Anstelle von Gas aus Russland: Wie man unter dem Boden frei nach Hause kommt

Es gibt viele Prozesse, die Wärme, Zeugnis von Vulkanen und Geysire hervorrufen. Es ist jedoch nicht notwendig, sich in sie einzugraben, um thermische Energie zu erhalten, da gewöhnlicher Boden selbst gut erhitzt ist und unabhängig vom Wetter oder der Jahreszeit eine stabile Temperatur beibehält. Die Wärmepumpen verwenden geothermische Energie mit niedriger Temperatur, die tief unterirdisch aufgebaut und die Gebäude gekühlt werden.

Die Geräte ähneln den weit verbreiteten Luftwärmepumpen, die als Klimaanlage mit Lüftern und Kompressoren arbeiten, um Wärme aus Sommergebäuden zu entfernen. Im Gegensatz zu Klimaanlagen arbeiten auch Wärmepumpen nach dem umgekehrten Prinzip und liefern Wärme im Gebäude, um sie im Winter zu erwärmen. Sie brauchen Strom, um zu arbeiten, können sie jedoch aus Solar- oder Windkraftwerken erhalten und nicht vom zentralen Netzwerk abhängen.

Wenn die Außenlufttemperatur im Sommer stark steigt oder im Winter stark fällt, sollten Luftwärmepumpen intensiver funktionieren, was sie weniger effektiv macht. Bodenwärmepumpen erhalten jedoch normalerweise Wärme zusammen mit einer Wasserbasis von unterirdischen Brunnen, die in einer Tiefe von mehreren Zehn Metern gebohrt wurden, oder spezielle Rohre, die direkt unter der Erdoberfläche vergraben sind, wo die Temperatur etwa 55 Grad Fahrenheit beträgt (13 Grad Celsius) das ganze Jahr.

Im Sommer kühlen sie im Gegenteil den Raum ab, entfernen die Wärme unter der Erde, erhitzen den Boden und die Lagerung von Energie für den Winter weiter. Dies macht sie das ganze Jahr über zu einer sehr effektiven Quelle für Heizung und Kühlung.

Die Temperatur von 13 Grad Celsius ist nicht so hoch, dass sich die Menschen im Gebäude wohl fühlen, aber die Pumpen pumsen eine Wärme, die flüssige Lösung in einen speziellen Tank leitet, in dem sie Wärmeenergie mit flüssigem Kältemittel austauscht. Dann verwandelt sich dieses Kältemittel in Dampf und komprimiert infolgedessen seine Temperatur.

Sobald dieses Paar heiß genug wird, tritt es in den Wärmetauscher ein, wo die Luft erhitzt und dann durch das Standardluftkanalsystem in die Räume eingespeist wird. Laut dem US -amerikanischen Ministerium des Energieministeriums können geothermische Wärmepumpen bis 2035 etwa 7 Millionen Häuser im Land erhitzen und abkühlen, während diese Zahl heute etwas mehr als 1 Million beträgt.

Die weit verbreitete Einführung der Technologie wird die Spitzennachfrage nach 12 GW im Sommer und 40 GW im Winter verringern, sagen US -Experten. Dies entspricht der Abschaltung von Dutzenden von Kohle- oder Gaskraftwerken in Zeiten mit hohem Verbrauch.

"Tatsächlich bieten sie eine kostengünstige Heizungs- und Kühllösung an, und der Grund, warum es wichtig ist, ist, dass ein Großteil des Energieverbrauchs in den USA und auf der ganzen Welt die Räumlichkeiten erhitzen und abkühlen wird", sagte Laure Boyde - - - - - - - - - - - - - - sagte, Leiter der Abteilung für geothermische Technologien des Energieministeriums.

Die schnelle Einführung von Technologien zur Extraktion der geothermischen Energie stört die hohen Kosten im Zusammenhang mit Bohr- und Verlegen von Rohren im Untergrund. Darüber hinaus müssen Sie möglicherweise neue Luftkanäle oder andere Geräte installieren. Derzeit betragen in den USA die Kosten für die Installation eines typischen Systems für ein Wohnhaus nach Abzug von Steuervorteilen 19.

000 US -Dollar, obwohl die hohen Kosten aufgrund seiner hohen Effizienz im Laufe der Zeit belegt sind. Das Energieministerium ist überzeugt, dass es erforderlich ist, die Kosten zu senken, um thermische Energienetzwerke zu schaffen, in denen mehrere Gebäude zusammen das Heiz- und Kühlsystem verwenden. Dutzende Universitäten im ganzen Land haben solche Netzwerke bereits mit Bodenwärmepumpen installiert.

Laut Landelionshersteller sind viele geothermische Systeme ähnlich, es gibt jedoch Unterschiede zwischen ihnen. Einige verwenden ein geschlossenes oder offenes System, einen Erdungsteich oder Konturen mit einer flexiblen Spule. Es gibt Vor- und Nachteile verschiedener Konturkonfigurationen für die geothermische Erwärmung von Gebäuden. Löwenzahningenieure verwenden geschlossene Systeme, wenn U-förmige Rohre nur unter ein Haus gelegt werden und nicht mit einem externen Netzwerk verbunden sind.

Sie betrachten sie als die effektivste und sichere Option für Haushalte. Mit der Wärmepumpe können Sie die Temperatur nach Bedarf einstellen. Anstatt große Bohranlagen zu verwenden, ähnlich wie beim Bohren von Artesian Wells, verwendet Löwenzahn kleine Bohrstürme, die ein oder zwei tiefe Brunnen mit wenigen Zentimetern breit bohren, wo die Rohre dann gekocht werden. Dieses System nimmt weniger Platz ein und ist in wenigen Tagen statt Wochen montiert, um Geld und Zeit zu sparen.

Eine andere Sache ist, dass viele Gebäude zu einem Netzwerk kombiniert werden können. Im Jahr 2024 hat Eversource Energy das erste geothermische Gebiet in den USA in Betrieb genommen, das vom Versorgungsdienst in Framingham, Massachusetts, verwaltet wird, Grist berichtet. Die Rohre wurden in Brunnen mit einer Tiefe von 600 bis 700 Fuß (ca. 180-215 Meter) gelegt, wo die Bodentemperatur ständig 13 Grad Celsius beträgt.

Die Mischung aus Wasser- und Propylenglykol (Nahrungsergänzungsmittel) rollt durch die Rohre und absorbiert geothermische Energie, erhitzt und tritt dann in 31 Wohn- und fünf gewerbliche Gebäude ein, in denen vollständig elektrische Wärmepumpen zum Heizen oder Abkühlen verwendet werden. Dieses geothermische System ist äußerst effektiv. Es hat ein "Produktivitätsverhältnis" gleich 6, dh jede Energieeinheit verbrauchte sechs Wärmeeinheiten.

Zum Vergleich haben Gasherde einen Koeffizienten von weniger als 1. Nach der Installation des Systems kann das Haus Wärme von der unter dem Fundament gepumpteten Lösung erhalten, anstatt mit billigem Erdgas erhitzt zu werden. Die gleichen Geräte und sogar die gleichen Rohre wie für Gaspipelines werden verwendet, um das geothermische Netzwerk bereitzustellen - sie pumpen einfach Flüssigkeit anstelle von Gas.

Netzwerke benötigen keine spezielle Geologie, sodass sie fast überall installiert werden können und den Bereich in der Region nach und nach verbinden. Dies ist eine relativ neue Technologie, daher sind die Installationskosten immer noch hoch. Eversource behauptet, dass sein Budget für das Projekt etwa 18 Millionen US -Dollar betrug.

Der Übergang von Gasverbindungen zu geothermischer Erwärmung von Netzwerken kann die Stromkosten um 15 bis 20%senken, die durch Eversource-Energie geschätzt werden. Die neue borobotische Startup -Technologie aus der Schweiz kann die Kosten für die Installation von Geothermiestationen senken. Die Ingenieure haben eine Tankowski -Haube von 13,5 cm breit und 2,8 Meter lang geschaffen, die autonom bis zu 500 Meter tief gebohrt werden kann und planen, sie im Jahr 2025 zu testen.