Pytanie:
Dlaczego geotermalne pompy ciepła nie są bardziej powszechne?
Matt Chambers
2011-07-09 19:05:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Klimatyzacja i ogrzewanie są głównymi konsumentami energii w amerykańskich budynkach - komercyjnych, mieszkalnych i przemysłowych. Od jakiegoś czasu byłem ciekawy, dlaczego nie jest bardziej powszechne stosowanie praktycznie stałej temperatury ziemi 50-60 * F zaledwie metr pod powierzchnią, aby zaspokoić nasze potrzeby w zakresie ogrzewania i chłodzenia.

Więcej informacji na temat geotermalnych pomp ciepła

Jak rozumiem, „pętla uziemienia” jest kosztowna w kopaniu, ale trwa przez dziesięciolecia. A kiedy system jest już na miejscu, jest o 40-70% bardziej wydajny niż tradycyjny system HVAC dla pojedynczego gospodarstwa domowego.

Naprawdę zastanawiam się: dlaczego gminy nie zapewniają geotermalnych pętli uziemienia tak, jak robią to robią rury kanalizacyjne i wodociągowe? Mogły i powinny być układane razem. Podłączenie do pętli wiązałoby się z miesięczną opłatą serwisową, ale tylko na konserwację, a nie na zużycie (w przeciwieństwie do zużycia wody).

Pytanie, dlaczego nie są one bardziej popularne wśród osób fizycznych, jest interesujące, ale pytanie, dlaczego gminy nie świadczą tych usług, może być tutaj nie na temat.
Wyobraź sobie różnicę między ściekami komunalnymi a każdym budynkiem w mieście posiadającym własny system szamba. Zastanawiam się tylko, czy istnieją techniczne powody, dla których miejskie podejście do HVAC nie działa. Te polityczne są zdecydowanie poza tematem.
$$$$. Koszt instalacji systemu, o którym wspomniałeś w istniejącym mieście, byłby znacznie wyższy niż większość firm / miast chciałaby nawet pomyśleć. A kiedy wydadzą na to miliardy dolarów, będą musieli przekonać mieszkańców do zmiany i rozpoczęcia korzystania z niego. Zwrot z inwestycji byłby tak daleko w przyszłości, może Twoje wnuki by to zobaczyły, gdyby miały szczęście.
@Matt: Witamy w serwisie DIY StackExchange. Ta strona jest poświęcona konkretnym pytaniom dotyczącym budowy i utrzymania domu, nie jest miejscem debaty politycznej / ekonomicznej. Jeśli masz konkretne pytanie dotyczące instalacji lub naprawy systemu geotermalnego, możesz je zadać, ale jeśli chcesz tylko rozpocząć dyskusję, nie jest to miejsce na to. Zapoznaj się z [faq] (http://diy.stackexchange.com/faq) i zapoznaj się z niektórymi pytaniami zadanymi przez innych użytkowników, aby dowiedzieć się, jakie rodzaje pytań są tutaj „na temat”. Ponownie witamy w serwisie DIY.StackExchange.
Ekonomiczna debata? Czy nie byłoby tematem pytanie, jaki system byłby najbardziej wydajny w moim domu? To musi być prekursorem każdej pracy, majsterkowania czy profesjonalisty.
Wydajność i koszt @Matt:; chociaż są ze sobą powiązane, nie są tym samym. Efektywność dotyczy zużycia energii; co może prowadzić do obniżenia kosztów operacyjnych, ale koszt nie wpływa na wydajność. Pytanie w obecnej formie jest subiektywne i nie można na nie łatwo odpowiedzieć. Dlatego nie jest to dobre pytanie dla * tej * witryny. ** To jest witryna z pytaniami i odpowiedziami, a nie forum. ** Mile widziane są jasne pytania, na które można znaleźć jasne odpowiedzi, a nie tematy wymagające rozszerzonej dyskusji.
Pięć odpowiedzi:
Tester101
2011-07-09 20:25:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Technologia jest stosunkowo młoda i nie jest tak dobrze znana konsumentom jak tradycyjne metody ogrzewania i chłodzenia. Koszty początkowe systemu geotermalnego są również wyższe, a wokół jest mniej firm dysponujących wiedzą i narzędziami do instalacji systemów.

W Stanach Zjednoczonych większość domów nie jest budowana przez właścicieli. Są one budowane przez firmy deweloperskie, które kupują duże działki i budują na nich jak najwięcej domów. Kiedy budują takie domy, większość produktów, których używają, jest „klasy wykonawców” (czyli tanich), dzięki czemu firmy mogą osiągnąć maksymalny zysk. Z tego powodu budowniczowie zwykle nie wybiorą systemu geotermalnego zamiast bardziej powszechnego systemu HVAC, jeśli koszt systemu geotermalnego jest wyższy.

Jeśli chodzi o gminy kontrolujące system geotermalny, ponownie sprowadza się to do dolarów i centów. Jeśli budujesz nowe miasto od podstaw, może to mieć sens, ale modernizacja takiego systemu kosztowałaby miliardy dolarów.

Miejmy nadzieję, że wraz z nadejściem ruchu „zielonych”, geotermalne i inne „alternatywne” źródła energii staną się bardziej popularne. A gdy staną się bardziej popularne, staną się tańsze, a im tańsze staną się bardziej atrakcyjne, będą wyglądać dla przeciętnych właścicieli i budowniczych domów.

Oczywiście nie sugeruję, aby istniejące miejskie lub przedmieścia zostały przekształcone w energię geotermalną tylko ze względu na to. Ale dlaczego deweloper nowego podziału nie miałby zaplanować wszystkich domów ze wspólną pętlą geotermalną? To z pewnością byłoby tańsze niż umieszczenie oddzielnego HVAC w każdym domu. Niższy koszt domu i długoterminowa konserwacja są korzystne dla wszystkich. Musiałoby jednak istnieć stowarzyszenie właścicieli domów, aby utrzymać pętlę. Myślę, że albo jest problem techniczny z udostępnianiem pętli, albo ... deweloperzy są zbyt konserwatywni lub niezbyt sprytni?
@Matt: problemem jest odpowiedzialność. Kto będzie odpowiedzialny za pętlę? kiedy się zepsuje, kto płaci za naprawę? Faktem jest, że nikt nie chce tego ciężaru. Nawet ty tego nie chcesz, ponieważ próbujesz zepchnąć koszt instalacji na programistów, a koszty utrzymania na kogoś innego. W większości przypadków nie jest to [opłacalne ekonomicznie] (http://www.youtube.com/watch?v=UX4b_rhT0nU).
Po to jest stowarzyszenie właścicieli domów. Byłoby to wymagane, gdyby była to prywatna pętla. Gdyby jednak był to system komunalny, zapłaciłby za to podatek od nieruchomości i wspomniane wyżej opłaty eksploatacyjne, podobnie jak ścieki i woda. Myślę, że byłoby to o wiele tańsze niż faktycznie woda i ścieki.
Koszty instalacji instalacji geotermalnej są zwykle 2–10 razy wyższe niż w przypadku tradycyjnej powietrznej pompy ciepła (10–20% całkowitego kosztu domu). Próba zbudowania osiedla z Geothermal prawdopodobnie zabiłaby marżę zysku większości deweloperów.
Joe
2011-07-11 19:20:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli chodzi o drugą część odpowiedzi, uważam, że głównym problemem jest natura „pętli” - im dalej idzie, tym większe prawdopodobieństwo przesunięcia lub jakiegoś rodzaju problemu, a kiedy to się stanie, Wykupię wiele domów i będzie wymagało wiele pracy, aby dowiedzieć się, gdzie jest problem / wyciek / cokolwiek.

Inną kwestią jest proste pytanie, jakie są obowiązki gmin. Teraz mogę to powiedzieć, ponieważ jestem komisarzem miejskim, a więc wybranym urzędnikiem miejskim - myślę, że jest to całkowicie poza zakresem naszego statutu miejskiego. Najbliżej przychodzi mi do głowy to, że istniała inwestycja, w której chcieli umieścić suchy staw do przechowywania wody, aby poradzić sobie z możliwymi problemami powodzi, a nasze miasto (zanim zostałem wybrany) zgodziło się pokryć część kosztów ich podłączenie do kanalizacji deszczowej (prowadzonej przez większy podmiot w skali powiatu, a nie miasta). Powodem było to, że nie chcieliśmy, aby niedogodności związane z niewłaściwie utrzymywanym suchym stawem.

W takim przypadku lokalna firma wodociągowa musiałaby zajmować się długoterminową konserwacją, a nie gmina ... i Nie mam pojęcia, jakie byłyby wszystkie problemy związane z utrzymaniem pętli uziemienia w długim okresie. ale wiem, że nie jest to coś, w co chciałbym w najbliższym czasie zaangażować nasze miasto. (osobiście tak, byłbym skłonny zrobić to we własnym domu, nawet z komentarzem, że dom wysadza się w powietrze; ale nie sądzę, aby w interesie miasta leżało zaangażowanie się w ... jeśli nowy deweloper chciał coś zrobić i zarządzał tym stowarzyszenie właścicieli domów, w porządku)

aktualizacja : Dobra, dobra ... nie obchodzą cię sprawy polityczne powody ... więc oto moje przemyślenia z perspektywy inżyniera:

Energia elektryczna, ścieki i woda czerpią korzyści z centralnej lokalizacji przetwarzania, a nie z mniejszych, indywidualnie dobranych rozwiązań, zakładając, że istnieje wystarczająca gęstość miejsc, do których są przesyłane (przy użyciu najnowszej technologii; możliwe, że w przyszłości może się to zmienić w przypadku produkcji energii elektrycznej). W niektórych przypadkach (septycznych) ogranicza gęstość zabudowy, jeśli musisz zapewnić to na miejscu, więc jest to korzystne z całkowitego przeniesienia go poza miejsce. W przypadku geotermalnych pomp ciepła faktycznie potrzebujesz kontaktu z gruntem do wymiany ciepła i jeśli nie transportujesz wody na wystarczającą głębokość, będziesz miał znaczące straty w transmisji.

Jeśli miasto / hrabstwo / stan miałoby się w to zaangażować, lepiej byłoby, gdyby nie próbowało budować dużej pętli uziemienia i próbowało ją utrzymać, ale zamiast tego zleciło wiercenie ich mieszkańcy i firmy, lub włączając taką wiedzę i sprzęt niezbędny w ich budżecie, i robią to na miejscu. (ale potem mamy problemy z tym, czy rząd powinien to robić, czy konkurować z nami, ale ten nie powinien być polityczną odpowiedzią)

Polityka jest z pewnością prawdopodobnym powodem, dla którego nie robi się tego częściej. Mimo to istnieją przykłady miejskich systemów ogrzewania / chłodzenia, zwłaszcza w obszarach metropolitalnych. Na przykład St. Paul, MN ma miejski system ogrzewania / chłodzenia podłączony do dowolnego budynku w centrum miasta, który chce do niego dołączyć.
@Joe: Wybrałem złe słowo. Zastąp „gminne” wyrażeniem „miasto / hrabstwo / metropolia / władze stanowe”. Zasadniczo potraktujcie to jako usługę taką jak ścieki i woda (obie są równie podatne na te same problemy związane z dużą pętlą i obie są bardziej istotne dla naszego stylu życia niż ogrzewanie / chłodzenie). Powtórzę, że zastanawiam się nad wyzwaniami technicznymi dużej pętli / systemu, a nie wyzwaniami politycznymi.
@Matt: patrz aktualizacja
nsandersen
2017-01-07 23:56:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oprócz cięcia kosztów przez deweloperów, w gęsto zaludnionym obszarze (mieście) może być za mało gruntu, aby wydobyć z niego ciepło bez jego zamrażania, chyba że zejdziesz daleko w dół, tj. umieścić pętlę w otworze wiertniczym.

Lub alternatywnie, jeśli latem robi się wystarczająco gorąco, pomocne może być zrzucanie ciepła do ziemi na zimę, uruchamiając ją w trybie chłodzenia.

Nieżyjący już profesor David MacKay zrobił kilka obliczeń na ten temat na stronach 301-305 w jego bezpłatnej książce.

EDYCJA: Chociaż to nie odpowiada bezpośrednio na twoje pytanie, dodałbym również, że dla mniejszych wzrostów temperatury ( Temperatura zewnętrzna 0C-20C), pompy ciepła powietrze-powietrze (odwrotny prąd zmienny) mogą być bardziej wydajne w ogrzewaniu pomieszczeń niż cokolwiek innego, co znam z (sezonowymi) współczynnikami wydajności (COP) wynoszącymi 5-6 i SCOP powyżej 4.

To fajny rozdział. Nawet nie pomyślałem, że w gruncie może być za mało zasobów energii, aby korzystać z geotermalnych pomp ciepła dla wszystkich ludzi mieszkających nad nim. Ale jego wybór liczb przynajmniej w jednym przypadku jest niepewny: obejmuje on nieuwarunkowaną przestrzeń w gęstości zaludnienia. Oto [średnia klimatyzowana przestrzeń na osobę, uporządkowana według kraju] (http://shrinkthatfootprint.com/wp-content/uploads/2013/04/Percapita.gif). 77 mln ^ 2 na osobę w USA. To połowa liczby (160 m ^ 2), którą używał na angielskich przedmieściach, a według tych danych jest to 33 mln ^ 2 na osobę w Anglii.
Ale te wszystkie obliczenia wydają się trochę błędne. Zamiast surowej gęstości zaludnienia, prawdopodobnie musi uwzględniać „objętość klimatyzowanej przestrzeni” na m ^ 2 gruntu. Przy ogromnym wieżowcu pełnym ludzi jest dużo klimatyzowanej przestrzeni na stosunkowo niewielkiej powierzchni.
OK, obliczenie na podstawie średniej wielkości ogrodu / boiska przypadającej na osobę w mieście może być bardziej przydatne przy podejmowaniu decyzji o tym, ile ciepła można uzyskać… znowu w zależności od tego, jak daleko się posuniesz. Chociaż nie podaje tego bezpośrednio w liczbach, mówi: „… w miastach o większej gęstości zaludnienia gruntowe pompy ciepła raczej nie będą opłacalne”.
DA01
2011-07-11 21:29:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To wprawdzie domysły ...

Powodem, dla którego nie jest bardziej popularny, jest to, że jest bardzo nowy w porównaniu ze średnim wiekiem większości domów. Większość domów ma istniejące systemy ogrzewania / chłodzenia i łatwiej jest je konserwować / modernizować niż przestawiać się na energię geotermalną.

Jeśli chodzi o nowy projekt, przynajmniej w Stanach Zjednoczonych, trend polegał na maksymalizacji powierzchni i oszczędzać na wszystkim innym. Nie jest to dobry trend.

Prawdopodobnie jest też aspekt geologiczny ... jeśli jesteś na raczej płytkim podłożu, możesz rozciągać się tylko w poziomie, co nie jest opłacalne w obszarach miejskich.

Jeśli chodzi o aspekt miejski, przypuszczam, że jest to kwestia odległości. Płyn grzewczy / chłodzący musiałby być transportowany na duże odległości, tracąc dużo na swojej wydajności.

Duże odległości są tym, co sprawia, że ​​system jest wydajny - chodzi o przywrócenie temperatury płynu do temperatury gruntu, aby dom mógł spaść lub pobierać ciepło do / z niego. Domyślam się, że system mógłby pracować szeregowo. Pomiędzy budynkami A i B, w których woda płynie z punktu A do B, byłoby wystarczająco dużo rur, aby przywrócić temperaturę gruntu. I tak dalej od punktu B do C. Myślę, że można nawet wykonać pętlę poziomą, kopiąc z boku, ale jest to prawdopodobnie równie kosztowne, jeśli nie droższe niż wiercenie pionowe.
Słuszna uwaga. Chociaż nie wiem, co byś zyskał dzięki serialom nad indywidualnymi. Możesz jednak zrobić geotermię poziomo, więc być może jest to jakaś zaleta.
Lex
2012-10-22 17:34:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dobre odpowiedzi na wszystkie; a główny temat wydaje się sprowadzać do ekonomii ... z odrobiną kwestii technicznych, takich jak względy własności i prawa ... być może do których moglibyśmy nawet dodać ryzyko, takie jak uderzanie w rurociągi (łatwopalne i inne), przewody i tym podobne, lub naruszenie służebności.

Na najbardziej podstawowym poziomie wydaje się, że wymiana osadzona w ziemi oferuje niewielką, jeśli w ogóle jakąkolwiek, przewagę pod względem kosztów i korzyści w porównaniu z systemami wymiany swobodnego powietrza, które są już używane w dużych ilościach. One również mają zaletę długiego życia - w tym sensie, że systemy zużywają się i są wymieniane lub odnawiane (bez potrzeby lub obawy o wykopaliska lub starzenie się interfejsów).

Jest to aspekt jednorazowego użytku, który również działa na korzyść konwencjonalnych zastosowań pompowania ciepła. Perspektywa czasowa większości domowych systemów HVAC to jeden cykl życia (w którym zwykle następuje jedna lub dwie do kilku modernizacji systemu. Systemy wpuszczane w grunt przybierają jednak bardziej charakter użytkowania w sytuacji zamieszkiwania wielopokoleniowego. (zwłaszcza w mieszkaniach), które obejmuje, powiedzmy, sto lat niezmiennie wykracza poza zakres planowania zagospodarowania przestrzennego: systemy klimatyzacji są najprawdopodobniej projektowane tylko w taki sposób, aby sprostać krótszym, bardziej realistycznym horyzontom czasowym planowania. nie jest przeznaczony do użytku przez „przyszłe” pokolenia.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...