全电动建筑从地下500英尺处获取能源-彭博社

在布鲁克林海滨上正在崛起的公寓大楼的核心是一个地热热泵系统。

摄影师：Ismail Ferdous/Bloomberg在布鲁克林海滨建设中的834单元公寓大楼供暖的关键将是地下的一个洞。

实际上，这将是322个洞，每个洞直径约4英寸（10厘米），深度正好为499英尺（152米） —— 如果再深，纽约州将认为这是一个采矿项目。这些洞构成了一个地热热泵系统的核心，预计将使碳排放量比使用传统供暖和冷却系统的类似建筑减少53%。到2025年完工时，1 Java Street将成为美国最大的几座使用这项技术的住宅建筑之一。

建筑占全球碳排放量的约8%，主要来自燃烧化石燃料供暖，热泵被广泛视为使住宅更清洁的重要工具。去年，全球住宅热泵系统的支出增长了9.6%，达到了643亿美元，这是在国际经济更多电气化的推动下。布鲁克林项目将是澳大利亚开发商Lendlease Corp.的一个重要测试，该公司正在建设1 Java并希望最终从其全球业务中完全消除排放。

“我们不想再在任何建筑物中使用天然气了，”Lendlease 美洲可持续发展主管 Sara Neff 说。如果 1 Java 的系统运行良好，公司计划在未来的美国项目中使用更多这样的系统。

Lendlease 表示，其地热系统将使建筑成本增加约 6%，尽管公司没有提供总预算数字。其中一部分费用将由一项价值 400 万美元的州政府拨款支付。

1 Java 街完工后，将成为美国最大的使用地热热泵系统的建筑之一。摄影师：Ismail Ferdous/Bloomberg热泵通过在建筑物内外之间转移热量来工作，可用于供暖和制冷。更常见的直接空气系统使用电压缩机，对封闭的管道线圈内的液体制冷剂施加压力，并具有释放压力的阀门。在夏季，当室内温暖的空气被液体吸收热能并蒸发成气体时，温暖的室内空气被冷却。压缩机对气体施加压力，使其在流入室外线圈时变得更热。然后，来自室外的空气吸收部分热能，当制冷剂冷却并凝结成液体时。阀门减少液体的压力，当其流回室内以重复循环时，液体会变得更冷。在冬季，该过程将反向运行；关键在于调整压力可以使液体在夏季比室外空气更热，而在冬季比室外更冷。

地热系统使用相同的基本原理，但它们依赖于地下温度保持在摄氏55度（华氏13度）左右的事实，无论上面的空气有多热或多冷。夏天，混合了抑制冷冻和腐蚀的添加剂的水被泵送到管道中，进入钻孔，变得更冷，然后被带上来冷却建筑物。在严寒的冬季天气中，稳定的地下温度可以将水温降至55华氏度，然后通过电加热器将其加热，然后泵送到建筑物中提供供暖。

加热

自2015年以来，全球热泵支出翻了一番

来源：彭博新能源财经

地热系统对于限制1 Java的能源使用至关重要，1 Java将完全采用电力（包括灶具）。对于送到公寓的水，将利用恒定的地下温度将其升至55华氏度，然后电锅炉将其加热到足够热以供淋浴和洗碗。封闭回路系统中的55度水将用于调节温度，而不是使用电空调或燃气供暖。

尽管1 Java将更加依赖电力而不是传统建筑，但它将需要更少的电力，项目总监斯科特·沃尔什说。这是因为电热泵比现在广泛使用的供暖和制冷系统更节能。他预计在全球推动远离化石燃料的背景下，会看到更多建筑采用这项技术。

“在寒冷的气候中，没有像这样的系统，全电建筑在经济上是不可行的，”沃尔什说。

地热系统安装成本往往比其他热泵昂贵得多，并且需要挖掘，这使得在现有建筑中添加它们变得困难。地热热泵在大型商业建筑中比单户住宅更常见，开发商越来越青睐它们，因为这些系统运行所需的能量比直接空气版本少，从长远来看更具成本效益，BloombergNEF的分析师Lewis Williams说。

但全球应对气候变化的努力使得所有热泵变得更受欢迎，因为它们都是全电动的，消除了对燃气供暖的需求。自2015年以来，热泵的支出已经翻了一番，尤其是在欧洲和美国等地政府的激励措施意味着需求将继续增长。

“热泵正在成为建筑脱碳解决方案中更为重要的一部分，”Williams说。

布鲁克林项目将是澳大利亚开发商Lendlease Corp.的一个重要测试。摄影师：Ismail Ferdous/Bloomberg公用事业公司也在寻找在其电网上使用地热热泵的方法。国家电网宣布了马萨诸塞州的一个这样的项目，Vermont Gas Systems Inc.也正在计划一个。去年底，纽约监管机构下令该州最大的公用事业公司制定自己的实施该技术的计划。

在波士顿郊区，Eversource Energy正在安装一个地热热泵系统，采用网络设计，将为一个社区的39栋建筑提供供暖和制冷。这是美国第一个尝试这种方法的公用事业公司，预计将通过不依赖天然气或暖气油来减少客户的账单和碳排放。

该项目将连接住宅和商业建筑，包括一些低收入公寓，连接到100多口深达600英尺的钻孔。每栋建筑将拥有自己的热泵设备，该系统预计将在下一个冬季供暖季之前投入使用，Eversource的清洁技术副总裁Nikki Bruno表示。这项工作预计将耗资1000万至1200万美元。

1 Java Street项目总监Scott Walsh预计，在推动远离化石燃料的努力中，将会看到更多建筑使用地热热泵。摄影师：Ismail Ferdous/Bloomberg该系统在制冷方面使用的电力要比传统空调少得多，这将降低夏季客户的账单。在冬季，使用燃气供暖的人们也可能会节省一些费用。约麻省24%的家庭采用某种燃油供暖，这些客户将看到更显著的成本降低，Bruno表示。Eversource认为这是一次测试，并表示目前还无法提供更具体的节省预测，但预计平均住宅客户的排放量将减少约60%。

“这是一种节能的做法，”布鲁诺说。“你正在减少整体需求。”