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我们一直在与国际管道和机械官员协会、联合协会、纽约州能源和研究发展局以及联邦政府合作,很明显,这是一个重要的技术进步的三重奏。以下是我们关注的三个方面:
1.热能网络(TENs):这些是公用事业规模的基础设施项目,将多个建筑物连接到一个共享的热能网络,如地热万博手机版登录本官网钻孔、地表水和废水。
2.废水能源转移(WET):这些系统使用的能量通常是通过下水道输送的。这是通过从废水中提取热能,为冬季提供供暖和生活热水(DHW)的热泵提供能量,并在夏季将热量排出下水道以提供冷却来实现的。
3.相变材料:与地热热泵一起使用,pcm是当它们改变相位(称为潜热)时吸收和释放热能的物质。当材料熔化或凝固时,它从固相变为液相。在相变过程中,pcm吸收和排斥大量的热能。
这是一个简单的热力学事实,地热热泵不会导致需求激增,超过夏季空调。这是因为对地耦合热泵的电力需求与源的温度直接相关。
因此,通过实施城市范围的热能网络,在建筑物和城市改造总体规划或新建筑之间移动BTU能源和水力管道,地面耦合热泵的广泛采用成为可能。
现在的挑战是如何解决建筑电气化和脱碳问题,而不遗漏任何重要的拼图。
TENs, WETs和pcm携手合作,以尽可能少的施工程度帮助地热加热和冷却技术向公众提供。当您通读并理解这些技术时,请查看它们如何很好地相互连接,从而成为非侵入性的、以城市为中心的、地球耦合的解决方案的基础。
你会明白为什么管道行业工会、联邦和地方州政府、个别城市以及投资界都把这些技术作为能源领域的下一个发展方向。
目标:用最少的钱安装最多的热泵,而不会造成冬季电网的需求问题。
TENs, wet, PCMs和DHW
湿已经成为商业建筑和各种类型和规模的建筑开始脱碳工作的首选初始方法。
虽然使用热泵脱碳是一条显而易见的前进道路,但在室外温度非常低的情况下,如何提供空间供暖和DHW一直是一个难题,这导致电力需求峰值可能比正常情况高出两到三倍。空气源热泵必须在非常寒冷的室外温度下工作。
解决办法是使用一个全年更稳定的热源和热源,比如地球。利用地热钻孔是一个了不起的解决方案,但它需要钻机和破坏性的施工。虽然这是进步的必要组成部分,但也许在前端,我们可以找到一些破坏性较小的东西来降低建筑物的DHW需求。这就是WET吸引潜在用户的地方。
在许多情况下,建筑物DHW负荷所需的所有能量转移都可以通过从离开建筑物的废水中提取能量来满足。使用废水热泵,建筑物的DHW需求通常可以在没有一个钻孔的情况下得到满足。
想想我们的祖父母和曾祖父母是如何谈论冷热自来水的。一开始,你得到自来水的唯一途径是你在房子里有自己的水井。然后,地方政府和公用事业公司开始铺设自来水和下水道管道,最终开始铺设天然气。
数以千万计从根本上讲,它们与水、下水道和天然气基础设施没有什么不同,后者是一种为建筑物供暖和制冷提供能源的管道公用事业,包括DHW。建筑租户的责任是热泵本身,它连接到热能网络,就像洗衣机连接到电力、排水和供水一样。
总会有人住得离最近的邻居很远,所以运行某些公用线路是没有意义的。我们在许多没有天然气的社区看到过这种情况,那些房主可能在他们的财产上有自己的水井和化粪池。在需要季节性储能的小型社区和个体建筑中,个pcm都就是答案。
闭环地热热泵系统被设计成在地下有足够的线性管道,以全年提供连续的热量传递,以满足热泵为建筑物提供供暖和制冷的需要。
让我在这里休息一下,分享一下我从10岁开始的一个终生的想法。
我在加州靠近大熊滑雪胜地的高沙漠中长大。冬天很冷,夏天很热。我十岁时的头脑非常肯定地得出结论,如果我能找到一种方法,把夏天的热量存到冬天,把冬天的寒冷存到夏天,这将是一个奇妙的解决方案,用于建筑物的供暖和制冷。从本质上讲,这就是pcm为地热供暖和制冷所做的。
pcm的设计目的是利用最小的地下表面积来为特定的应用提供最大的热存储。该应用程序可以用于每日,每周,每月或季节性能量存储。想象一下,储存足够的夏季制冷余热,以最低的体积要求提供冬季DHW和空间供暖所需的所有热能。这就是pcm为我们所做的。
你可以看到我们这三连招的走向。通过提供脱碳所需的所有能源,而无需钻一个钻孔,将建筑物的其余部分连接到TEN,并提供一些峰值热能储存,这三种技术回答了我们行业地热供暖和制冷技术发展中的一些非常重要的问题。