El aire acondicionado y la calefacción son los principales consumidores de energía en los edificios estadounidenses: comerciales, residenciales e industriales. He tenido curiosidad por un tiempo sobre por qué no es más común usar la temperatura prácticamente constante de 50-60 * F de la tierra a solo un metro debajo de la superficie para arrancar nuestras necesidades de calefacción y refrigeración.
Más información sobre bombas de calor geotérmicas
Según tengo entendido, el "bucle de tierra" es costoso de excavar, pero dura décadas. Y una vez que el sistema está en su lugar, es 40-70% más eficiente que el HVAC tradicional en un solo hogar.
Lo que realmente me pregunto es: ¿por qué los municipios no proporcionan bucles geotérmicos de tierra como lo hacen las alcantarillas y las tuberías de agua? Podrían y deberían estar juntos. Aprovechar el ciclo tendría una tarifa de servicio mensual, pero solo para el mantenimiento, no para el consumo (a diferencia del uso del agua).
fuente
Respuestas:
La tecnología es relativamente joven y no es tan conocida por los consumidores como los métodos tradicionales de calefacción y refrigeración. Los costos iniciales de un sistema geotérmico también son más altos, y hay menos compañías con el conocimiento y las herramientas para instalar los sistemas.
En los EE. UU., La mayoría de las viviendas no son construidas por los propietarios, sino que son construidas por empresas de desarrollo que compran grandes extensiones de tierra y construyen la mayor cantidad posible de viviendas con el menor costo posible. Cuando construyen estas casas, la mayoría de los productos que utilizan son de "grado de contratista" (es decir, baratos), de modo que las empresas pueden obtener el máximo beneficio. Debido a esto, los constructores generalmente no elegirán un sistema geotérmico en lugar de un sistema HVAC más común si el costo del sistema geotérmico es mayor.
En cuanto a los municipios que controlan un sistema geotérmico, nuevamente esto se reduce a dólares y centavos. Si estuviera construyendo una nueva ciudad desde cero, esto podría tener sentido, pero adaptar un sistema como este costaría miles de millones de dólares.
Con suerte, a medida que avanza el movimiento "verde", las fuentes de energía geotérmica y otras fuentes de energía "alternativas" se volverán más populares. Y a medida que se vuelvan más populares, se volverán más baratos, y cuanto más baratos sean, más atractivos serán para los propietarios y constructores de viviendas promedio.
fuente
Para la segunda parte de la respuesta, creo que el problema general es la naturaleza de un 'bucle': cuanto más avanza, más probable es que se produzca un cambio, o algún tipo de problema, y cuando suceda, tomará Múltiples hogares, y requieren un trabajo extenso para descubrir dónde está el problema / fuga / lo que sea.
La otra cuestión es una simple cuestión de cuáles son las responsabilidades de los municipios. Ahora, puedo decir esto, ya que soy comisionado de la ciudad y, por lo tanto, un funcionario municipal electo. Creo que esto está completamente fuera del alcance de nuestra carta municipal. Lo más parecido en lo que puedo pensar es que hubo un desarrollo en el que querían poner un estanque seco para el almacenamiento de agua para hacer frente a posibles problemas de inundación, y nuestra ciudad (antes de ser elegido) acordó pagar parte del costo de su conexión con el sistema de alcantarillado pluvial (que es administrado por una entidad más grande, en la escala del condado, no de la ciudad). La razón era que no queríamos la molestia de un estanque seco mal mantenido.
En ese caso, la empresa de agua local llenar de estar tratando con el hecho mantenimiento a largo plazo, no del municipio ... y me tienen ninguna idea de lo que sería todos los problemas de mantenimiento de un bucle de tierra a largo plazo. pero sé que no es algo con lo que estaría dispuesto a involucrar a nuestra ciudad en el corto plazo. (personalmente, sí, estaría dispuesto a hacerlo en mi propia casa, incluso con el comentario sobre una casa que explotó; pero no creo que sea del mejor interés para la ciudad involucrarse ... si un nuevo desarrollo quería hacer algo, y que lo gestionara una asociación de propietarios, está bien)
actualización : Bien, bien ... no te importan las razones políticas ... así que aquí están mis pensamientos desde una perspectiva de ingeniería:
La electricidad, las aguas residuales y el agua se benefician de una ubicación de procesamiento central, en lugar de una solución más pequeña de tamaño individual, suponiendo que haya suficiente densidad de los lugares a los que se transmite (utilizando tecnología reciente; es posible que pueda cambiar en el futuro para la producción eléctrica). En algunos casos (séptico), limita la densidad del edificio si tiene que proporcionarlo en el sitio, por lo que es beneficioso moverlo completamente fuera del sitio. En el caso de las bombas de calor geotérmicas, realmente necesita el contacto con el suelo para el intercambio de calor, y a menos que esté transportando el agua a una profundidad suficiente, tendrá pérdidas de transmisión significativas.
Si una ciudad / condado / estado se involucrara, sería mejor no tratar de construir un gran bucle de tierra e intentar mantenerlo, sino contratar para perforar a sus residentes y negocios, o incluir tal experiencia y equipo necesario en su presupuesto, y hacerlo internamente. (pero luego tenemos problemas con si el gobierno lo está haciendo o si está haciendo una oferta competitiva, pero se supone que esta no es la respuesta política)
fuente
Además de la reducción de costos de los desarrolladores, en un área (ciudad) densamente poblada, puede que no haya suficiente terreno para extraer calor sin congelarlo a menos que vaya mucho hacia abajo, es decir. poner el aro en un pozo.
O, alternativamente, si se calienta lo suficiente en el verano, podría ayudar el verter calor en el suelo durante el invierno al ejecutarlo en modo de enfriamiento en el interior.
El fallecido profesor David MacKay hizo algunos cálculos sobre esto en la página 301-305 en su libro gratuito.
EDITAR: Si bien esto no responde a su pregunta directamente, también agregaría que para elevaciones de temperatura más pequeñas (temperatura externa de 0C-20C), las bombas de calor de aire a aire (CA inversa) pueden ser más eficientes para la calefacción de espacios que cualquier otra cosa. saber con coeficientes (estacionales) de rendimiento (COP) de 5-6 y SCOP de más de 4.
fuente
Es cierto que son conjeturas ...
La razón por la que no es más popular es que es muy nuevo en comparación con la edad promedio de la mayoría de las casas. La mayoría de las casas tienen sistemas de calefacción / refrigeración existentes y es más fácil mantenerlos / actualizarlos que cambiar a geotérmicos.
En cuanto al nuevo desarrollo, al menos en los EE. UU., La tendencia ha sido maximizar los pies cuadrados y escatimar en todo lo demás. No es una buena tendencia.
También es probable que haya un aspecto de geología ... si estás en un lecho rocoso poco profundo, solo puedes extenderte horizontalmente, lo que no es viable en áreas urbanas.
En cuanto al aspecto del municipio, supongo que es una cuestión de distancia. El fluido de calentamiento / enfriamiento tendría que ser transportado a través de grandes distancias, perdiendo gran parte de su eficiencia.
fuente
Buenas respuestas a todos; y el tema central parece reducirse a la economía ... con una serie de cuestiones técnicas como consideraciones de propiedad y derechos ... quizás a las que incluso podríamos agregar riesgos tales como tuberías de impacto (inflamables y de otro tipo), conductos y demás, o violando las servidumbres.
En el nivel más fundamental, parecería que el intercambio integrado en la tierra ofrece poca o ninguna ventaja de costo-beneficio sobre los sistemas de intercambio de aire libre ya utilizados en grandes cantidades. Esos también tienen la ventaja de una larga vida útil, en el sentido de que los sistemas se desgastan y son reemplazados o rehabilitados (sin necesidad o preocupación por la excavación; u obsolescencia de la interfaz).
Es ese aspecto de disposición también el que funciona en beneficio de las aplicaciones convencionales de bombeo de calor. La perspectiva del tiempo de la mayoría de los sistemas de HVAC de los hogares es de una vida (en la cual, por lo general, se realizarán una o dos actualizaciones del sistema. Sin embargo, los sistemas empotrados en el suelo adquieren más el carácter de uso en una situación de ocupación multigeneracional. (especialmente residencial) que abarca, por ejemplo, cien años, invariablemente va más allá del alcance de la planificación del uso de la tierra: los sistemas de CA tienen más probabilidades de estar diseñados solo para cumplir con horizontes de tiempo de planificación más cortos y realistas En consecuencia, los sistemas de HVAC para viviendas de una sola unidad son no diseñado para la utilización de "generaciones futuras".
fuente