שְׁאֵלָה:
מדוע משאבות חום גיאותרמיות אינן נפוצות יותר?
Matt Chambers
2011-07-09 19:05:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

מיזוג אוויר וחימום הם צרכני אנרגיה עיקריים בבניינים אמריקאיים - מסחריים, מגורים ותעשייתיים. הייתי סקרן במשך זמן מה מדוע זה לא נפוץ יותר להשתמש בטמפרטורה הקבועה כמעט של 50-60 * F של כדור הארץ רק מטר מתחת לפני השטח כדי לאתחל את צרכי החימום והקירור שלנו.

מידע נוסף על משאבות חום גיאותרמיות

להבנתי, "לולאת הקרקע" יקרה לחפירה אך נמשכת עשרות שנים. וברגע שהמערכת קיימת, היא יעילה ב-40-70% מה- HVAC המסורתי על בסיס בית יחיד.

מה שאני באמת תוהה הוא: מדוע עיריות לא מספקות לולאות קרקע גיאותרמיות כמוהן צנרת ביוב ומים? הם יכולים וצריכים להיות מונחים יחד. להקשה על הלולאה תהיה דמי שירות חודשיים מסוימים, אך רק לצורך תחזוקה, לא לצריכה (בניגוד לשימוש במים).

השאלה מדוע הם אינם פופולאריים יותר בקרב אנשים פרטיים היא שאלה מעניינת, אך השאלה הבאה מדוע עיריות אינן מספקות את השירות עשויה לרדת מהנושא כאן.
תארו לעצמכם את ההבדל בין ביוב עירוני לעומת כל בניין בעיר שיש לו מערכת בור ספיגה משלו. אני רק תוהה אם יש סיבות טכניות לכך שהגישה העירונית ל HVAC לא עובדת. הפוליטיים הם בהחלט מחוץ לנושא.
$$$$. העלות להתקנת מערכת כמו שאתה מזכיר בעיר קיימת, תהיה גבוהה בהרבה מכפי שרוב החברות / ערים היו רוצות לחשוב עליהן. וברגע שהם הוציאו מיליארדי דולרים לעשות זאת, הם יצטרכו לשכנע את התושבים לעבור ולהתחיל להשתמש בו. ההחזר על ההשקעה יהיה כל כך רחוק בעתיד, אולי הילדים הגדולים שלך יראו את זה אם יש להם מזל.
@Matt: ברוך הבא ל- DIY StackExchange. אתר זה מיועד לשאלות ספציפיות אודות בנייה ואחזקת בית, הוא אינו המקום לדיון פוליטי / כלכלי. אם יש לך שאלה ספציפית לגבי אופן ההתקנה או התיקון של מערכת גיאותרמית אל תהסס לשאול אותה, אך אם אתה רק רוצה להתחיל דיון זה לא המקום לכך. אנא עיין ב [faq] (http://diy.stackexchange.com/faq), והסתכל בכמה מהשאלות שנשאלו על ידי משתמשים אחרים כדי לקבל מושג על סוגי השאלות "בנושא" כאן. שוב, ברוך הבא ל- DIY.StackExchange.
ויכוח חסכוני? האם זה יהיה מחוץ לנושא לשאול איזו מערכת תהיה היעילה ביותר עבור הבית שלי? זה צריך להיות הקודם לכל עבודה, DIY או מקצועי.
יעילות ועלות @Matt:; אמנם קשורים זה בזה, אך אינם זהים. יעילות עוסקת בצריכת אנרגיה; מה שעלול להוביל לעלויות תפעול נמוכות יותר, אך העלות אינה משפיעה על היעילות. השאלה בצורה הנוכחית היא סובייקטיבית ולא ניתן לענות עליה בקלות. לכן זו לא שאלה טובה עבור אתר * זה *. ** זהו אתר שאלות ותשובות, לא פורום. ** אנו מברכים על שאלות ברורות שיש להם תשובות ברורות, ולא נושאים הדורשים דיון מורחב.
חָמֵשׁ תשובות:
Tester101
2011-07-09 20:25:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הטכנולוגיה צעירה יחסית, ואינה מוכרת לצרכנים כמו שיטות חימום וקירור מסורתיות. העלויות המקדימות של מערכת גיאותרמית גבוהות יותר, ויש פחות חברות עם הידע והכלים להתקנת המערכות.

בארה"ב רוב הבתים אינם בנויים על ידי בעלי הבתים, הם נבנים על ידי חברות פיתוח שקונות מגרשים גדולים ובונות עליהן כמה שיותר בתים בזול ככל שניתן. כאשר הם בונים בתים אלה מרבית המוצרים בהם הם משתמשים הם "דרגת קבלן" (כלומר זולה), כך שהחברות יוכלו להרוויח מקסימום. מסיבה זו, בדרך כלל הבנאים לא יבחרו במערכת גיאותרמית על פני מערכת HVAC נפוצה יותר אם עלות המערכת הגיאותרמית גבוהה יותר.

באשר לעיריות השולטות במערכת גיאותרמית, שוב זה מסתכם בדולרים. וסנטים. אם היית בונה עיר חדשה מהיסוד, זה אולי הגיוני, אבל לחדש מערכת כזו יעלה מיליארדי דולרים.

אני מקווה שכשהתנועה "הירוקה" תצעד הלאה, מקורות כוח "אלטרנטיביים" אחרים יהפכו פופולריים יותר. וככל שהם יהפכו פופולריים יותר הם יהפכו לזולים יותר, וככל שהם יהיו זולים יותר הם יראו אטרקטיביים יותר לבעלי בתים ממוצעים ובוני בתים.

כמובן שאני לא מציע להפוך את האורבים או הפרברים הקיימים לגיאותרמית רק לצורך העניין. אבל למה שמפתח של חלוקה חדשה לא יתכנן את כל הבתים עם לולאה גיאותרמית משותפת? זה בוודאי יהיה זול יותר מאשר לשים HVAC נפרד בכל בית. עלות נמוכה יותר על הבית ותחזוקה לטווח הארוך היא win-win. תצטרך להיות עמותת בעלי בתים כדי לשמור על הלולאה. נשארתי לחשוב שיש או בעיה טכנית בשיתוף לולאה או ... מפתחים שמרנים מדי או לא חכמים מדי?
@Matt: הבעיה היא באחריות. מי יהיה אחראי על הלולאה? כשזה נשבר, מי משלם לתקן את זה? העובדה היא שאף אחד לא רוצה את הנטל הזה. אפילו אתה לא רוצה את זה, מכיוון שאתה מנסה לדחות את עלות ההתקנה למפתחים ואת עלות האחזקה למישהו אחר. זה פשוט לא [משתלם כלכלית] (http://www.youtube.com/watch?v=UX4b_rhT0nU) בשלב זה, ברוב המקרים.
לשם כך נועדה עמותת בעלי הבית. זה יידרש אם זה היה לולאה פרטית. אך אם זו הייתה מערכת עירונית, היא תשולם על ידי ארנונה ודמי האחזקה הנ"ל, ממש כמו ביוב ומים. אני חושב שזה יהיה הרבה יותר טוב מאשר מים וביוב.
עלויות ההתקנה של גיאותרמיות הן בדרך כלל פי 2-10 יותר ממשאבת חום מקורית באוויר (10-20% מהעלות הכוללת של הבית). ניסיון לבנות פיתוח עם גיאותרמית, יהרוג ככל הנראה את שולי הרווח של מרבית יזמי הנדל"ן.
Joe
2011-07-11 19:20:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

בחלק השני של התשובה, אני מאמין שהבעיה הכללית היא אופי של 'לולאה' - ככל שהיא הולכת רחוק יותר, כך הסבירות גבוהה יותר של העברה, או בעיה כלשהי, וכשזה קורה, זה נוציא בתים מרובים ויזדקק לעבודה מקיפה כדי להבין היכן הבעיה / הדליפה / מה שלא יהיה.

הנושא האחר הוא שאלה פשוטה באחריותן של העיריות. עכשיו, אני יכול לומר את זה כיוון שאני נציב ערים, ולכן נבחר בכיר בעירייה - אני חושב שזה לגמרי מחוץ לתחום האמנה העירונית שלנו. הדבר הכי קרוב שאני יכול לחשוב עליו היה התפתחות שבה הם רצו לשים בבריכה יבשה לאגירת מים כדי לטפל בבעיות הצפה אפשריות, והעיר שלנו (לפני שנבחרתי) הסכימה לרדת חלק מעלות ה החיבור שלהם למערכת הביוב הסוערת (שמנוהלת על ידי ישות גדולה יותר, בקנה מידה של המחוז, ולא העיירה). הסיבה הייתה שלא רצינו מטרד של בריכה יבשה שמתוחזקת כראוי.

במקרה זה חברת המים המקומית מתמודדת עם התחזוקה ארוכת הטווח, לא העירייה ... ו אין לי שום מושג מה יהיו כל הנושאים של שמירה על לולאה קרקעית לטווח ארוך. אבל אני יודע שזה לא משהו שאהיה מוכן לגרום לעיר שלנו להיות מעורבת בקרוב. (באופן אישי, כן, הייתי מוכן לעשות את זה לבית שלי, אפילו עם ההערה על בית שמתפוצץ; אבל אני לא חושב שזה האינטרס הטוב ביותר של העיר להסתבך איתו ... אם פיתוח חדש רצה לעשות משהו, ולנהל אותו על ידי עמותת בעלי בתים, זה בסדר)

עדכון : בסדר, בסדר ... לא אכפת לך מהפוליטי סיבות ... אז הנה המחשבות שלי מנקודת מבט הנדסית:

חשמל, ביוב ומים נהנים ממיקום עיבוד מרכזי, ולא מפתרון קטן יותר בנפרד, בהנחה שיש צפיפות מספקת של המקומות המועברים אליהם (תוך שימוש בטכנולוגיה עדכנית; ייתכן שזה עשוי להשתנות בעתיד לייצור חשמל). במקרים מסוימים (ספיגה), זה מגביל את צפיפות הבניין אם אתה צריך לספק את זה באתר, כך שיש תועלת שהוא מעביר אותו לגמרי מחוץ לאתר. במקרה של משאבות חום גיאותרמיות, אתה למעשה זקוק למגע הקרקע להחלפת החום, אלא אם כן אתה מעביר את המים בעומק מספיק, יהיו לך הפסדי העברה משמעותיים.

אם עיר / מחוז / מדינה יהיו מעורבים, מוטב להם לא לנסות לבנות לולאה קרקעית גדולה ולנסות לתחזק אותה, אלא במקום זאת להתקשר לקידוחים עבור התושבים והעסקים שלהם, או כולל מומחיות וציוד כאלה הנחוצים בתקציב שלהם, ועושים את זה בבית. (אבל אז אנחנו נכנסים לסוגיות אם הממשלה עושה את זה, או מתמודדת באופן תחרותי, אבל זו לא אמורה להיות התשובה הפוליטית)

פוליטיקה היא בהחלט הסיבה הסבירה שזה לא נעשה לעתים קרובות יותר. עם זאת, ישנן דוגמאות למערכות חימום / קירור עירוניות במיוחד באזורי המטרופולין. לדוגמה, בסנט פול, מינסוטלנד יש מערכת חימום / קירור עירונית המחוברת לכל בניין במרכז העיר שרוצה להיכנס אליו.
@Joe: בחרתי במילה הלא נכונה. החלף את "עירוני" ב"עיר / מחוז / ממשלה / ממשלת מדינה ". בעיקרון, חשוב על זה כשירות כמו ביוב ומים (שניהם רגישים באותה מידה לאותן בעיות של לולאה גדולה, ושניהם חשובים יותר לאורחות חיינו מאשר חימום / קירור). ואחזור על כך שהאתגרים הטכניים של לולאה / מערכת גדולה אני תוהה לגביהם, לא אלה הפוליטיים.
@Matt: ראה עדכון
nsandersen
2017-01-07 23:56:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink
מלבד היזמים המפתחים את העלויות, באזור מאוכלס בצפיפות (עיר), יתכן שלא תהיה מספיק קרקע להפיק ממנו חום מבלי להקפיא אותו אלא אם כן אתה הולך רחוק כלפי מטה, כלומר. מכניסים את הלולאה לקידוח.

או לחלופין, אם נעשה חם מספיק בקיץ, השלכת חום לקרקע לחורף על ידי הפעלת מצב קירור פנימה יכולה לעזור.

הפרופסור המנוח דייוויד מקיי עשה כמה חישובים על זה בעמוד 301-305 בספרו החינמי.

עריכה: אמנם זה לא עונה ישירות לשאלתך, אבל אני אוסיף את זה עבור הרמות טמפרטורה קטנות יותר ( טמפרטורה חיצונית 0C-20C), משאבות חום אוויר לאוויר (AC הפוך) יכולות להיות יעילות יותר לחימום חלל מאשר כל דבר אחר שאני מכיר עם מקדמי ביצועים (COPs) (עונתיים) של 5-6 ו- SCOP מעל 4.

זה פרק מסודר. אפילו לא שקלתי שאולי לא יהיה מספיק אחסון אנרגיה בקרקע כדי להשתמש במשאבות חום גיאותרמיות לכל האנשים החיים מעליה. אך בחירת המספרים שלו לפחות במקרה אחד היא לא ברורה: הוא כולל שטח לא ממוזג בצפיפות האוכלוסייה. הנה [השטח הממוצע המותנה לאדם, מאורגן לפי מדינה] (http://shrinkthatfootprint.com/wp-content/uploads/2013/04/Percapita.gif). 77 מיליון ^ 2 לאדם בארה"ב. זה חצי מהנתון (160 מ '2) ששימש לפרבר אנגלי, ולפי נתונים אלה מדובר ב 33 מ' 2 לאדם באנגליה.
אבל כל החישוב הזה נראה קצת לא פעיל. במקום צפיפות אוכלוסייה גולמית, הוא כנראה צריך להתחשב ב"נפח השטח המותנה "לכל מ"ר 2 קרקע. עם גורד שחקים ענק מלא באנשים, יש הרבה מקום ממוזג לשטח קרקע מועט יחסית.
בסדר, חישוב על בסיס גודל הגן / בית המשפט הממוצע לאדם בעיר או בעיר עשוי להיות שימושי יותר כדי להחליט כמה חום ניתן להשיג .. שוב תלוי כמה רחוק אתה יורד. הוא אמנם לא אומר זאת ישירות במספרים, אך הוא אומר: ".. בערים עם צפיפות אוכלוסין גבוהה, סביר להניח כי משאבות חום מקור קרקע אינן קיימות".
DA01
2011-07-11 21:29:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אלה בהחלט ניחושים ...

הסיבה שזה לא פופולרי יותר היא שהיא מאוד חדשה בהשוואה לגיל הממוצע של רוב הבתים. ברוב הבתים קיימות מערכות חימום / קירור קיימות וקל יותר לתחזק / לשדרג את אלה מאשר לעבור לגיאותרמית.

באשר לפיתוח חדש, לפחות בארה"ב, המגמה הייתה למקסם את השטח המרובע. ולשרוט על כל השאר. לא מגמה טובה.

סביר להניח שיש גם היבט גאולוגי ... אם אתה על סלע רדוד למדי, אתה יכול להתפשט רק אופקית שאינו בר קיימא באזורים עירוניים.

באשר להיבט העירייה, אני מניח שזה נושא של מרחק. נוזל החימום / קירור יהיה צריך להיות מועבר למרחקים גדולים ומאבד מיעילותו הרבה.

מרחקים גדולים הם שהופכים את המערכת ליעילה - הכל קשור להחזרת הנוזל לטמפרטורת הקרקע כדי שהבית יוכל לשקוע או לשאוב אליו חום / ממנו. הייתי מנחש שהמערכת יכולה לעבוד סדרתי. בין בית A ו- B עם מים שזורמים מ- A ל- B, יהיה מספיק צינור כדי לחדש את טמפרטורת הקרקע. וכך מ- B עד C. אני חושב שאפשר אפילו לעשות לולאה אופקית על ידי חפירה מהצד, אבל זה כנראה יקר באותה מידה אם לא יותר מקידוח אנכי.
נקודה טובה. אם כי אני לא יודע מה תרוויח מסדרה על פני אדם. אתה יכול לעשות גיאותרמית אופקית, אם כי, אז אולי יש יתרון כלשהו.
Lex
2012-10-22 17:34:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

תשובות טובות לכולן; ונראה שהנושא המרכזי מסתכם בכלכלה ... עם נושאים טכניים כמו שיקולי רכוש וזכויות ... אולי אולי אפילו נוסיף להם סיכונים כמו פגיעת צינורות (דליקים ואחרים), צינורות וכאלה, או הפרת הקלות.

ברמה הבסיסית ביותר נראה כי חילופי כדור הארץ מוטמעים בעלות יתרון בעלות תועלת נמוכה אם בכלל על פני מערכות חילופי אוויר חופשי שכבר נעשה שימוש במספרים גדולים. גם לאלה יש יתרון של חיים ארוכים - במובן שהמערכות נשחקות ומוחלפות או משוקמות (ללא צורך או דאגה בחפירה; או התיישנות ממשק).

זהו היבט חד פעמי גם הפועל ליתרון של יישומים קונבנציונליים של שאיבת חום. נקודת המבט של הזמן של כל מערכות HVAC הביתיות היא חיים שלמים (בהם בדרך כלל יחולו שדרוגים של מערכת אחת או שתיים עד כמה מערכות. מערכות טבולות קרקע, לעומת זאת, מקבלות יותר את אופי השימוש במצב של תפוסה רב-דורית. אכלוס (במיוחד למגורים) המשתרע על פני, למשל, מאה שנים, חורג תמיד מתחום תכנון השימוש בקרקע: ככל הנראה מערכות AC מתוכננות רק לעמוד באופקי זמן קצרים ומציאותיים יותר של תכנון. לא נועד לשימוש הדורות "העתידיים".



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...