Introduction to Thermogeology - Ground Source Heating and Cooling

Informationen zum Autor David Banks ist einer der führenden britischen Hydrogeologen und maßgeblich daran beteiligt, Erdwärmetechnik in Großbritannien zu fördern. Er hat über 20 Jahre Erfahrung aus Tätigkeiten wie Beratung, wirtschaftlicher Ausbildung, Lehre und im öffentlichen Sektor. Er führt derzeit Holymoor Consultancy und ist Senior Research Associate für Geothermie and der Universität von Newcastle-upon-Tyne. Klappentext Dieses maßgebende Handbuch bietet eine Basis für das Verständnis der aufkommenden Techniken zu Erdwärmepumpen an. Es gibt Ingenieuren, Architekten, Planern, Behörden und Geologen die fundamentalen Fähigkeiten an die Hand, die benötigt werden, um die enormen Wärmekapazitäten im Boden zu speichern, liefern und Wärme zu empfangen, und entsprechende Techniken (wie Wärmepumpen) anzuwenden, um diese Kapazitäten für Raumheizung und ?kühlung zu nutzen.Der Autor hat dabei das Buch auf das Verständnis von Erdwärmeheizung und ?kühlung von der Bodenseite (geologische Aspekte) ausgerichtet, anstatt sich nur auf die Gebäudeseite zu konzentrieren. Er erklärt die Wissenschaft hinter der Geothermie und bietet praktische Ansätze zu verschiedenen Planungsoptionen.Das Buch wendet sich in erster Linie an Fachleute, deren Fachgebiete in Wechselwirkung mit dieser aufkommenden Technologie stehen. Diese sind sich der Wichtigkeit dieser Technik bewusst und möchten daher schnell ein Grundwissen zum theoretischen Verständnis und planungsrelevante Kenntnisse erlangen. Zusammenfassung Dieses maßgebende Handbuch bietet eine Basis für das Verständnis der aufkommenden Techniken zu Erdwärmepumpen an. Es gibt Ingenieuren, Architekten, Planern, Behörden und Geologen die fundamentalen Fähigkeiten an die Hand, die benötigt werden, um die enormen Wärmekapazitäten im Boden zu speichern, liefern und Wärme zu empfangen, und entsprechende Techniken (wie Wärmepumpen) anzuwenden, um diese Kapazitäten für Raumheizung und ?kühlung zu nutzen.Der Autor hat dabei das Buch auf das Verständnis von Erdwärmeheizung und ?kühlung von der Bodenseite (geologische Aspekte) ausgerichtet, anstatt sich nur auf die Gebäudeseite zu konzentrieren. Er erklärt die Wissenschaft hinter der Geothermie und bietet praktische Ansätze zu verschiedenen Planungsoptionen.Das Buch wendet sich in erster Linie an Fachleute, deren Fachgebiete in Wechselwirkung mit dieser aufkommenden Technologie stehen. Diese sind sich der Wichtigkeit dieser Technik bewusst und möchten daher schnell ein Grundwissen zum theoretischen Verständnis und planungsrelevante Kenntnisse erlangen. Inhaltsverzeichnis About the Author xi Preface to the First Edition xiii Preface to the Second Edition xv Acknowledgements xvii 1 An Introduction 1 1.1 Who should read this book? 2 1.2 What will this book do and not do? 2 1.3 Why should you read this book? 3 1.4 Thermogeology and hydrogeology 6 2 Geothermal Energy 11 2.1 Geothermal energy and ground source heat 11 2.2 Lord Kelvin's conducting, cooling earth 12 2.3 Geothermal gradient, heat flux and the structure of the earth 14 2.4 Internal heat generation in the crust 16 2.5 The convecting earth? 17 2.6 Geothermal anomalies 19 2.7 Types of geothermal system 27 2.8 Use of geothermal energy to produce electricity by steam turbines 28 2.9 Binary systems 28 2.10 Direct use 30 2.11 Cascading use 30 2.12 Hot dry rock systems [a.k.a. 'enhanced geothermal systems (EGS)'] 32 2.13 The 'sustainability' of geothermal energy and its environmental impact 35 2.14 And if we do not live in Iceland? 38 3 The Subsurface as a Heat Storage Reservoir 40 3.1 Specific heat capacity: the ability to store heat 41 3.2 Movement of heat 45 3.3 The temperature of the ground 51 3.4 Insolation and atmospheric radiation 55 3.5 Cyclic...

List of contents

About the Author xi
 
Preface to the First Edition xiii
 
Preface to the Second Edition xv
 
Acknowledgements xvii
 
1 An Introduction 1
 
1.1 Who should read this book? 2
 
1.2 What will this book do and not do? 2
 
1.3 Why should you read this book? 3
 
1.4 Thermogeology and hydrogeology 6
 
2 Geothermal Energy 11
 
2.1 Geothermal energy and ground source heat 11
 
2.2 Lord Kelvin's conducting, cooling earth 12
 
2.3 Geothermal gradient, heat flux and the structure of the earth 14
 
2.4 Internal heat generation in the crust 16
 
2.5 The convecting earth? 17
 
2.6 Geothermal anomalies 19
 
2.7 Types of geothermal system 27
 
2.8 Use of geothermal energy to produce electricity by steam turbines 28
 
2.9 Binary systems 28
 
2.10 Direct use 30
 
2.11 Cascading use 30
 
2.12 Hot dry rock systems [a.k.a. 'enhanced geothermal systems (EGS)'] 32
 
2.13 The 'sustainability' of geothermal energy and its environmental impact 35
 
2.14 And if we do not live in Iceland? 38
 
3 The Subsurface as a Heat Storage Reservoir 40
 
3.1 Specific heat capacity: the ability to store heat 41
 
3.2 Movement of heat 45
 
3.3 The temperature of the ground 51
 
3.4 Insolation and atmospheric radiation 55
 
3.5 Cyclical temperature signals in the ground 59
 
3.6 Geothermal gradient 61
 
3.7 Human sources of heat in the ground 65
 
3.8 Geochemical energy 69
 
3.9 The heat energy budget of our subsurface reservoir 70
 
3.10 Cyclical storage of heat 72
 
3.11 Manipulating the ground heat reservoir 74
 
4 What Is a Heat Pump? 79
 
4.1 Engines 81
 
4.2 Pumps 84
 
4.3 Heat pumps 85
 
4.4 The rude mechanics of the heat pump 88
 
4.5 Absorption heat pumps 91
 
4.6 Heat pumps for space heating 91
 
4.7 The efficiency of heat pumps 93
 
4.8 Air-sourced heat pumps 96
 
4.9 Ground source heat pumps 98
 
4.10 Seasonal performance factor (SPF) 99
 
4.11 GSHPs for cooling 100
 
4.12 Other environmental sources of heat 100
 
4.13 The benefits of GSHPs 101
 
4.14 Capital cost 104
 
4.15 Other practical considerations 107
 
4.16 The challenge of delivering efficient GSHP systems 108
 
4.17 Challenges: the future 109
 
4.18 Summary 112
 
5 Heat Pumps and Thermogeology: A Brief History and
 
International Perspective 114
 
5.1 Refrigeration before the heat pump 115
 
5.2 The overseas ice trade 117
 
5.3 Artificial refrigeration: who invented the heat pump? 119
 
5.4 The history of the GSHP 121
 
5.5 The global energy budget: how significant are GSHPs? 129
 
5.6 Ground source heat: a competitor in energy markets? 132
 
6 Ground Source Cooling 133
 
6.1 Our cooling needs in space 133
 
6.2 Scale effects and our cooling needs in time 134
 
6.3 Traditional cooling 135
 
6.4 Dry coolers 136
 
6.5 Evaporation 138
 
6.6 Chillers/heat pumps 141
 
6.7 Absorption heat pumps 143
 
6.8 Delivery of cooling in large buildings 144
 
6.9 Dehumidification 145
 
6.10 Passive cooling using the ground 145
 
6.11 Active ground source cooling 147
 
6.12 An example of open-loop groundwater cooling 148
 
7 Options and Applications for Ground Source Heat Pumps 150
 
7.1 How much heat do I need? 150
 
7.2 Sizing a GSHP 156
 
7.3 Open-loop ground s

Product details

• Authors: D Banks, David Banks, David (Holymoor Consultancy Banks
• Publisher: Wiley, John and Sons Ltd
• Languages: English
• Product format: Hardback
• Released: 01.08.2012
• EAN: 9780470670347
• ISBN: 978-0-470-67034-7
• No. of pages: 544
• Subjects: Natural sciences, medicine, IT, technology > Technology > Structural and environmental engineering; Geowissenschaften, Bauwesen, Earth Sciences, Bauingenieur- u. Bauwesen, Civil Engineering & Construction, Allg. Bauingenieur- u. Bauwesen, Groundwater & Hydrogeology, Grundwasser u. Hydrogeologie