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| 康奈尔大学与威瑞森公司在这个项目上合作，研究人员希望可以在其他地方复制。资料来源:Koenraad Beckers |
通常的安装只需要3到4个钻孔，而这次则需要近12个钻孔，并配备了70个传感器来监测系统的性能和对地面温度的影响。
这是威瑞森和康奈尔大学合作开展的一项创新实验的一部分，该实验的重点是为学校校园附近的蜂窝塔设备避难所创建一种地面源冷却系统。
Lesperance说:“这些年来，我们做了很多这样的工作，但这个地方的独特之处在于大量的控制工作。”他的纽约罗切斯特承包公司管理着这个复杂的地热系统的安装。
通常情况下，Verizon依靠传统的空调设备来冷却位于其移动信号塔旁边的设备。然而，这个项目有可能在可持续性和能源效率方面带来重大收益。
独特的伙伴关系
该项目首次讨论是在大约五年前，当时康奈尔大学校友、Verizon首席执行官洛厄尔·麦克亚当访问了这所学校，他对如何在自己的公司实施可持续技术很感兴趣。
康奈尔大学企业关系主管艾比·韦斯特维尔特说:“阿特金森可持续发展未来中心组织了一次圆桌会议，邀请了从事能源可持续性研究的教师。”“通过这些讨论，我们确定了一些感兴趣的领域，其中一个关键想法是地热冷却基站的概念。”
2009年，威瑞森基金会(Verizon Foundation)开始为这个项目和其他三个专注于能源可持续性的研究生研究项目提供资金。虽然康奈尔大学的教师和研究生负责这个创新项目的研究和设计，韦斯特维尔特强调了威瑞森在帮助项目取得成功方面发挥的主导作用。
“威瑞森是一个很棒的合作伙伴。他们真的为我们的学生提供了参与这个项目所需的所有资源和信息，”她说。“这是我们的设施团队、我们的研究人员和我们的外部合作伙伴之间良好合作的一个很好的例子。”
探索理念
领导该项目的研究方面的是杰夫·特斯特教授，可持续能源系统的克罗尔教授和康奈尔能源研究所所长。在开始建造之前，他的团队研究了如何设计一个系统，能够提供在不同条件下将他们的概念应用于不同地区所需的数据。
“我们仔细研究了各种地热热泵组织所知道的情况，与许多制造商和钻这些洞的人交谈，”特斯特说。“我们很快得出结论，我们需要的那种数据通常根本不会被采集。”
泰斯特指出，虽然大多数热泵系统都有加热和冷却循环——夏季将热量转移到地下，冬季将其向上循环——但他们提出的项目将严格用于冷却蜂窝塔庇护所。
“这是一个仅用于冷却的应用程序，所以你在不断加热地面。这就是为什么我们必须更仔细地研究地下，”他说。
2010年毕业于泰斯特的学生布兰登·拉布罗奇(Brandon LaBrozzi)首先绘制了空间图，将地质数据、季节温度和系统设计选项结合在一起，以了解全国各地的成本变化情况。有了这些信息，LaBrozzi能够制定具体的指导方针，以选择公司能够更快地收回投资的地点。
泰斯特的另一名研究生科恩拉德·贝克斯(Koenraad Beckers)现在正在该项目中担任领导角色，帮助设计该系统并建立数据模型，最终将确定在该国其他地区安装类似系统的可行性。
构建系统
在项目的建设阶段，贝克斯带领其他几名学生对现场进行了地震调查。为了更好地了解该地点的地层，该团队还以20英尺的间隔收集和分析了其中一个钻孔的岩屑。
Lesperance描述了构建系统的大量工作。
他说:“通常情况下，我们只有三四个钻孔，Verizon却让我们在地上挖了11个洞。”其中8个钻井深度为265英尺，3个钻井深度为385英尺。
在100到130英尺之间，钻井人员遇到了一个多孔的岩新利18体育全站登录层，导致钻孔中充满了泥浆，最终导致他们将每个孔都排到了这个深度。
据Lesperance称，该系统的11个钻孔中有10个配备了热交换器，其中一口井专门用于监测。每口井都由自己的泵单独控制，为操作人员提供了对系统的最大控制。
“我们可以让一些井在一段时间内进行开采，并让它们在其他时间闲置以进行充电。此外，在冬季的几个月里，我们可以通过注入通过与寒冷的环境空气进行热交换而获得的冷冻水来积极补充，”Tester说。
定期分布的传感器收集地下温度以及热泵本身的性能数据，包括每个热交换器的流量和功耗。
当然，安装几十个温度传感器并非易事。
莱斯佩兰斯说:“把它们埋在地下并发回信号是一项挑战。”“当我们把管子推进地面时，我们必须固定它们，用环氧树脂将它们包裹起来，让它们固定在原地。”
最后，所有这些都需要Verizon的大量投资，这给Lesperance留下了深刻的印象。
他说:“威瑞森挺身而出，投入了这么多钱，值得表扬。”
展望未来
虽然该项目在推进能源效率技术方面具有巨大潜力，但Tester很快强调这只是实验的开始。只有当研究人员有机会收集和分析足够多的关于系统整体表现的数据时，才能对该技术在其他网站上的可行性进行有用的洞察。
他说:“我们想要验证我们正在收集数据的一些模型，试图预测地下磁场随着时间的推移会发生什么变化——它是如何升温的，我们如何在冬天给它充电。”“最终，我们将建立一个模型，人们可以使用很少的测量，他们可以确信他们得到了正确的结果。”
威瑞森的领导们也期待着看到这个创新项目的结果。Verizon的网络运营经理、该项目的安装协调员迈克尔·格雷(Michael Gray)强调了利用康奈尔大学现有专业知识的好处。
“它们将帮助我们确定系统生命周期内的总体投资回报率(ROI)。我们真的想从长远考虑，因为这是我们网络的重要组成部分，也是我们为客户提供服务的方式。”“这些设备将在那里很长一段时间。”
但威瑞森并不仅仅关注这种技术进步可能带来的财务和运营效益。该公司还对节能冷却方案感兴趣，以实现公开宣布的可持续发展目标。
格雷说:“我们真的致力于利用技术来帮助解决这类环境可持续性问题。”
无论结果如何，该项目对各方来说都是一次有价值的试验。对于参与其中的学生来说尤其如此，他们受益于能够将康奈尔大学的研究专业知识应用于现实世界的可持续发展问题。
“这正是我们所希望的，”韦斯特维尔特说。“对学生来说，这是一个真正的生活实验室。”
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