Frage:
Warum sind Erdwärmepumpen nicht häufiger?
Matt Chambers
2011-07-09 19:05:20 UTC
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Klimaanlagen und Heizungen sind wichtige Energieverbraucher in amerikanischen Gebäuden - gewerblich, privat und industriell. Ich war eine Weile neugierig, warum es nicht üblicher ist, die praktisch konstante Temperatur der Erde von 50 bis 60 ° F nur einen Meter unter der Oberfläche zu verwenden, um unseren Heiz- und Kühlbedarf zu steigern.

Weitere Informationen zu Erdwärmepumpen

Nach meinem Verständnis ist die "Erdschleife" teuer zu graben, hält aber Jahrzehnte. Und sobald das System installiert ist, ist es 40-70% effizienter als herkömmliche HLK-Anlagen für einen einzelnen Haushalt.

Ich frage mich wirklich: Warum bieten Kommunen keine geothermischen Erdschleifen an, wie sie es tun? Abwasser- und Wasserleitungen? Sie könnten und sollten zusammengelegt werden. Das Abhören der Schleife würde eine monatliche Servicegebühr verursachen, jedoch nur für die Wartung, nicht für den Verbrauch (im Gegensatz zum Wasserverbrauch).

Die Frage, warum sie bei Einzelpersonen nicht beliebter sind, ist interessant, aber die folgende Frage, warum Kommunen den Dienst nicht anbieten, könnte hier vom Thema abweichen.
Stellen Sie sich den Unterschied zwischen kommunalem Abwasser und jedem Gebäude in einer Stadt mit einem eigenen Klärgrubensystem vor. Ich frage mich nur, ob es technische Gründe gibt, warum der kommunale Ansatz für die HLK nicht funktioniert. Die politischen sind definitiv nicht zum Thema.
$$$$. Die Kosten für die Installation eines Systems, wie Sie es in einer bestehenden Stadt erwähnen, wären weitaus höher, als die meisten Unternehmen / Städte überhaupt in Betracht ziehen würden. Und wenn sie die Milliarden von Dollar dafür ausgegeben hätten, müssten sie die Bewohner davon überzeugen, umzusteigen und damit zu beginnen. Der ROI würde so weit in der Zukunft liegen, vielleicht würden Ihre Enkel ihn sehen, wenn sie Glück hätten.
@Matt: Willkommen bei DIY StackExchange. Diese Seite ist für spezifische Fragen zum Bau und zur Instandhaltung eines Hauses gedacht. Sie ist nicht der Ort für eine politische / wirtschaftliche Debatte. Wenn Sie eine spezielle Frage zur Installation oder Reparatur eines geothermischen Systems haben, können Sie diese gerne stellen. Wenn Sie jedoch nur eine Diskussion beginnen möchten, ist dies nicht der richtige Ort dafür. Bitte lesen Sie die [FAQ] (http://diy.stackexchange.com/faq) und sehen Sie sich einige der Fragen an, die von anderen Benutzern gestellt wurden, um eine Vorstellung davon zu bekommen, welche Arten von Fragen hier "Zum Thema" sind. Nochmals herzlich willkommen bei DIY.StackExchange.
Wirtschaftliche Debatte? Wäre es nicht thematisch zu fragen, welche Art von System für mein Haus am effizientesten wäre? Das muss der Vorläufer jeder Arbeit sein, egal ob Heimwerker oder Profi.
@Matt: Effizienz und Kosten; während miteinander verbunden, sind nicht die gleichen. Effizienz befasst sich mit dem Energieverbrauch; Dies kann zu niedrigeren Betriebskosten führen, die Kosten wirken sich jedoch nicht auf die Effizienz aus. Die Frage in ihrer aktuellen Form ist subjektiv und kann nicht einfach beantwortet werden. Daher ist es keine gute Frage für * diese * Seite. ** Dies ist eine Frage- und Antwortseite, kein Forum. ** Wir begrüßen klare Fragen mit klaren Antworten, keine Themen, die eine ausführliche Diskussion erfordern.
Fünf antworten:
Tester101
2011-07-09 20:25:12 UTC
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Die Technologie ist relativ jung und den Verbrauchern nicht so bekannt wie herkömmliche Heiz- und Kühlmethoden. Die Vorabkosten eines geothermischen Systems sind ebenfalls höher, und es gibt weniger Unternehmen, die über das Wissen und die Werkzeuge zur Installation der Systeme verfügen.

In den USA werden die meisten Häuser nicht von den Hausbesitzern gebaut, sondern von Entwicklungsunternehmen, die große Grundstücke kaufen und so viele Häuser wie möglich billig bauen. Wenn sie diese Häuser bauen, sind die meisten Produkte, die sie verwenden, "Auftragnehmerqualität" (was "billig" bedeutet), damit die Unternehmen den maximalen Gewinn erzielen können. Aus diesem Grund wählen die Bauherren in der Regel kein geothermisches System gegenüber einem gängigeren HLK-System, wenn die Kosten für das geothermische System höher sind und Cent. Wenn Sie eine neue Stadt von Grund auf bauen würden, wäre dies möglicherweise sinnvoll, aber die Nachrüstung eines solchen Systems würde Milliarden von Dollar kosten.

Hoffentlich werden geothermische und andere "alternative" Energiequellen mit fortschreitender "grüner" Bewegung immer beliebter. Und wenn sie populärer werden, werden sie billiger und je billiger sie werden, desto attraktiver werden sie für durchschnittliche Hausbesitzer und Hausbauer.

Natürlich schlage ich nicht vor, bestehende Vororte oder Vororte nur deswegen auf Geothermie umzustellen. Aber warum sollte ein Entwickler einer neuen Unterteilung nicht alle Häuser mit einer gemeinsamen geothermischen Schleife planen? Das wäre sicherlich billiger als eine separate Klimaanlage in jedem Haus. Niedrigere Kosten für das Haus und langfristige Wartung sind eine Win-Win-Situation. Es müsste allerdings einen Hausbesitzerverband geben, um die Schleife aufrechtzuerhalten. Ich denke, es gibt entweder ein technisches Problem beim Teilen einer Schleife oder ... Entwickler sind zu konservativ oder nicht zu klug?
@Matt: das Problem ist die Verantwortung. Wer ist für die Schleife verantwortlich? Wer zahlt, wenn es kaputt geht, um es zu reparieren? Tatsache ist, niemand will diese Last. Auch Sie möchten es nicht, da Sie versuchen, die Installationskosten auf die Entwickler und die Wartungskosten auf andere zu übertragen. In den meisten Fällen ist es derzeit einfach nicht [wirtschaftlich rentabel] (http://www.youtube.com/watch?v=UX4b_rhT0nU).
Dafür ist der Hausbesitzerverband da. Es wäre erforderlich, wenn es sich um eine private Schleife handeln würde. Wenn es sich jedoch um ein kommunales System handeln würde, würde es ebenso wie Abwasser und Wasser durch Grundsteuern und die oben genannten Wartungsgebühren bezahlt. Ich denke, es wäre viel GÜNSTIGER als Wasser und Abwasser.
Die Installationskosten für Geothermie sind in der Regel 2-10x höher als bei einer herkömmlichen Luftwärmepumpe (10-20% der Gesamtkosten des Hauses). Der Versuch, eine Entwicklung mit Geothermie aufzubauen, würde wahrscheinlich die Gewinnspanne der meisten Immobilienentwickler beeinträchtigen.
Joe
2011-07-11 19:20:37 UTC
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Für den zweiten Teil der Antwort glaube ich, dass das allgemeine Problem die Natur einer „Schleife“ ist - je weiter es geht, desto wahrscheinlicher ist es, dass es sich verschiebt oder ein Problem auftritt, und wenn es passiert, passiert es Ich werde mehrere Häuser herausnehmen und umfangreiche Arbeiten erfordern, um herauszufinden, wo das Problem / Leck / was auch immer liegt.

Das andere Problem ist eine einfache Frage, welche Zuständigkeiten die Kommunen haben. Jetzt kann ich das sagen, da ich ein Stadtkommissar und damit ein gewählter Gemeindebeamter bin - ich denke, das liegt völlig außerhalb des Rahmens unserer Gemeindecharta. Das Nächste, woran ich denken kann, ist, dass es eine Entwicklung gab, in der sie einen trockenen Teich zur Wasserspeicherung anlegen wollten, um mögliche Überschwemmungsprobleme zu lösen, und unsere Stadt (bevor ich gewählt wurde) stimmte zu, einen Teil der Kosten von zu tragen ihre Verbindung zum Regenwasserkanalsystem (das von einer größeren Einheit im Maßstab des Landkreises und nicht der Stadt betrieben wird). Der Grund war, dass wir nicht die Belästigung eines nicht ordnungsgemäß gepflegten Trockenteichs wollten.

In diesem Fall würde sich die örtliche Wasserversorgung um die langfristige Wartung kümmern, nicht um die Gemeinde ... und Ich habe keine Ahnung, was all die Probleme bei der langfristigen Aufrechterhaltung einer Erdschleife sein würden. Aber ich weiß, dass ich nicht bereit wäre, unsere Stadt bald dazu zu bewegen. (persönlich, ja, ich wäre bereit, es meinem eigenen Haus anzutun, selbst wenn der Kommentar über ein explodierendes Haus vorliegt; aber ich denke nicht, dass es im besten Interesse der Stadt ist, sich darauf einzulassen ... wenn Eine neue Entwicklung wollte etwas tun und hat es von einem Hausbesitzerverband verwalten lassen, das ist in Ordnung.

Update : Gut, gut ... Sie interessieren sich nicht für das Politische Gründe ... also hier sind meine Gedanken aus technischer Sicht:

Strom, Abwasser und Wasser profitieren von einem zentralen Verarbeitungsort und nicht von einer kleineren Lösung mit individueller Größe, vorausgesetzt, die Dichte der Orte, an die übertragen wird, ist ausreichend (mithilfe der neuesten Technologie; es ist möglich, dass sich dies in Zukunft für die Stromerzeugung ändert). In einigen Fällen (septisch) wird die Gebäudedichte begrenzt, wenn Sie sie vor Ort bereitstellen müssen. Daher ist es von Vorteil, sie vollständig vom Standort zu entfernen. Bei Erdwärmepumpen benötigen Sie tatsächlich den Bodenkontakt für den Wärmeaustausch, und wenn Sie das Wasser nicht in ausreichender Tiefe transportieren, treten erhebliche Übertragungsverluste auf.

Wenn sich eine Stadt / ein Landkreis / ein Bundesstaat engagieren würde, wäre es besser, wenn sie nicht versuchen würden, eine große Bodenschleife zu bauen und diese zu warten, sondern stattdessen entweder Bohrarbeiten durchführen ihre Bewohner und Unternehmen oder die Aufnahme von Fachwissen und Ausrüstung, die in ihrem Budget erforderlich sind, und dies intern. (Aber dann geraten wir in Probleme damit, ob die Regierung dies tut oder wettbewerbsfähig bietet, aber dies sollte nicht die politische Antwort sein.)

Politik ist sicherlich der wahrscheinliche Grund, warum dies nicht öfter gemacht wird. Es gibt jedoch Beispiele für kommunale Heiz- / Kühlsysteme, insbesondere in Ballungsräumen. Zum Beispiel hat St. Paul, MN, ein kommunales Heiz- / Kühlsystem, das an jedes Gebäude in der Innenstadt angeschlossen ist, das daran teilnehmen möchte.
@Joe: Ich habe das falsche Wort gewählt. Ersetzen Sie "kommunal" durch "Stadt / Landkreis / U-Bahn / Landesregierung". Stellen Sie sich das im Grunde genommen als eine Dienstleistung wie Abwasser und Wasser vor (beide sind gleichermaßen anfällig für die gleichen Probleme eines großen Kreislaufs und beide sind für unseren Lebensstil wichtiger als Heizen / Kühlen). Und ich werde wiederholen, dass es die technischen Herausforderungen einer großen Schleife / eines großen Systems sind, über die ich mich wundere, nicht die politischen.
-1
nsandersen
2017-01-07 23:56:03 UTC
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Abgesehen von den Kosteneinsparungen durch die Entwickler gibt es in einem dicht besiedelten Gebiet (Stadt) möglicherweise nicht genügend Boden, um Wärme zu entziehen, ohne sie einzufrieren, es sei denn, Sie gehen weit nach unten, d. h. Stecken Sie die Schlaufe in ein Bohrloch.

Oder alternativ, wenn es im Sommer heiß genug wird, könnte es hilfreich sein, Wärme für den Winter in den Boden zu leiten, indem man es im Kühlmodus laufen lässt.

Der verstorbene Professor David MacKay tat es Einige Berechnungen zu diesem auf Seite 301-305 in seinem kostenlosen Buch.

BEARBEITEN: Obwohl dies Ihre Frage nicht direkt beantwortet, würde ich dies auch für kleinere Temperaturerhöhungen hinzufügen ( 0C-20C Außentemperatur), Luft-Luft-Wärmepumpen (Umkehrwechselstrom) können für die Raumheizung effizienter gemacht werden als alles andere, was ich mit (saisonalen) Leistungskoeffizienten (COPs) von 5-6 und SCOPs über 4 kenne.

Das ist ein ordentliches Kapitel. Ich hatte nicht einmal daran gedacht, dass es möglicherweise nicht genügend Energiespeicher im Boden gibt, um Erdwärmepumpen für alle darüber lebenden Menschen zu verwenden. Aber seine Wahl der Zahlen in mindestens einem Fall ist zweifelhaft: Er bezieht nicht konditionierten Raum in die Bevölkerungsdichte ein. Hier ist der [durchschnittlich konditionierte Raum pro Person, organisiert nach Ländern] (http://shrinkthatfootprint.com/wp-content/uploads/2013/04/Percapita.gif). 77m ^ 2 pro Person für die USA. Das ist die Hälfte der Zahl (160 m ^ 2), die er für einen englischen Vorort verwendet hat, und nach diesen Daten sind es 33 m ^ 2 pro Person in England.
Aber diese ganze Berechnung scheint ein wenig anders zu sein. Anstelle der rohen Bevölkerungsdichte muss wahrscheinlich das "Volumen des konditionierten Raums" pro m ^ 2 Boden berücksichtigt werden. Mit einem riesigen Wolkenkratzer voller Menschen gibt es viel klimatisierten Platz für relativ wenig Bodenfläche.
OK, die Berechnung auf der Grundlage der durchschnittlichen Garten- / Hofgröße pro Person in einer Stadt kann nützlicher sein, um zu entscheiden, wie viel Wärme gewonnen werden kann. Dies hängt wiederum davon ab, wie weit Sie gehen. Obwohl er es nicht direkt in Zahlen sagt, sagt er: "... in Städten mit höherer Bevölkerungsdichte sind Erdwärmepumpen wahrscheinlich nicht lebensfähig."
DA01
2011-07-11 21:29:55 UTC
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Dies sind zugegebenermaßen Vermutungen ...

Der Grund, warum es nicht beliebter ist, ist, dass es im Vergleich zum Durchschnittsalter der meisten Häuser sehr neu ist. In den meisten Häusern sind Heiz- / Kühlsysteme vorhanden, und es ist einfacher, diese zu warten / aufzurüsten, als auf Geothermie umzusteigen.

Bei Neuentwicklungen ging zumindest in den USA der Trend dahin, die Fläche zu maximieren und auf alles andere verzichten. Kein guter Trend.

Es gibt wahrscheinlich auch einen geologischen Aspekt ... Wenn Sie sich auf einem eher flachen Grundgestein befinden, können Sie sich nur horizontal ausbreiten, was in städtischen Gebieten nicht möglich ist.

Was den Aspekt der Gemeinde betrifft, ist es meiner Meinung nach eine Frage der Entfernung. Das Heiz- / Kühlfluid müsste über große Entfernungen transportiert werden, was einen großen Teil seiner Effizienz verliert.

Große Entfernungen machen das System effizient - es geht darum, die Flüssigkeit wieder auf Bodentemperatur zu bringen, damit das Haus sinken oder Wärme zu / von ihm ziehen kann. Ich würde vermuten, dass das System seriell arbeiten könnte. Zwischen Haus A und B mit Wasser, das von A nach B fließt, würde es genügend Rohre geben, um die Bodentemperatur wieder aufzunehmen. Und so weiter von B nach C. Ich denke, es ist sogar möglich, eine horizontale Schleife zu machen, indem man von der Seite gräbt, aber es ist wahrscheinlich genauso teuer, wenn nicht teurer als vertikales Bohren.
Guter Punkt. Obwohl ich nicht weiß, was Sie von Serien über Einzelpersonen gewinnen würden. Sie können Geothermie jedoch horizontal durchführen, sodass es dort möglicherweise einen Vorteil gibt.
Lex
2012-10-22 17:34:51 UTC
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Gute Antworten alle; und das zentrale Thema scheint sich auf die Wirtschaft zu beschränken ... mit ein paar technischen Fragen wie Eigentumsüberlegungen und Rechten ... zu denen wir vielleicht sogar Risiken hinzufügen könnten, wie z. B. das Anschlagen von Pipelines (brennbar und anderweitig), Leitungen und dergleichen oder Dienstbarkeiten verletzen.

Auf der grundlegendsten Ebene scheint der in die Erde eingebettete Austausch kaum einen Kosten-Nutzen-Vorteil gegenüber Freiluftaustauschsystemen zu bieten, die bereits in großer Zahl eingesetzt werden. Auch diese haben den Vorteil einer langen Lebensdauer - in dem Sinne, dass Systeme abgenutzt sind und ersetzt oder rehabilitiert werden (ohne Notwendigkeit oder Sorge um Ausgrabungen oder Veralterung der Grenzfläche).

Es ist auch dieser Einwegaspekt, der zum Vorteil herkömmlicher Anwendungen des Wärmepumpens wirkt. Die Zeitperspektive der meisten HLK-Systeme im Haushalt ist eine Lebensdauer (in der Regel werden ein oder zwei bis einige wenige System-Upgrades durchgeführt. Bodengebundene Systeme nehmen jedoch in einer Situation mit mehrgenerationaler Belegung mehr den Charakter der Verwendung an Die (insbesondere Wohn-) Belegung, die sich beispielsweise über hundert Jahre erstreckt, geht ausnahmslos über den Bereich der Flächennutzungsplanung hinaus: Wechselstromsysteme werden höchstwahrscheinlich nur für kürzere, realistischere Planungszeithorizonte ausgelegt. Dementsprechend sind es HLK-Systeme für Einzelwohneinheiten nicht für die Nutzung durch "zukünftige" Generationen ausgelegt.



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