当人们第一次了解地热系统时,有两件事已经成为一个共同的主题。首先,大多数人都惊讶于有如此多的火山,而且经常在附近;第二,有很多不同类型的地热耦合方法。近年来,我有很多机会与满屋子的建筑师、工程师、地质学家和钻井专业人士分享关于地热系统的信息。

知识的缺乏源于缺乏对技术的教育共享。当然,如果你做了调查,信息就在那里,但有时很难得到一个真正的想法地热暖通空调技术以一种整体的方式。举个例子,我最近在纽约和几位专家开电话会议。虽然也有地质学家和工程师参加会议,但他们主要关心的是建筑系统和地面耦合部分之间的脱节。似乎很少有人了解全局。

从根本上说,地热系统由一个中央冷水机组或与地热交换器或某种类型的地球耦合连接的分布式水源热泵组成。地热交换器的作用是消除锅炉和冷却塔,这意味着基本上所有的外部设备。与燃烧锅炉相关的排放也消失了,军团菌的担忧,水的消耗,以及冷却塔的高服务和维护成本。

我一次又一次地发现,一个小时不足以分享这个概念。一个小时的演讲和演示会引起人们的兴趣,但当与会者去参加下一节课或演示时,它们往往会被遗忘。6到8个小时就足够让人们完全转变了,特别是如果他们参加了付费的CEU/PDH或AIA课程。在这一点上,它真的坚持下来了。

这一概念已经取得了巨大的成功,纽约,安大略省和国际地源热泵协会(IGSHPA)已经采用了一套经过全面审查的专业课程,旨在教授地热技术的“福音”,使他们明白,他们不需要成为认证专家才能成为地热暖通空调系统的指导者。除了少数例外,当这些专业人士结束演讲时,他们都很兴奋,并准备在所有项目中详细说明地热。

这个类比很简单。以我们的智能手机为例。我不需要知道智能手机是如何工作的,就能成为使用智能手机的专家,让我在事业上取得成功。同样的类比也适用于与地球耦合的住宅、建筑、社区或城市。如果它被指定为地热交换系统,如果技术应用得当,它可以并且将会实现。

为了巩固这一说法的有效性,考虑一下瑞典的斯德哥尔摩,自1988年(30多年)以来一直在运行中央地表水地热交换系统。或者,在安大略省的汉密尔顿市,一个区域能源系统以热水和冷水的形式为市中心核心的建筑物提供热能,并连接到一个地理交换场。印第安纳州的鲍尔州立大学(Ball State University)仅用了7年时间,就用3600个钻孔,将燃煤锅炉改成了100%地热供暖和制冷。这是大量的钻探,但它已经永久性地取代了对冷却塔和锅炉的需求。

正在使用的地热系统图
一张概览地图显示了大迈阿密地区地热的普遍程度。如果钻井人员在他们所在的区域进行观察,他们可能会惊讶地发现类似的结果。来源:Jay Egg

令人惊讶的是目前有这么多的系统。尽管在全国范围内地热利用率并不高,但在每一种适当应用的情况下,地热都是成功的。去年,我在纽约和安大略省的各个城市旅行时,发现了无数个有几十年历史的地热系统,它们在公众视线之外安静地运行着。在索圣市。玛丽(我学会了说“Soo-Saint-Mah-Ree”),安大略,我们甚至发现,我们开会的大楼,多层的市政中心,自1973年以来一直作为“地表水地热系统”运行。

在纽约州,州政府和地方司法管辖区的任务是到2050年将温室气体(GHG)排放减少80%,他们必须将燃烧加热设备和熔炉改为热泵,以实现这一目标。政府官员表示,他们负担不起或不允许任何煤气炉被替换,因为他们将在未来10到15年内失去温室气体的减少。

我将分享迈阿密海岸安装了多少系统。不是通过数字,而是在下一页的一张地图(佛罗里达州环境保护部门)的图像中显示了地热注入井的位置。在拥有良好含水层的炎热潮湿气候中,大多数地热交换系统使用V级UIC注入井,在通过它所服务的建筑物的水循环回路快速旅行后,将地热含水层水返回到其源头。

如果你放大图片,你可以看到许多建筑都是政府所有的,而其他的则是私人所有的高层建筑。位于佛罗里达州的Applied Drilling Engineering Inc.在这些系统方面有丰富的经验。直到最近,他们才从被动的姿态转变为更积极主动的状态,与当地的机械、电气和管道工程师以及建筑人员合作。结果是实现了大幅增长,并有了新的关注点。应用钻井工程公司的Stuart Anderson和Paul Petrey说,储量已经足够了地热钻井在接下来的30到40年里,他们(以及所有其他司钻)都非常忙碌。

令人惊讶的是目前有这么多的系统。尽管在全国范围内地热利用率并不高,但在每一种适当应用的情况下,地热都是成功的。

在佛罗里达州,当地的地热倡导者正在与水务主管部门合作,他们对通过地热来源的HVAC可能节省的巨大水资源印象深刻。当Anderson和Petrey在佛罗里达州奥兰多参加IGSHPA会议时,我有机会与他们交谈。去年4月。

他们谈到的一个主要焦点是节约用水的迫切需要。很多人没有意识到,商业冷却塔是全国商业建筑的第二大耗水量。Petrey与我分享,在他过去与水管理当局合作的所有时间里,以及目前在佛罗里达西南水管理区钻井顾问委员会(WDAC)的职位上,他得到的一个教训是,任何“节约的水都等于新水”。

这似乎违反直觉,因为佛罗里达州似乎是墨西哥湾和大西洋之间的沙洲。佛罗里达州的含水层通常非常丰富,但过度开采导致了水质问题。可以肯定的是,在美国和世界其他地区节约用水的重要性是相同的,如果不是更大的话。

彼得雷和安德森分别在35年前和41年前开始涉足石油行业。Petrey在2000年进入水井行业,Anderson在1987年成为持证司钻。2013年,他们为地热暖通空调系统钻探了第一口井。这个特别的项目是为佛罗里达州西斯塔基(Siesta Key)的一个房主协会设计的。客户需要一口深井来改善与现有HVAC供应井的分离。该项目最终的裸眼井总深度为1463英尺。

他们刚刚完成了皮内拉斯县安全综合设施的一个项目,该项目为那里已经强大的地热暖通空调系统增加了容量。这个建筑群是一个重要的911呼叫中心和警察局。2012年,他们选择地热作为他们的新建筑,因为他们承受不起倒闭的代价。其他几个项目也在计划中,他们正在扩大规模来处理这个数量。

如果你还没有参与地热暖通空调钻探,花点时间,无论你在哪里,都要研究一下。登陆IGSHPA网站,参加CEU学分课程。这项技术每年都在发展,它已经成为节约用水、提供永久性基础设施、消除建筑物冷却塔和锅炉的方法。地热就是你想去的地方!

所以,在这个绿色能源的前沿领域,你坐在了驾驶座上。钻井工人是从地球抽取无限可再生太阳能热能的关键。现在是司钻的好时代。