لماذا لا تكون المضخات الحرارية الأرضية أكثر شيوعًا؟

7

تعد أجهزة التكييف والتدفئة المستهلك الرئيسي للطاقة في المباني الأمريكية - التجارية والسكنية والصناعية. لقد كنت أشعر بالفضول لبعض الوقت لسبب أنه ليس من الشائع استخدام درجة حرارة ثابتة تقريبًا تبلغ 50-60 * درجة فهرنهايت للأرض على بُعد متر واحد فقط من السطح لإشباع احتياجات التدفئة والتبريد.

مزيد من المعلومات حول مضخات الحرارة الجوفية

كما أفهمها ، فإن "الحلقة الأرضية" مكلفة في الحفر ولكنها تستمر لعقود. وبمجرد أن يكون النظام في مكانه ، يكون أكثر كفاءة بنسبة 40 إلى 70٪ من أنظمة التدفئة والتهوية والتكييف التقليدية على أساس فردي واحد.

ما أتساءل عنه حقاً هو: لماذا لا تقدم البلديات حلقات أرضية جوفية مثلما تفعل مياه المجاري وأنابيب المياه؟ يمكن ويجب أن توضع معا. سيكون للدخول في الحلقة بعض رسوم الخدمة الشهرية ولكن فقط للصيانة ، وليس للاستهلاك (على عكس استخدام المياه).

    
مجموعة Matt Chambers 09.07.2011 / 16:05

5 إجابة

11

تعد التكنولوجيا شابة نسبياً ، وليست معروفة جيداً للمستهلكين كوسائل التدفئة والتبريد التقليدية. كما أن التكاليف الأولية لنظام الطاقة الحرارية الأرضية هي أيضا أعلى ، وهناك عدد أقل من الشركات حولها مع المعرفة والأدوات اللازمة لتثبيت الأنظمة.

لا يتم بناء معظم المنازل في الولايات المتحدة من قبل مالكي المنازل ، حيث يتم بناؤها من قبل شركات التطوير التي تشتري قطع كبيرة من الأراضي وتبني العديد من المنازل بأسعار رخيصة عليها. عندما يقومون ببناء هذه المنازل ، فإن معظم المنتجات التي يستخدمونها هي "درجة المقاول" (بمعنى الرخيص) ، بحيث تتمكن الشركات من تحقيق أقصى ربح. وبسبب هذا ، لن يختار القائمون بالبناء عادة نظامًا حراريًا جغرافيًا على نظام HVAC أكثر شيوعًا إذا كانت تكلفة نظام الطاقة الحرارية الأرضية أعلى.

أما بالنسبة للبلديات التي تتحكم في نظام الطاقة الحرارية الأرضية ، فإن ذلك يعود إلى الدولارات والسنتات. إذا كنت تقوم ببناء مدينة جديدة من الألف إلى الياء ، فقد يكون ذلك منطقياً ، لكن إعادة تهيئة نظام كهذا سيكلف مليارات الدولارات.

من المأمول أن تسير حركة "الأخضر" ، وأن تصبح مصادر الطاقة الحرارية الأرضية وغيرها من مصادر الطاقة البديلة أكثر شعبية. وعندما تصبح أكثر شعبية سوف تصبح أرخص ، والأرخص التي يحصلون عليها أكثر جاذبية سوف ينظرون إلى أصحاب المنازل العاديين وبناة المنازل.

    
الجواب معين 09.07.2011 / 17:25
5

بالنسبة للجزء الثاني من الإجابة ، أعتقد أن المشكلة العامة هي طبيعة "الحلقة" - كلما زادت المسافة ، كلما ازدادت قابلية التحول ، أو نوعًا ما من المشكلة ، وعندما يحدث ذلك ، سوف تخرج منازل متعددة ، وتتطلب عملًا مكثفًا لمعرفة أين توجد مشكلة / تسرب / أيا كان.

القضية الأخرى هي مسألة بسيطة حول مسؤوليات البلديات. الآن ، يمكنني أن أقول هذا بصفتي مفوض مدينة ، وبالتالي مسؤول بلدي منتخب - أعتقد أن هذا خارج نطاق ميثاقنا البلدي بالكامل. أقرب ما يمكن أن أفكر به هو أنه كان هناك تطور حيث أرادوا وضعه في بركة جافة لتخزين المياه للتعامل مع قضايا الفيضانات المحتملة ، ووافقت مدينتنا (قبل أن يتم انتخابي) على تقديم جزء من تكلفة وصلتهم إلى نظام المجاري العاصفة (التي تديرها كيان أكبر ، على نطاق المحافظة ، وليس المدينة). كان السبب ، أننا لا نريد إزعاج بركة الجافة التي تم الحفاظ عليها بشكل غير صحيح.

في هذه الحالة ، تتعامل شركة المياه المحلية مع الصيانة على المدى الطويل ، وليس البلدية ... ولدي لا فكرة عما يمكن أن تكون عليه جميع مشكلات الحفاظ على الأرض حلقة طويلة الأجل. لكنني أعلم أنه ليس شيئًا سأكون مستعدًا لإشراك مدينتنا في أي وقت قريب. (شخصيا ، نعم ، سأكون على استعداد للقيام بذلك في بيتي ، حتى مع التعليق على منزل ينفجر ؛ لكنني لا أعتقد أنه من مصلحة المدينة أن تتدخل ... إذا أراد تطوير جديد أن يفعل شيئًا ، وتديره رابطة صاحب المنزل ، فلا بأس)

تحديث : جيد ، جيد ... أنت لا تهتم بالأسباب السياسية ... لذا إليك أفكاري من مهندس هندسي:

تستفيد الكهرباء والصرف الصحي والمياه من موقع المعالجة المركزي ، بدلاً من الحلول الأصغر حجمًا ، بافتراض وجود كثافة كافية للأماكن التي تنتقل إلى (باستخدام التكنولوجيا الحديثة ، ومن الممكن أن تتغير في المستقبل للإنتاج الكهربائي). في بعض الحالات (الإنتقالية) ، فإنه يحد من بناء الكثافة إذا كان عليك توفيرها في الموقع ، لذلك هناك فائدة من تحريكها خارج الموقع بالكامل. في حالة مضخات الحرارة الجوفية ، تحتاج إلى جهة الاتصال الأرضية لتبادل الحرارة ، وما لم تكن تقوم بنقل الماء بعمق كافٍ ، سيكون لديك خسائر انتقال ملحوظة.

إذا كانت المدينة / المقاطعة / الولاية على وشك الانخراط ، فسيكون من الأفضل عدم محاولة بناء حلقة أرضية كبيرة ومحاولة الحفاظ عليها ، ولكن بدلاً من ذلك إما التعاقد من أجل الحفر المقيمين والشركات ، أو بما في ذلك هذه الخبرة والمعدات اللازمة في ميزانيتهم ، والقيام بذلك داخليا. (ولكن بعد ذلك نصل إلى مشكلات في حالة قيام الحكومة بذلك ، أو تقديم عروض تنافسية ، لكن هذا ليس من المفترض أن يكون الجواب السياسي)

    
الجواب معين 11.07.2011 / 16:20
2

بصرف النظر عن خفض تكاليف المطورين ، في منطقة مكتظة بالسكان (المدينة) ، قد لا يكون هناك ما يكفي من الأرض لاستخراج الحرارة من دون تجميدها ، إلا إذا ذهبت إلى أسفل ، أي. وضع حلقة في حفرة البئر.

أو بدلاً من ذلك ، إذا كان الجو حارًا بما فيه الكفاية في الصيف ، يمكن أن يساعد التخلص من الحرارة في الأرض خلال فصل الشتاء عن طريق تشغيلها في وضع التبريد بالداخل.

أجرى الأستاذ الراحل ديفيد ماكي بعض الحسابات على في الصفحة 301-305 في كتابه المجاني.

تعديل: في حين أن هذا لا يجيب على سؤالك مباشرة ، وأود أن أضيف أنه بالنسبة لرفع درجة الحرارة أصغر (درجة الحرارة الخارجية 0C-20C) ، يمكن جعل مضخات الهواء إلى الهواء (AC عكس) أكثر كفاءة لتدفئة الفضاء أي شيء آخر أعرفه مع معاملات (موسمية) من العروض (COPs) من 5-6 و SCOPs على 4.

    
الجواب معين 07.01.2017 / 18:56
1

من المفترض أنها تخمينات ...

السبب في أنه ليس أكثر شعبية هو أنه جديد جدًا مقارنةً بمتوسط عمر معظم المنازل. تحتوي معظم المنازل على أنظمة التدفئة / التبريد الموجودة في مكانها ، ومن الأسهل الحفاظ على / تحديثها بدلاً من التبديل إلى استخدام الطاقة الحرارية الأرضية.

أما بالنسبة للتطوير الجديد ، على الأقل في الولايات المتحدة ، فقد كان الاتجاه هو زيادة حجم الصور المربعة والخيوط على أي شيء آخر. ليس الاتجاه الجيد.

من المحتمل أيضًا أن يكون هناك جانب جيولوجي ... إذا كنت تستخدم قاعدة صخرية ضحلة ، يمكنك فقط الانتشار أفقيًا ، وهو أمر غير قابل للتطبيق في المناطق الحضرية.

أما بالنسبة إلى الناحية البلدية ، فإن تخميني هو أنها مسألة مسافة. وسيتعين نقل سائل التدفئة / التبريد عبر مسافات كبيرة يفقد الكثير من كفاءته.

    
الجواب معين 11.07.2011 / 18:29
1

إجابات جيدة للجميع ؛ ويبدو أن الموضوع الرئيسي يتلخص في الاقتصاد ... مع القليل من القضايا التقنية مثل اعتبارات الملكية والحقوق ... ربما نضيف إليها بعض المخاطر مثل خطوط الأنابيب المبتذلة (القابلة للاشتعال وغير ذلك) والممرات وما إلى ذلك ، أو انتهاك حقوق الارتفاق.

على المستوى الأساسي ، يبدو أن التبادل المترابط في الأرض لا يقدم إلا القليل من الفوائد مقابل التكلفة مقابل أنظمة تبادل الهواء المستخدمة بالفعل بأعداد كبيرة. وهؤلاء أيضاً يتمتعون بميزة الحياة الطويلة - بمعنى أن الأنظمة تلبس ويتم استبدالها أو إعادة تأهيلها (دون حاجة أو قلق بشأن الحفر ، أو تقادم الواجهة).

إنه جانب التصرف الذي يعمل أيضًا لصالح التطبيقات التقليدية لضخ الحرارة. إن المنظور الزمني لمعظم أنظمة HVAC المنزلية هو عمر واحد (عادة ما يحدث واحد أو اثنين إلى عدد قليل من تحديثات النظام. ومع ذلك ، فإن الأنظمة الأرضية المتطفلة تأخذ المزيد من خصائص الاستخدام في حالة الإشغال متعدد الأجيال. (لا سيما السكنية) التي تمتد ، على سبيل المثال ، مائة عام تتعدى بشكل مستقل عن نطاق تخطيط استخدام الأراضي: من الأرجح أن تكون أنظمة تكييف الهواء مصممة فقط لتلبية آفاق زمنية أقصر وأكثر واقعية للتخطيط وفقا لذلك ، أنظمة HVAC لإسكان الوحدة الواحدة غير مصممة لاستخدام "الأجيال القادمة".

    
الجواب معين 22.10.2012 / 14:34