные инвестиции, но штат Бранденбург может похвастаться самым высоким количеством геотермальных тепловых насосов на 100 000 человек: 575.

Современное использование геотермального тепла в Германии

Использование геотермального тепла не является новым явлением ни в Германии, ни в Европе. Термальные воды напрямую снабжают термальные ванны на протяжении тысяч лет. Сегодня многие немецкие бассейны и спа (см. график ниже) либо используют термальные воды напрямую, либо нагреваются косвенно через геотермальные источники.

Развитие геотермального использования тепла в Германии с 1999 по 2016 год

90% отопления Германии по-прежнему производится за счет нефти и газа

Но по большей части Германия все равно топит свои здания нефтью и газом. Почти треть от общего конечного потребления энергии в Германии в 2018 году ушла на отопление помещений и водоснабжение в зданиях.  Выбросы парниковых газов в строительном секторе, которые возникают почти исключительно из–за отопления, составляют до 15 процентов от общего объема выбросов — и почти 30 процентов, включая косвенные выбросы. В настоящее время более 90% отопительных систем Германии работают на нефти и природном газе.

Развитие источников отопления в немецком строительном фонде, 1995 — 2018 гг.

Плюсы и минусы геотермальной энергетики

У геотермальной энергии есть свои плюсы и минусы. С положительной стороны, она практически бесконечна в объеме, а также является очень чистым источником энергии. Электростанции маленькие и тихие. Геотермальные источники генерируют энергию, тепло и охлаждение.

Кроме того, это постоянный источник энергии, в отличие от ветра и солнца, которые зависят от погоды. А наземные тепловые насосы потребляют значительно меньше электроэнергии, чем другие отопительные технологии.

Геотермальная энергия также имеет недостатки, что объясняет ее недостаточное использование в Германии сегодня.  С одной стороны, это не без выбросов.  Подземные жидкости содержат газы, в основном азот и углекислый газ, которые являются парниковыми газами. И есть проблемы безопасности, так как глубокое бурение и гидроразрыв пласта могут вызвать подземные толчки и даже землетрясения. Кроме того, затраты на бурение очень высоки. Типичная теплоэнергетическая геотермальная установка сегодня стоит от 50 до 60 миллионов евро. Планирование и строительство одного завода занимает около шести лет.

Глобальная картина: утроение геотермальной энергии к 2050 году

Геотермальная энергетика имеет глобальное будущее за пределами Германии, и действительно, многие страны значительно опережают ее развитие.  Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что к 2030 году производство геотермальной энергии во всем мире почти утроится.

Выработка геотермальной энергии в сценарии устойчивого развития, 2000-2030 гг.

В глобальном масштабе развитие геотермальной энергии в США, Индонезии и Филиппинах превосходит развитие геотермальной энергии в большинстве стран Европы. В Европе Турция и Италия лидируют по количеству глубоководных геотермальных станций и установленной мощности (см. графики ниже).

Как Швеция, так и Нидерланды имеют амбициозные программы по расширению использования геотермальных источников. Около пятой части всех зданий в Швеции полагаются на геотермальные тепловые насосы для отопления и охлаждения, что делает её `мировым лидером в использовании неглубоких геотермальных источников. Это покрывает 10 процентов от общего спроса на тепло в стране.

Топ-10 геотермальных стран 2019. Установленная мощность в МВт на конец 2019 года. Всего 15 406 МВтКоличество геотермальных электростанций на странуУстановлено геотермальной энергии в Европе 2012-2018, после EGC 2013, 2016 и 2019, и ожидания к 2025 году

Особенности и принцип работы геотермальной установки для отопления дома

Перед каждым владельцем загородного дома встает такой важный вопрос, как обеспечение подачи тепла во все жилые помещения. Сегодня различные производители предлагают свои варианты индивидуального отопления частных коттеджей за пределами города. Новинкой в этой сфере можно назвать геотермальное отопление. Конечно, большинство владельцев домов уверены, что столь удобную и экономичную системы подачи тепла можно монтировать лишь в тех районах, где есть гейзеры, вулканические образования и горячие водные источники. Современные установки такого типа способны успешно работать и в умеренных широтах, с теплыми источниками при невысоких температурных показателях.

Особенности геотермального отопления

Геотермальное отопление относится к альтернативным видам подачи тепла в доме. Такой вариант тепловой установки можно назвать практически идеальным для обустройства частного дома или загородной дачи. Для работы в системе используется геотермальная энергия, которая добывается из различных природных источников тепла. Основной принцип работы в такой установке схож с работой ходильной системы. Главное отличие при этом следующее: если в холодильнике рефрижератор продуцирует из полученной системы охлаждение для воздуха, то здесь вырабатывается тепловая энергия. Слаженная работа возможна даже при низких температурных характеристиках.

Главная особенность геотермального отопления в доме заключается в том, что в теплую летную пору воздух в доме охлаждается, а вот зимой нагревается. При этом затраты на такое отопление очень низкие в сравнении с другими тепловыми установками. В чем-то работа такой системы схожа с кондиционированием воздушных потоков. Она помогает создать в доме нужные тепло и уют, обеспечивая хозяевам комфортные условия проживания в доме.

Принцип геотермального отопления

Геотермальная установка работает в автономном режиме, четко регулируя при этом необходимую в помещении температуру. Принцип, заложенный в основу ее работы, одинаков для всех установок, поэтому он независим от различных производителей комплектующих элементов. Основная работа возлагается на специальные насосы, которые могут иметь некоторые отличия между собой по дизайнерскому решению, разновидностям, но при этом коэффициентные данные по производительности тепла у всех них аналогичны. Что касается используемой энергии, то геотермальная система успешно работает с различными видами энергии земли.

Состоит система из двух контуров, а именно:

• внутреннего;
• внешнего.

Первый из упомянутых представлен привычной для многих отопительной установкой из соединения труб и радиаторных элементов. Внешний контур — это габаритный теплообменник, который монтируется под толщей земли или же в водном массиве. Внутри по нему циркулирует особая жидкость с добавлением антифриза, иногда еще его заполняют обычной водой. Теплоноситель набирает температуру окружающей среды, и уже прогретый поступает далее в геотермальный насос. Накопленное таким образом тепло передается далее внутреннему контуру. Это позволяет прогревать воду в радиаторных элементах и трубах по дому.

Способы реализации геотермальной установки

Такое отопление отличается между собой по способам установки теплообменника. На сегодня используются три разновидности:

1. Вертикальный теплообменник: отличается компактностью и более высокой себестоимостью установки в сравнении с другими видами. Для установки вертикального теплообменника не нужно использовать большую площадь, но понадобится использование специализированных бурильных установок. В зависимости от выбранной технологии глубина готовой скважины может достигать показателя до 200 метров, минимальный показатель — 50 метров. Срок службы системы составляет до одной сотни лет. Выгодно устанавливать такой вид геотермального отопления в случае монтажа на уже обустроенном участке. Ландшафт местности останется практически не тронутым.
2. Горизонтальный теплообменник: такой тип используется довольно часто. При монтаже горизонтального теплообменника трубы укладываются на большую достаточно глубину, которая обязательно превышает уровень промерзания грунта. Основной минус использования именно такой разводки заключается в том, что под монтаж коллектора необходимо использовать большую площадь. Трудно проложить такую систему на уже обустроенном участке.
3. Водоразмещенный теплообменник: такая установка является наиболее экономной по затратам среди всего разнообразия геотермального отопления, так как работает за счет энергии водных массивов. Такая система актуальна для тех домовладельцев, у которых на расстоянии сотни метров есть какой-либо водоем. Такой теплообменник наиболее выгодный, что делает его монтаж наиболее целесообразным среди всех разновидностей подобного отопления.

Плюсы и минусы геотермального отопления

Актуальным геотермальное отопление стало в Америке в период кризиса в 80-е годы. Изначально монтаж установок стоил больших денег и такое отопление использовалось исключительно состоятельными людьми, но позже геотермальное отопление стало более доступным для массового использования населением.

Преимущества использования геотермального отопления в частном жилище:

• энергию геотермального вида получать и в дальнейшем использовать можно практически в любом месте;
• подача такого вида тепла неограниченна;
• использование такой энергии считается наиболее устойчивым;
• энергия геотермального вида не содержит в себе разного рода вредные выбросы от сгорания углекислого газа;
• отопление на основе геотермальной установки не требует оказывать дому постоянное обслуживание;
• отопление считается бесплатным для владельца дома;
• насосы установки занимают намного меньше места, чем аналогичные тепловые установки, геотермальному насосу под установку нужно места примерно столько же, как и, к примеру, холодильнику;
• геотермальная энергия помогает, как нагревать помещение, так и при необходимости охлаждать его, принцип работы схож с алгоритмом работы кондиционеров;
• при желании можно устанавливать такое отопление совместно с другими системами подачи тепла, например, с газовой системой, дизельной или работающей за счет энергии солнца.

Несмотря на целый ряд позитивных моментов использования такого вида отопления, геотермальные установки имеют и свои недостатки, основные среди которых такие:

• высокие показатели себестоимости для монтажа всей системы;
• долгий срок окупаемости.

Такие недостатки системы отопления меркнут в сравнении с нынешними тенденциями мирового удорожания различных видов топлива. Конечно, срок окупаемости длительный, но за сотню лет геотермальная установка покажет все свои плюсы и докажет свою экономичность на практике. Такой вид отопления уже по достоинству оценили в целом ряде стран Европы и в Америке. К примеру, в Швеции около 70% частных домовладельцев выбрали в качестве отопления именно такую систему.

Видео

Сергей Елгазин разузнал все о геотермальном отоплении в одном из финских домов:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Прогноз роста геотермальной отрасли

Геотермальная энергетика — отрасль сравнительно новая, но с хорошими перспективами развития в мировой экономике. Компания Rystad Energy прогнозирует развитие геотермальной отрасли к 2025 года на 50% за счет диверсификации компаний нефтегазовой промышленности. Аналитики компании ожидают рост мощности электростанций геотермального профиля с 16 ГВт на уходящий 2020 года до 24 ГВт к 2025 году.
Главным условием развития станут финансовые вложения в 25 000 000 000 долларов. За последние 10 лет инвестиции в отрасль составили 40 000 000 000 долларов.

Первое место в мире по мощности геотермальной энергии занимает США. В лидерах числятся Индонезия, Филиппины, Италия и Турция, занимающие 90% геотермального рынка. Главным плюсом геотермальных электростанций по сравнению с солнечными и ветряными является меньшая площадь. Хороший потенциал у Венгрии, Хорватии, Бельгии и Англии. В немецкой Баварии 37 геотермальных станций и планируется строительство еще 16. В проекте бурения еще 20 скважин.

Сервисные компании нефтегазовой промышленности пробурили в прошлом году 223 скважин для нужд геотермальной отрасли, а в ближайшие пять лет потребуется примерно 380. Лидеры отрасли Calpine и Omat с мощностью электростанций около 1200 МВт. Компания Chevron до 2017 года производила 1 ГВт геотермальной мощности на Филиппинских островах и в Индонезии, но продала бизнес стоимостью в 3 000 000 000 долларов.
Геотермальная электростанция включает до шести бурильных скважин. В промежуточные скважины закачивается вода, а из одной извлекается тепло. Мощность каждой около 5,3 МВт, но может увеличиваться благодаря большей глубине и совершенствованию технологий. На сегодня в мире эксплуатируется 3200 геотермальных скважин.

В эксплуатации геотермальных электростанций используют три типа технологий:

— Установки с двухконтурным циклом, использующие жидкости с низкой температурой кипения;
— Электростанции моментального испарения на воде, работающие под высоким давлением;
— Объекты, перерабатывающие сухой пар.

Геотермальные проекты традиционно популярны в странах с действующими вулканическими зонами. Источники с температурой от 30°C до 150°C позволяют получить тепло напрямую без промежуточного преобразования в электричество. В странах невулканических регионов требуется бурение большей глубины.

По статистике мирового агентства альтернативной энергетики геотермальные электростанции России в прошлом году произвели 74 МВт, при этом в еще 2010 году этот показатель был 81 МВт. Страна не входит даже в десятку лидеров отрасли. Хотя на Камчатке с ее вулканами, например, есть все природные условия для развития геотермальной энергетики.

Геотермальные тепловые насосы: стоимость и установка

Перед установкой любой новой системы отопления или охлаждения в доме необходимо провести переоценку и снизить энергетическую нагрузку дома. Более энергоэффективный дом не только снизит стоимость новой системы и счетов за коммунальные услуги, но и значительно повысит комфорт вашего дома. Перед тем, как спроектировать и установить какие-либо системы, мы планируем домашний энергоаудит, в ходе которого энергоаудитор порекомендует улучшения и сделает оценку затрат и экономии энергии за счет этих улучшений.Основные улучшения обычно включают добавление изоляции и мер по герметизации воздуха. Energy Environmental Corporation работает с несколькими квалифицированными домашними аудиторами Energy Star и специалистами по установке и может порекомендовать их. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения ссылок.

Геотермальные тепловые насосы могут быть легко интегрированы с существующими системами, такими как традиционное воздушное или лучистое отопление пола, или могут быть установлены в новом здании. Для систем с принудительной подачей воздуха потребуется тепловой насос «вода-воздух», в то время как для водяных систем лучистого отопления потребуются тепловые насосы «вода-вода».Размер геотермального теплового насоса и размер необходимого контура заземления зависят от требований к отоплению и охлаждению вашего дома и имеют решающее значение для обеспечения эффективности и производительности системы. Емкость геотермальных систем измеряется в тоннах. Как правило, 3-тонная установка должна быть достаточной для среднего дома, но размер дома, потребности в отоплении и охлаждении, местная геология и почва, а также наличие земли — все это факторы, которые будут влиять на правильный размер для вашего конкретного дома. Energy Environmental Corporation имеет опыт установки геотермальных тепловых насосов и может помочь вам правильно определить размер системы.

Закон о восстановлении экономического стимула от 2009 года снял ограничение на использование геотермальных тепловых насосных систем в жилых домах. Теперь домовладельцы могут получить федеральную налоговую льготу в размере 30% от стоимости квалифицированной геотермальной системы теплового насоса. См. Наши расценки на систему для получения дополнительной информации.

Проектирование и установка геотермальных систем не являются проектами, выполняемыми своими руками, и поэтому требуют услуг профессионала. Кроме того, интеграция систем геотермального обмена с другими системами в доме требует специальных знаний.Цена геотермальной системы отопления варьируется в зависимости от типа петлевой системы, обычно вертикальной или горизонтальной. В среднем, установка типичного дома площадью 2500 квадратных футов с тепловой нагрузкой 60 000 БТЕ и охлаждающей нагрузкой 60 000 БТЕ будет стоить от 20 000 до 25 000 долларов. Это примерно вдвое больше, чем у обычных систем отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, но геотермальные системы отопления / охлаждения могут снизить счета за коммунальные услуги на 40–60%.

Срок окупаемости системы может составлять 2-10 лет, а срок службы системы может составлять 18-23 года, что почти вдвое больше, чем у обычной системы.Кроме того, системы возобновляемых источников энергии увеличивают стоимость вашего дома. В США предусмотрены налоговые льготы за повышение энергоэффективности, включая 30% федеральный налоговый кредит, и многие государственные и коммунальные компании предлагают стимулы. Посетите базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности по телефону www.dsireusa.org , чтобы найти стимулы в вашем районе.

Из-за авансовых затрат на установку геотермальных тепловых насосов, финансирование этих систем является обычным делом. Ежемесячные платежи для финансирования геотермальной системы очень разумны и могут фактически сэкономить деньги домовладельца, как только система будет установлена.Ниже приведены два примера финансирования. Для получения дополнительной информации, включая информацию о льготах и ​​стоимости интегрированных систем, посетите нашу веб-страницу, посвященную ценам на системы.

Пример 1
Стоимость проекта: $ 25 000
Скидка / первоначальный взнос: 5000 долларов США
Сумма финансирования: 20 000 долл. США
Процентная ставка: 7,99%
Срок: 240 месяцев
Оплата: $ 166.00

Пример 2
Стоимость проекта: 15 000 долларов США
Скидка / авансовый платеж: $ 0
Сумма финансирования: 15 000 долл. США
Процентная ставка: 8.99%
Срок: 180 месяцев
Оплата: $ 142,50

Вернуться на:

Как работают геотермальные тепловые насосы
Типы контуров заземления
Преимущества и эффективность геотермальных тепловых насосов

5 ошибок при геотермальной установке и как их избежать

Я Брайан Робертс — старший консультант по вопросам энергетики. Я присоединился к Dandelion Geothermal в качестве одного из первых сотрудников и более десяти лет работал в сфере экологически чистой энергетики и экологического планирования. Каждый год мы с коллегами встречаемся с тысячами домовладельцев, которым интересно узнать больше о Dandelion и наших геотермальных технологиях отопления и охлаждения.

Я могу перечислить пример за примером геотермальных («гео») историй успеха. При этом не менее важно объяснить, почему некоторые установки выходят из строя и как наш подход в Dandelion позволяет избежать наиболее распространенных ошибок при установке геотермальных источников.

5 распространенных ошибок геотермальных установок

Проектирование геотермальной системы

На протяжении десятилетий обычной практикой при проектировании и установке традиционных систем отопления, работающих на топливе, было определение того, что, вероятно, потребуется зданию, а затем его увеличение размеров.Руководящий принцип этого подхода: по сути, лучше слишком много, чем слишком мало. И хотя такой подход может согреть вас, он также дорог, расточителен и неустойчив.

Геотермальные системы работают по-другому и должны быть спроектированы точно так, чтобы находиться в зоне Златовласки «в самый раз», чтобы обеспечить эффективную работу, очень комфортную кондиционируемую среду и респектабельный срок службы теплового насоса 20-25 лет.

Чтобы получить «правильный ответ», мы тратим часы на сбор и оценку данных о доме.Некоторые из ключевых деталей дома, которые мы должны учитывать, включают общую площадь в квадратных футах, R-значения изоляции, типы и количество окон и дверей, строительные материалы, высоту потолков и этот список можно продолжить….

Оценка этих деталей — это то, что позволяет нам определить скорость теплообмена между кондиционированным помещением в помещении и некондиционированным пространством на открытом воздухе — мы называем результаты этой оценки «расчетами тепловой и охлаждающей нагрузки». Благодаря точному сбору данных и расчетам мы можем точно определить размер теплового насоса и контура заземления геосистемы, чтобы система эффективно и рационально соответствовала требованиям к комфортной среде внутри вашего дома.

Расчет размеров и проектирование воздуховодов для геотермальных источников

Системы Dandelion geo полагаются на принудительное распределение воздуха для обогрева и охлаждения и, следовательно, требуют наличия воздуховодов для подачи кондиционированного воздуха от теплового насоса в каждую комнату дома. Качество воздуховодов и их способность поддерживать требования к воздушному потоку геосистемы являются важными факторами. Основные причины того, что геосистема может неадекватно распределять кондиционированный воздух по дому, включают в себя слишком большие или малые размеры воздуховодов; слишком мало подающих или обратных ветвей и вентиляционных отверстий; плохо изолированные и / или негерметичные по швам воздуховоды; сужение воздушного потока из-за плохих путей прохождения, пыли и мусора в воздуховодах, либо засоренных фильтров, которые необходимо заменить.Расчет необходимого воздушного потока для каждой комнаты является частью процесса проектирования, и обеспечение надлежащей производительности системы важно, чтобы воздуховоды могли поддерживать этот воздушный поток на начальном этапе и в дальнейшем.

С учетом местного климата

Климат любого региона меняется из-за изменений широты и ряда географических особенностей, и эти климатические изменения необходимо учитывать при сопоставлении геосистемы с местной окружающей средой. Совет Международного кодекса разработал карту климатической зоны Международного кодекса энергосбережения, которая характеризует каждый округ на всей территории Соединенных Штатов с помощью определенного набора характеристик «климатической зоны», таких как экстремальные значения температуры и количества осадков.Четкое представление о экстремальных температурах, которые геосистема должна выдерживать, имеет жизненно важное значение для надлежащего функционирования и эффективности системы. В качестве основы команда Dandelion ссылается на характеристики климатической зоны, а также на данные из региональных центров сбора данных о погоде в процессе проектирования.

Неисправности управления системой

Хотя геонагревание и охлаждение основаны на фундаментальных научных принципах и механике, для работы и настройки системы используется набор достаточно сложных механических и электрических устройств и программных средств управления.Если механизмы управления дают сбой или выходят из строя, геосистема может работать на низком уровне и даже полностью отключиться. После выявления проблемы управления обычно можно быстро решить, а геосистему оставить для возобновления нормальной работы. Чтобы подсластить горшок, геосистемы Dandelion включают датчики мониторинга, которые отправляют нашим техническим специалистам статистику производительности каждые несколько секунд и могут помочь сократить время простоя за счет отключения предупреждений на приборной панели, когда компонент системы или элемент управления требует обслуживания.

Поиск подходящего установщика крайне важен для геотермальной системы, которая работает так, как ожидалось и обещано.

Как одуванчик получает право на геотермальную энергию

В компании Dandelion мы гарантируем, что мы получаем точные данные и проектируем правильно с командой квалифицированных специалистов, которые хорошо обучены и полностью привержены геотермальным системам отопления и охлаждения и только геотермальным системам отопления и охлаждения. Мы делаем это с помощью четко определенного — хотя и постоянно развивающегося — процесса сбора и анализа данных, проектирования, установки и обслуживания системы.

Dandelion предоставляет гарантию на оборудование, рабочую силу и качество изготовления, а также мы отслеживаем производительность системы. Если геотермальная система Dandelion не работает должным образом, мы не только получаем уведомление об этом факте с помощью наших устройств мониторинга, но и обязаны решать проблемы в соответствии с условиями нашей гарантии.

Возможно, самое главное, что миссия Dandelion — сделать геотермальную энергию доступной и доступной для всех. Учитывая, что мы планируем работать достаточно долго, чтобы полностью реализовать потенциал нашей миссии, у нас нет другого выбора, кроме как доказать нашим клиентам — прошлым, настоящим, будущим — что наши заверения и результаты совпадают.

геотермальных тепловых насосов в КалифорнииГео

Очевидно, такая ассоциация, как CaliforniaGeo, хотела бы больше продаж и установки технологии геотермальных тепловых насосов (GHP), чем это уже было выполнено. По правде говоря, несмотря на всю историю и шумиху о том, насколько прогрессивными были политика и правила Калифорнии за последние 40 лет, количество установок GHP поблизости очень низкое.

Оценили, но сколько?

Различные формы похвалы и разговоров о преимуществах GHP ходят по стране в течение многих лет.Они исходят от независимых исследователей, государственных структур, инженеров и ученых. Большинство указывало на очевидный встречный ветер, на который пришлось опереться этой отрасли. Первое препятствие с точки зрения затрат на установку теплообменника с контуром заземления — это то, что больше всего замедляет процесс. Это создает большие начальные затраты в то время, когда многие проекты (любого размера) просто пытаются получить достаточный финансовый импульс для запуска. Существует автоматический наклон в сторону традиционной технологии HVAC, поскольку ее приобретение обычно более выгодно, чем GHP.Понимание предыдущей метрики прошлых лет (Life Cycle Costing, LCC) сильно упало.

LCC означает общую стоимость системы с момента приобретения и установки оборудования до вывода из эксплуатации или модернизации. Эта корзина расходов включает техническое обслуживание, топливо и амортизацию. GHP собирают или отбрасывают четыре пятых своей тепловой энергии из подземных ресурсов или в них. (Это вечная халява). Они также с большим отрывом переживают отопление на ископаемом топливе или электрическое кондиционирование воздуха; но часто для строителей важнее первоначальная первоначальная стоимость.Подрядчикам, возможно, потребуется больше просвещения, когда они представят будущую систему, но низкая скорость установки на сегодняшний день не может быть уложена на высоте их футов.

На пути есть препятствия —

В Калифорнии первая цена — лишь одно из препятствий. Остальные — это регулирующие правила и политика агентств в правительстве штата. Несмотря на то, что CaliforniaGeo успешно отстаивала идею создания и принятия AB 2339, этот закон 2012 года, призванный побудить важнейшие энергетические агентства помочь выявить и снизить препятствия на пути внедрения GHP, в значительной степени провалился.

Мы цитировали это в различной корреспонденции и позиционных документах с момента его принятия, но предстоящие строительные стандарты Title-24, вступающие в силу в 2017 году, не будут указывать GHP как соответствующие (законно разрешать) и мандат для газовых печей / котлов и водонагревателей. в жилых домах на территории газораспределения будет продолжаться в период после 2020 года, когда все новые жилые дома будут иметь нулевую чистую энергию. Они не будут безуглеродистыми; и возможно они будут ZNE электричество только .

Позиция нашей организации с Комиссией по энергетике Калифорнии заключается в том, что все другие формы HVAC считаются соответствующими будущим правилам Title-24 (даже тепловые насосы с воздушным источником). Почему не GHP? Потому что программное моделирование ЦИК их не учитывает. Оборудование нашей отрасли является самым известным и эффективным на планете. Мы решили механические и инженерные задачи по установке в любых зданиях. Так что неприятно, когда этому мешают письменные правила, склоняющиеся к продолжающемуся расширению метана в штате, чья заявка предполагала заинтересованность в снижении выбросов парниковых газов, широко известна и уставы которой требуют этого.

Итак, вот последнее объединение того, где и почему Калифорния сравнивается с остальной страной в принятии GHP. По приведенной ниже ссылке вы попадете на официальный документ Колорадского университета в Боулдере, выпущенный 21 декабря 2015 года.

Статус геотермального теплового насоса в Калифорнии

Геотермальная установка в Ноксвилле, Теннесси

Что такое геотермальная энергия?

Геотермальные системы — одни из самых эффективных, энергосберегающих и экологически безопасных тепловых насосов, которые вы можете приобрести.Они представляют собой естественный тепловой насос, который обеспечит вам долгие годы надежного и безопасного домашнего комфорта по невысокой цене.

Геотермальное охлаждение

В режиме охлаждения процесс нагрева обратный — создается прохладный кондиционированный воздух во всем доме. Вместо того, чтобы извлекать тепло из земли, тепло извлекается из воздуха в вашем доме и либо возвращается в контур заземления, либо используется для предварительного нагрева воды в резервуаре для горячей воды.

Геотермальное отопление

Во время цикла нагрева геотермальный тепловой насос использует контур заземления для извлечения тепла из земли.Поскольку система забирает тепло из петли, она распределяет его через обычную систему воздуховодов в виде теплого воздуха. Эту же тепловую энергию можно использовать для системы теплого пола или для нагрева воды для бытового потребления.

Как это работает

Независимо от того, в каком климате вы живете, температура в течение года меняется. Для некоторых климатов это означает палящее лето, от прохладного до холодной зимы. Многие люди не осознают, что температура под землей (независимо от климата или сезона) остается довольно постоянной в течение всего года.

Земля способна поддерживать более высокий уровень температурной стабильности, поскольку она поглощает 47% солнечной энергии (тепла) при попадании на поверхность Земли. Геотермальные системы могут использовать эту бесплатную энергию с помощью контура заземления. Затем эта технология используется для обеспечения вашего дома или офиса центральным отоплением и охлаждением.

В системах с замкнутым контуром раствор на водной основе циркулирует по «замкнутой системе» подземных труб из полиэтилена высокой плотности малого диаметра.Замкнутые системы можно устанавливать горизонтально, вертикально или в водоеме. В системах с открытым контуром используются существующие колодцы или поверхностные воды. Независимо от того, является ли система открытой или закрытой, тепло передается в конструкцию или от нее, независимо от температуры наружного воздуха, для обеспечения круглогодичного комфорта.

---

Снижение эксплуатационных расходов

Геотермальная система работает более эффективно, чем обычные системы отопления и кондиционирования воздуха, поскольку она может выдавать поразительные пять единиц энергии на каждую единицу использованной электроэнергии.Комбинируя накопленную энергию земли с безопасной электроэнергией, многие владельцы экономят до 70% на отоплении, охлаждении и горячей воде.

Повышенный комфорт

Наши геотермальные системы обеспечивают точное распределение комфортного воздуха в течение всего года, устраняя горячие и холодные точки. Во время обогрева вы будете ощущать теплый воздух без горячих струй, характерных для обычных газовых печей, или более прохладный воздух теплового насоса с воздушным источником. Кроме того, при охлаждении наши геотермальные системы подают прохладный осушенный воздух.

Тихий

В отличие от обычных кондиционеров или тепловых насосов, здесь нет шумного наружного блока, который мешал бы вам или вашим соседям. Геотермальные системы спроектированы и сконструированы для бесшумной работы.

Надежный

В отличие от кондиционеров и тепловых насосов, геотермальные системы устанавливаются внутри помещений, поэтому они не подвержены износу, вызванному дождем, снегом, льдом, обломками, экстремальными температурами или вандализмом. Геотермальные системы оказались очень надежными и требуют меньшего обслуживания.

Экологически чистый

По данным Министерства энергетики и Агентства по охране окружающей среды, геотермальные системы являются наиболее экологически чистым способом обогрева и охлаждения вашего дома. Наши системы не выделяют углекислый газ, окись углерода или другие парниковые газы, которые считаются основными источниками загрязнения воздуха в окружающей среде. Это действительно естественный экологичный тепловой насос.

Хотите узнать больше? Звоните нам сегодня, и мы будем рады ответить на любые ваши вопросы.865-922-2817

Щелкните здесь, чтобы получить более подробную информацию о наших геотермальных продуктах.

Геотермальная установка Канзас-Сити — Тепловой насос наземного источника

Lancaster Brothers — это экспертов в районе Канзас-Сити по установке геотермальных систем. За последние 13 лет мы установили сотни геотермальных систем. Компания Lancaster Brothers Heating and Cooling с гордостью устанавливает и обслуживает системы WaterFurnace, производителя геотермальных систем №1 в стране.Геотермальное отопление и охлаждение набирают популярность, поскольку домовладельцы осознают невероятную экономию энергии. Кроме того, средний срок службы геотермальной системы составляет 24 года по сравнению с 13 годами у традиционной системы с тепловым насосом. Если вы заинтересованы в установке геотермальной системы, позвоните в компанию Lancaster Brothers, и мы приедем к вам домой и дадим вам оценку. Сегодняшние геотермальные системы могут быть установлены в большинстве домов как при новом строительстве, так и при замене жилья.

Геотермальная энергия снижает счета за электроэнергию и дает право на налоговые льготы для домов в Канзас-Сити

По сравнению с традиционными методами отопления и охлаждения геотермальные системы комфорта изначально дороже, но при просмотре статистики окупаемости инвестиций эти системы экономят деньги владельцев.Через 5-7 лет единицы обычно окупаются меньшими ежемесячными счетами. Средняя экономия домохозяйства составляет 129 долларов в месяц, то есть 70%. Общее потребление энергии можно снизить на 44%.

Типы геотермальных систем

В геотермальных системах с замкнутым контуром жидкость циркулирует по «замкнутой системе» подземных труб малого диаметра. Замкнутые системы можно устанавливать горизонтально, вертикально или в водоеме. В системах с открытым контуром используются существующие колодцы или поверхностные воды.В любом из этих типов тепло передается в ваш дом или из него, обеспечивая комфорт круглый год независимо от температуры наружного воздуха. Большинство геотермальных установок в районе Канзас-Сити используют вертикальную замкнутую систему, при которой мы просверливаем глубоко в земле, чтобы установить геотермальный трубопровод.

Горизонтальные петли

Когда доступно большее количество земли, идеально подходят горизонтальные петли. При такой схеме трубы укладываются в траншеи длиной от 100 до 400 футов.

Вертикальные петли

Эти системы идеальны, когда у вас нет большого двора для горизонтальной прокладки труб.Оборудование для бурения скважин используется для бурения скважин малого диаметра глубиной от 100 до 400 футов, в которых труба укладывается вертикально.

Пруд (озеро) Петли

Когда доступен большой водоем, системы прудов или озер очень экономичны в установке. Дно пруда или озера имеет очень стабильную температуру, как и земля. Катушки труб просто кладут на дно пруда или озера, чтобы улавливать эту геотермальную энергию.

Открытые петли (системы колодезного водоснабжения)

В этих системах с разомкнутым контуром в качестве источника энергии используются грунтовые воды из скважины.Эти системы могут быть наиболее экономичным типом геотермальных систем.

Геотермальная энергия — самая экологически чистая система отопления и охлаждения

Эти устройства используют возобновляемые источники энергии на поверхности земли для обогрева и охлаждения вашего дома или офиса. Использование энергии, созданной природой, экономит ваши деньги и сокращает углеродный след. Агентство по охране окружающей среды пришло к выводу, что эти системы являются наиболее экологически чистым вариантом для отопления и охлаждения вашего дома или офиса.Одобренные Министерством энергетики США и получившие рейтинг EnergyStar, геотермальные системы — это будущее систем отопления и охлаждения.

Геотермальные системы неприхотливы в обслуживании и имеют долгий срок службы в жилых домах в районе Канзас-Сити

Помимо энергоэффективности и более низких ежемесячных затрат, геотермальные системы комфорта имеют и другие преимущества. Внутренние компоненты легко доступны, удобны в использовании и служат в среднем 24 года. Эти агрегаты служат дольше, чем обычные установки.Они содержат меньше движущихся частей, состоят из более прочных компонентов и размещены в более защищенном корпусе. Это означает меньшее обслуживание вашей системы. Внутренние компоненты обычно служат более 25 лет, а внешние компоненты, включая контур заземления, как правило, служат более 50 лет. Все это дает владельцам дома и бизнеса краткосрочную и долгосрочную экономию.

вопросов для установщика геотермальной энергии

Важно, чтобы вы тщательно проверяли каждого потенциального установщика геотермальной энергии.Ниже приведены несколько важных вопросов.

Для получения информации о том, как найти установщика, перейдите к пункту № 6 на странице геотермальной энергии.

1. Является ли установка геотермальных систем одним из основных направлений деятельности вашей компании?
Убедитесь, что выбранный вами установщик является специалистом по геотермальным установкам. Спросите их: сколько геотермальных систем они установили за последние 10 лет; чтобы увидеть образцы счетов за коммунальные услуги до и после от некоторых из своих геотермальных потребителей, если они имеют к ним доступ; для отзывов клиентов, использующих систему не менее 5 лет; и увидеть изображения до и после двора, где они установили систему.Важно обращаться к рекомендациям, особенно к людям, у которых были установлены подобные установки, чем та, которая вам предлагается.

2. Квалифицированы ли дилеры и установщики шлейфов?
Узнайте, аккредитован ли установщик Международной ассоциацией наземных тепловых насосов (IGSHPA) и сколько систем он установил. Если вам предстоит пробурить вертикальный ствол, спросите, есть ли у бурильщика сертификат сертифицированного вертикального бурильщика с замкнутым контуром (CVCLD) от Национальной ассоциации подземных вод (NGWA).Хотя для получения разрешения или установки геотермальной системы не требуется проходить какое-либо из этих тренингов, эти тренинги помогают подтвердить знания вашего установщика. В Коннектикуте или Нью-Йорке нет лицензионных требований для установки горизонтальной петли, однако, если вы собираетесь просверлить отверстие для вертикальной петли, компании может потребоваться лицензия бурильщика, лицензия на строительство воздуховодов, HVAC (отопление, вентиляция , и кондиционирование воздуха) и CSL (лицензия строительного надзора).В Нью-Йорке бурильщики должны быть зарегистрированы в Министерстве торговли штата Нью-Йорк (NYSDC). Для получения дополнительной информации о лицензиях на водозаборные скважины в Нью-Йорке перейдите по ссылке Информация о лицензиях на водозабор в Нью-Йорке. Уместно попросить предоставить копии всех сертификатов и лицензий подрядчика, относящихся к геотермальной установке.

3. Какое страховое покрытие у вас есть?
Обычно установщик имеет страховой сертификат с общей ответственностью в размере одного миллиона долларов или более и компенсацией работникам.Спросите, можете ли вы быть застрахованы в качестве «дополнительного застрахованного» их полиса, а также попросите показать копии полисов.

4. Проводите ли вы осмотр места перед составлением предложения и установкой?
Настоятельно рекомендуется провести инспекцию участка до принятия предложения или внесения залога, поскольку каждая геотермальная система должна быть адаптирована к вашему конкретному участку и зданию.

5. Какой тип геотермальной системы мне подходит?
Есть несколько решений, которые необходимо принять, чтобы определить, какой тип геотермальной системы лучше всего подходит для вас.Сначала вы должны решить, будет ли система обеспечивать только тепло, только горячую воду, тепло и кондиционирование воздуха или тепло, кондиционирование воздуха и горячую воду. Затем необходимо определить, какой тип замкнутой системы будет работать на вашем участке. Если вы находитесь рядом с источником воды, который поддерживает температуру не менее 45 градусов, можно рассмотреть вариант с открытым контуром. Если у вас есть от до акра, вы можете использовать горизонтальную петлю. Если у вас недостаточно земли, вам понадобится вертикальная петля. У каждого типа системы есть свои преимущества и недостатки.Например, системы с замкнутым контуром, как правило, дороже в установке, чем системы с открытым контуром, но имеют более низкие эксплуатационные расходы, поскольку они требуют меньше обслуживания, а горизонтальные контуры, как правило, дешевле в установке, чем вертикальные контуры.

6. Система какого размера мне понадобится?
Размер геотермальной системы сильно различается в зависимости от того, насколько большой у вас дом, какой тип отопительных контуров вы устанавливаете, насколько хорошо ваш дом изолирован, и других факторов, поэтому важно провести оценку вашего отопления и отопления. потребности в охлаждении.Спросите своего подрядчика, будут ли они выполнять «ручной расчет J», стандартный протокол для определения потребностей вашего дома в отоплении и охлаждении.

Необходимо выполнить два типа расчетов, чтобы определить размер вашего теплового насоса и размер поля или отверстия, в котором должны быть закопаны ваши петли. Тепловые насосы обычно измеряются в тоннах. Средний дом может весить 3 тонны, а большой — 6 тонн. Тонны рассчитываются путем умножения БТЕ, необходимых для обогрева одного квадратного фута в час (в среднем от 16 до 23), на количество квадратных футов в вашем доме, а затем деления этой суммы на 12000, что составляет количество БТЕ в час на один. тонна мощности.Например: если площадь вашего дома составляет 1900 квадратных футов, и вы используете среднее значение 20 БТЕ, ваше общее количество БТЕ составляет 38000 единиц. Когда 38 000 разделить на 12 000, получится, что вам понадобится 3-тонный агрегат.

Количество тонн определяет количество футов труб или бухт, которые вам нужны в вашей петле. В северном климате стандартным правилом является то, что вам нужно от 150 до 200 футов вертикальной трубы на тонну.

7. Нужен ли мне дополнительный источник тепла?
Размер некоторых систем может быть изменен в соответствии с вашими требованиями к обогреву и охлаждению, а для некоторых требуется дополнительный источник тепла.Системы на севере, где существует такая большая разница между отоплением и охлаждением, иногда нуждаются в дополнительном источнике тепла. Системы геотермальных тепловых насосов могут быть добавлены к существующим печам и работать как двухтопливная система. Геотермальная установка становится основным источником тепла, а существующая печь действует как дополнение в очень холодную погоду, когда требуется дополнительное тепло. Иногда в самые холодные дни года добавляют электрический источник тепла.

8. Какие марки компонентов вы используете и соответствуют ли они требованиям программы Energy Star?
Настоятельно рекомендуется, чтобы ваши геотермальные компоненты были аттестованы Energy Star — международным стандартом для энергоэффективных потребительских товаров, разработанным Агентством по охране окружающей среды (EPA) и Министерством энергетики (DOE).Компоненты Energy Star не только будут соответствовать федеральным требованиям по эффективности, но и могут дать вам право на получение дополнительных финансовых льгот. Щелкните здесь, чтобы просмотреть список наиболее эффективных геотермальных продуктов, которые соответствуют требованиям программы Energy Star.

9. Каковы рейтинги эффективности ваших систем?
Эффективность геотермальных установок измеряется путем вычисления разницы между количеством энергии, полученной от земли или доставленной на землю, и количеством используемой электроэнергии.Энергоэффективность измеряется двумя способами: для охлаждения он рассчитывается как рейтинг энергоэффективности (EER), а для отопления он измеряется как коэффициент полезного действия (COP). Оба они рассчитываются путем деления электроэнергии, необходимой для охлаждения или нагрева, на потребляемую электрическую мощность, необходимую для работы теплового насоса. Чем выше число, тем эффективнее агрегат. Большинство геотермальных систем с тепловыми насосами имеют КПД в диапазоне от 3 до 5, что означает, что на каждую единицу электроэнергии, используемой для питания системы, от 3 до 5 единиц поставляются в виде тепла.

10. Подойдет ли мой существующий воздуховод для геотермальной системы?
Если в настоящее время у вас есть приточный воздух, вы, вероятно, сможете использовать тот же воздуховод для своей геотермальной системы.

11. Если в моем доме есть обогрев с помощью потолочного кабеля или плинтуса, нужно ли устанавливать воздуховоды?
Не всегда. Может быть желательно установить комнатные блоки геотермальных тепловых насосов. В некоторых небольших домах однокомнатный блок может удовлетворить потребности в отоплении и охлаждении. При желании можно использовать потолочный кабель или плинтус для дополнительного обогрева.

12. Нужно ли мне устанавливать теплоизоляцию в моем доме?
Как и в случае со всеми системами отопления и охлаждения, чем лучше изолирован ваш дом, тем эффективнее будет ваша система.

13. Нужно ли мне увеличивать объем услуг электроснабжения?
Геотермальные тепловые насосы не потребляют много электроэнергии, и, как правило, мощности на 200 ампер будет достаточно.

14. Как долго прослужит моя геотермальная система?
Срок службы геотермальной системы велик, потому что все компоненты либо закопаны в землю, либо расположены внутри дома.На подземные трубы нередко предоставляется 50-летняя гарантия.

15. Повлияют ли подземные петли на мою лужайку и собственность?
При рытье траншей или канав остаются временные оголенные участки, которые можно восстановить. Нет никаких долгосрочных неблагоприятных воздействий на траву деревьев или кустарников.

16. Какого рода обслуживание требует система?
Геотермальные тепловые насосы не требуют регулярного технического обслуживания, кроме замены фильтров, связанных с системой воздуховодов, что часто может выполнять домовладелец.Скрытые петли часто служат в течение нескольких поколений и обычно имеют 50-летнюю гарантию. Тепловой насос размещен в помещении, поэтому он защищен от погодных условий.

17. Сколько стоит установка геотермальной системы?
Стоимость установки геотермальной системы широко варьируется в зависимости от размера здания; насколько хорошо он утеплен; будет ли ваша система обеспечивать тепло или только горячую воду, или отопление, кондиционирование воздуха и горячую воду; размер необходимого геотермального насоса; тип и стиль петли; нужны ли вам воздуховоды или вы можете изменить уже имеющиеся воздуховоды и многое другое.

Если поблизости есть источник воды и можно использовать открытый контур, его установка, как правило, дешевле. Закрытые горизонтальные петли обычно дешевле вертикальных. Помимо стоимости приобретаемых геотермальных установок, вы можете рассчитывать на оплату электромонтажных работ, установки воздуховодов и подключения воды. Убедитесь, что ваш установщик перечислил расходы, чтобы вы хорошо понимали смету.

Стоимость установки геотермальной системы отопления, охлаждения и нагрева воды может быть значительно выше, чем установка обычной системы отопления или охлаждения, однако экономия как на эксплуатационных расходах, так и на техническом обслуживании со временем должна окупить эти вложения.

18. Как мне профинансировать геотермальную систему?
Существует комбинация государственных скидок и льгот, а также специальных программ кредитования, которые могут помочь вам в финансировании геотермальной системы. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE) содержит список доступных скидок и льгот по штатам. До 31 декабря 2016 года федеральное правительство предлагает 30-процентную налоговую скидку на покупку возобновляемого энергоэффективного оборудования, такого как геотермальные тепловые насосы.Например, если вы покупаете геотермальную систему за 20 000 долларов, вы получите налоговый кредит в размере 6000 долларов в следующей налоговой декларации. Федеральное жилищное управление (FHA) недавно запустило программу ссуды PowerSaver, которая позволяет домовладельцам брать ссуды на сумму до 25 000 долларов США для финансирования усовершенствований по энергосбережению в их нынешнем доме. См. Рекомендации FHA по программе кредитования PowerSaver и щелкните здесь, чтобы просмотреть список кредиторов PowerSaver.

Многие домовладельцы включают стоимость геотермальной системы в свою ипотеку, что часто приводит лишь к небольшому увеличению их ежемесячного платежа.

Геотермальная установка | Питтсбург, Пенсильвания

Что такое геотермальный тепловой насос?

Геотермальный тепловой насос — это система, которая забирает тепло непосредственно из земли и передает его через конденсаторы в воздух, который затем циркулирует по всему дому. По сути, это та же технология, что и в тепловом насосе с воздушным источником, но вместо того, чтобы извлекать тепло из воздуха за пределами вашего дома, геотермальный тепловой насос использует природную энергию, хранящуюся в земле.

Для этого в тепловом насосе используется жидкость — обычно вода и антифриз — циркулирующая по трубам, проложенным под землей на территории вашего дома.Этот хладагент поглощает тепло при прохождении через землю, а затем переносит тепло в компрессор в помещении. Затем тепло передается воздуху, который циркулирует по дому через воздуховоды.

Летом тот же компрессор забирает теплый воздух из вашего дома и передает его водной циркуляции через геотермальную систему, фактически охлаждая ваш дом так же, как и традиционный кондиционер.

Процесс установки геотермальной системы

Геотермальная установка выполняется в трех частях, начиная с добавления труб для сбора тепла к вашей собственности.Эти трубы могут быть проложены в замкнутом или разомкнутом контуре, хотя чаще всего это делается в замкнутом контуре.

Для установки труб геотермальной системы необходимо бурение или земляные работы. Во многих домах используется простой процесс горизонтальной установки, при котором трубы размещаются примерно на четыре фута под землей на более широкой площади вашего дома. Однако в особо холодных условиях иногда требуется вертикальный трубопровод для обеспечения эффективного сбора тепла. Однако вертикальное бурение стоит значительно дороже, чем горизонтальное расположение, поэтому это фактор для многих новых установок.

После установки труб выбирается тепловой насос. Выбранный вами тепловой насос зависит от размера и потребностей вашего дома в отоплении. Большие тепловые насосы стоят дороже, но они способны обеспечивать более стабильное и надежное тепло в течение всей зимы.

Большинство тепловых насосов также обеспечивают охлаждение летом. При выборе теплового насоса узнайте у поставщика услуг об охлаждающих свойствах выбранной вами модели. Он должен эффективно забирать тепло из вашего дома и передавать его охлаждающей жидкости в вашей геотермальной петлевой системе.

Наконец, необходимо установить воздуховоды или направить их к тепловому насосу. Если в вашем доме еще не установлены воздуховоды, это относительно большой процесс, поскольку воздуховоды необходимо прокладывать между стенами и за потолком. Также следует проверить изоляцию, чтобы убедиться, что отопление и охлаждение, подаваемые в ваш дом, не вытекают из вашего дома, что стоит вам денег. Если в вашей изоляции есть утечки или пробелы, ваш тепловой насос будет вынужден работать больше, чтобы поддерживать комфортную температуру в вашем доме.

Эксперты по геотермальным установкам

Геотермальные системы — это крупные инвестиции.