Por que bombas de calor geotérmicas não são mais comuns?

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O ar condicionado e o aquecimento são os principais consumidores de energia nos edifícios americanos - comerciais, residenciais e industriais. Há algum tempo estou curioso para saber por que não é mais comum usar a temperatura praticamente constante de 50-60 * F da Terra a apenas um metro abaixo da superfície para iniciar nossas necessidades de aquecimento e resfriamento.

Mais informações em Bombas de calor geotérmicas

Pelo que entendi, o "loop terra" é caro para escavar, mas dura décadas. E uma vez que o sistema esteja no lugar, é 40-70% mais eficiente do que o HVAC tradicional em uma única base doméstica.

O que eu realmente queria saber é: por que os municípios não fornecem loops geotérmicos como os esgotos e tubulações de água? Eles poderiam e deveriam ser colocados juntos. Entrar no loop teria alguma taxa de serviço mensal, mas apenas para manutenção, não para consumo (ao contrário do uso da água).

    
por Matt Chambers 09.07.2011 / 16:05

5 respostas

A tecnologia é relativamente jovem e não tão conhecida dos consumidores quanto os métodos tradicionais de aquecimento e resfriamento. Os custos iniciais de um sistema geotérmico também são mais altos, e há menos empresas com o conhecimento e as ferramentas para instalar os sistemas.

Nos EUA, a maioria dos lares não é construída pelos proprietários, eles são construídos por empresas de desenvolvimento que compram grandes terrenos e constroem tantas casas tão baratas quanto podem. Quando constroem essas casas, a maioria dos produtos que usam é do tipo "Contractor" (ou seja, barato), para que as empresas possam obter o máximo lucro. Por causa disso, os construtores normalmente não escolherão um sistema geotérmico sobre um sistema de climatização mais comum se o custo do sistema geotérmico for maior.

Quanto aos municípios que controlam um sistema geotérmico, mais uma vez isso se resume a dólares e centavos. Se você estivesse construindo uma nova cidade a partir do zero, isso poderia fazer sentido, mas reformar um sistema como esse custaria bilhões de dólares.

Espero que com o avanço do movimento "Verde", as fontes de energia geotérmica e outras "alternativas" se tornem mais populares. E à medida que se tornam mais populares, eles se tornam mais baratos, e quanto mais baratos ficam, mais atraentes eles parecerão para os donos de casas e construtores de casas comuns.

    
09.07.2011 / 17:25

Para a segunda parte da resposta, acredito que o problema geral é a natureza de um 'loop' - quanto mais longe, quanto mais liberdade de mudança, ou algum tipo de problema, e quando isso acontece, vou tirar várias casas e exigir um trabalho extenso para descobrir onde está o problema / vazamento / o que quer que seja.

A outra questão é uma questão simples sobre quais são as responsabilidades dos municípios. Agora, posso dizer que sou um comissário da cidade e, portanto, um funcionário municipal eleito - acho que isso está completamente fora do escopo de nossa carta municipal. A coisa mais próxima que posso pensar é que houve um desenvolvimento onde eles queriam colocar em um lago seco para armazenamento de água para lidar com possíveis problemas de inundação, e nossa cidade (antes de eu ser eleito) concordou em pagar parte do custo de sua conexão com o sistema de esgoto de águas pluviais (que é dirigido por uma entidade maior, na escala do município, não a cidade). A razão era que não queríamos o incômodo de uma lagoa seca mal mantida.

Nesse caso, a companhia de água local estaria lidando com a manutenção de longo prazo, não com o município ... e eu não tenho idéia de quais seriam todas as questões de manutenção de um terreno loop de longo prazo. mas eu sei que não é algo que eu estaria disposto a envolver nossa cidade em breve. (pessoalmente, sim, eu estaria disposto a fazer isso em minha própria casa, mesmo com o comentário sobre uma casa explodindo; mas eu não acho que seja do melhor interesse da cidade se envolver com ... se um novo empreendimento queria fazer alguma coisa e tê-lo gerenciado pela associação de um proprietário, tudo bem)

update : Tudo bem, tudo bem ... você não se importa com as razões políticas ... então, aqui estão meus pensamentos de uma perspectiva de engenharia:

A eletricidade, o esgoto e a água se beneficiam de um local de processamento central, em vez de uma solução menor, assumindo que há densidade suficiente dos locais a serem transmitidos (usando tecnologia recente; é possível que isso mude no futuro para a produção elétrica). Em alguns casos (séptico), ele limita a densidade de construção se você tiver que fornecê-lo no local, portanto, há benefícios em movê-lo totalmente para fora do local. No caso de bombas de calor geotérmicas, você realmente precisa do contato com o solo para a troca de calor, e a menos que você esteja transportando a água em profundidade suficiente, você terá perdas significantes na transmissão.

Se uma cidade / condado / estado se envolvesse, seria melhor não tentar construir um grande loop de terra e tentar mantê-lo, mas contratar para perfuração seus residentes e empresas, ou incluindo tal perícia e equipamento necessários em seu orçamento, e fazê-lo internamente. (mas depois entramos em questões com o governo fazendo isso, ou licitando competitivamente, mas este não deveria ser a resposta política)

    
11.07.2011 / 16:20

Além do corte de custos dos desenvolvedores, em uma área densamente povoada (cidade), pode não haver solo suficiente para extrair calor sem congelá-lo, a menos que você vá muito abaixo, ie. Coloque o loop em um furo.

Ou, alternativamente, se ficar quente o suficiente no verão, o calor no solo para o inverno, ao ser executado no modo de resfriamento, pode ajudar.

O falecido professor David MacKay fez alguns cálculos sobre este na página 301-305 em seu livro grátis.

EDIT: Embora isso não responda a sua pergunta diretamente, gostaria de acrescentar que para elevadores de temperatura menores (temperatura externa 0C-20C), bombas de calor ar-ar (AC reverso) podem ser mais eficientes para aquecimento qualquer outra coisa que eu conheça com coeficientes (sazonais) de performances (COPs) de 5-6 e SCOPs acima de 4.

    
07.01.2017 / 18:56

Estes são reconhecidamente palpites ...

A razão pela qual não é mais popular é que é muito novo em comparação com a idade média da maioria das casas. A maioria das casas tem sistemas de aquecimento / resfriamento existentes e é mais fácil manter / atualizar esses sistemas do que mudar para geotérmica.

Quanto ao novo desenvolvimento, pelo menos nos EUA, a tendência tem sido maximizar a metragem quadrada e economizar em todo o resto. Não é uma boa tendência.

Também é provável que haja um aspecto geológico ... se você estiver em um leito de rocha bastante raso, só poderá se espalhar horizontalmente, o que não é viável em áreas urbanas.

Quanto ao aspecto do município, meu palpite é que é uma questão de distância. O fluido de aquecimento / resfriamento teria que ser transportado por grandes distâncias, perdendo muito da sua eficiência.

    
11.07.2011 / 18:29

Bom responde a todos; e o tema central parece resumir-se à economia ... com um punhado de questões técnicas como considerações de propriedade e direitos ... talvez aos quais poderíamos até adicionar riscos tais como descarnar pipelines (inflamáveis e outros), conduítes e tal, ou violando servidões.

No nível mais fundamental, parece que a troca de terra oferece pouca ou nenhuma vantagem de custo-benefício em relação aos sistemas de troca de ar já usados em grande número. Esses também têm a vantagem de vidas longas - no sentido de que os sistemas se desgastam e são substituídos ou reabilitados (sem necessidade ou preocupação com escavação ou obsolescência da interface).

É esse aspecto de descartabilidade que também funciona em benefício das aplicações convencionais de bombeamento de calor. A perspectiva de tempo da maioria dos sistemas de HVAC domésticos é de apenas uma vida (em que, geralmente, uma ou duas atualizações de sistema ocorrerão. Sistemas embutidos, entretanto, assumem mais o caráter de uso em uma situação de ocupação multigeracional. A ocupação (especialmente residencial) que abrange, digamos, cem anos invariavelmente vai além do alcance do planejamento do uso da terra: os sistemas CA são mais propensos a serem projetados apenas para atender a horizontes de planejamento mais curtos e realistas. não projetado para utilização de gerações "futuras".

    
22.10.2012 / 14:34