Coses dolentes sobre les bombes de calor geotèrmiques

Les bombes de calor geotèrmiques són una de les tecnologies verdes capaces de resoldre el problema de l’escalfament global reduint les emissions de carboni. Però, com la majoria d’altres fonts renovables, aquesta font d’energia presenta una marca pròpia de problemes. Les persones que desitgin utilitzar aquesta tecnologia haurien de tenir-ne una bona comprensió per evitar costos innecessaris i ajudar a prevenir impactes ambientals negatius.

Bombes de calor geotèrmiques

Les bombes de calor geotèrmiques (GHP), també anomenades geointercanvis, funcionen intercanviant calor amb el sòl a profunditats inferiors a uns pocs peus, on les temperatures són aproximadament constants durant tot l'any.

signa que un home taure t'agrada

Articles relacionats

Dades sobre l'energia solar
Go Green Pictures
Com es pot fer verd el meu negoci per estalviar diners?

Energy.gov explica els tipus de GHPs que s’utilitzen a la llar i a les empreses.

El sistema de bucle tancat té tres tipus al seu interior. Són horitzontals, verticals i terrestres. Utilitzen aigua barrejada amb un anticongelant que circula per canonades tancades per intercanviar calor amb el terra o l’aigua. Un intercanviador de calor per sobre del terra transmet calor entre els seus refrigerants i la solució anticongelant als bucles tancats.
Els sistemes d’intercanvi directe de calor utilitzen refrigerants directament als bucles tancats subterranis per intercanviar calor i no tenen l’intercanviador de calor intermediari.
Els sistemes de llaç obert extreuen contínuament aigua de fonts externes com pous o llacs per a l’intercanvi de calor i la retornen com a descàrrega.

Un informe de la Universitat d'Oregon (p. 6) a la Conferència Mundial de Geotèrmia del 2015, s’estima que hi ha 1,4 milions de GHP als EUA, d’aquest 90% són sistemes de llaç tancat i només el 10% són sistemes de llaç obert.

Problemes genèrics

Tot i que hi ha diversos avantatges en les bombes de calor geotèrmiques, també hi ha molts inconvenients. Alguns són genèrics i altres són problemes específics del sistema.

Cost inicial

Tothom accepta que el cost inicial d 'instal lació d' un GHP és elevat i difícil de calcular , ja que depèn de la mida de la casa / edifici, la bomba, el sòl, el clima i el camp del bucle. És important un contractista experimentat per garantir la correcta instal·lació.

Estimacions de l'empresa privada Energy Homes per a una casa de 2.500 metres quadrats, es demostra que un sistema de bucle vertical de 6 tones costa 34.000 dòlars, un bucle horitzontal de 5 tones per a calefacció i refrigeració radiant costa 29.500 dòlars i un bucle horitzontal de 5 tones combinat amb calefacció solar costa 47.500 dòlars.

Energy Homes desglossa la qüestió dels costos , dient: 'Això suposa aproximadament el doble del cost d'un sistema convencional de calefacció, refrigeració i aigua calenta, però els sistemes de calefacció / refrigeració geotèrmics poden reduir les factures de serveis públics entre un 40% i un 60%'.

Manca de professionals qualificats

La tecnologia GHP és complexa i requereix coneixement de diversos aspectes. El Unió de científics preocupats assenyala que molts instal·ladors de calefacció i refrigeració 'no estan familiaritzats amb la tecnologia', cosa que al seu torn dificulta la seva difusió i manteniment. També és difícil trobar contractistes qualificats capaços d’instal·lar sistemes de GHP en determinades regions del país, cosa que augmenta encara més el cost d’un sistema de calefacció geotèrmica.

No és un projecte de bricolatge

El Departament d'Energia dels EUA desaconsella el tractament de GHP com a projecte de bricolatge. Aquesta tecnologia requereix coneixements especialitzats en moltes àrees. Per decidir el sistema més adequat Per a una llar o un negoci és necessari un examen exhaustiu de factors com la geologia, la hidrologia, la disponibilitat del sòl, els requisits de calefacció i refrigeració i altres dispositius importants per estalviar energia a la casa. No és possible que tothom calculi la mida òptima del camp de bucle o de la bomba necessaris per treure el màxim partit a aquest sistema.

com netejar les reixes de la cuina amb vinagre

Ús d'electricitat

L’electricitat és necessària per fer funcionar el compressor de calor en sistemes de llaç tancat i per bombar aigua tot l’any en sistemes de llaç obert, de manera que es produeix un GHP. no completament neutre en carboni.

Problemes del sistema de bucle tancat

Els sistemes de llaç tancat comparteixen desavantatges comuns com l’impacte dels sòls sobre l’eficiència i la presència d’anticongelants. Problemes de bucles relacionats amb l’orientació horitzontal o vertical, també hi són presents, com també ho són els sistemes d’intercanvi directe de calor i sistemes d’estanys.

Tipus de sòl

Calor emmagatzematge i transferència és millor en sòls pesats com l’argila o la roca. Els sòls sorrencs no poden emmagatzemar ni transferir molta calor, de manera que són necessaris camps de bucle més grans. La disminució de la humitat del sòl per sota del '12,5% té un impacte devastador en el rendiment dels estats de les bombes de calor un estudi del 2014 publicat a Energies (pàg. 3), mentre que l’augment de la humitat del sòl per sobre del 25% millora la transferència de calor. Per tant, els sòls secs no són adequats sobretot en sistemes d’intercanvi directe de calor.

Anticongelant

Els sistemes de llaç tancat utilitzen aigua amb anticongelant per a l’intercanvi de calor. Models antics utilitzats metanol que s’evapora ràpidament i és tòxic per a les persones i els animals, de manera que ara està prohibit a moltes parts dels Estats Units. L’etanol no és tan tòxic com el metanol, però és car. Preocupacions que Glicol etilè la possibilitat de filtrar i contaminar fonts d’aigua subterrània ha provocat la prohibició d’aquest tipus d’anticongelants per a l’ús en sistemes geotèrmics en molts estats. Salmorra (clorur de calci) és una bona opció, però és corrosiva, de manera que necessita canonades de cuproníquel. El propilenglicol no té efectes adversos sobre les persones ni el medi ambient.

Mentre l’aigua barrejada amb l’anticongelant circuli pels bucles tancats no hi ha influència ambiental. Tanmateix, fins i tot les petites fuites poden ser perilloses, per la qual cosa és millor que s’adhereixin a tipus de anticongelants amb salmorra o propilenglicol.

Sistema Horitzontal

El Butlletí de notícies tècniques troba que el sistema horitzontal requereix 1.500-3.000 peus quadrats de terra per cada tona de calefacció o refrigeració.

Gran superfície necessària - Aquest terreny és adequat més tard només per fer jardineria, però no per ampliar la construcció d’habitatges o d’altres edificis. Aquests sistemes no són adequats per adaptar-se, ja que és possible que no hi hagi prou espai disponible.
Diferències de temperatura - A poca profunditat de 3 a 6 peus, pot haver-hi diferències de temperatura a causa de la temporada, la profunditat de l'enterrament i les precipitacions que afectin l'eficiència, tot i que limitar la profunditat redueix el cost de l'excavació del sòl, que és la part més cara de la instal·lació d'un bucle tancat sistema.
Problemes del sòl - Els sòls rocosos o poc profunds no són adequats per a aquests sistemes, en aquest cas són necessaris sistemes verticals.

Sistema vertical

Aquest és el sistema més eficient, ja que els llaços en forma d’U fan una profunditat de 150 a 450 peus al sòl, assenyala el Butlletí de Notícies Tècniques. Altres qüestions inclouen:

Despeses - Els bucles en forma d’U i la seva profunditat els converteixen en el més car de tots els sistemes GHS.
Instal·lació especialitzada i equips necessaris - A més, la perforació a aquestes profunditats necessita perforadores qualificades i equips especials no disponibles a tot arreu.

Sistema d’intercanvi directe de calor (DX)

El DX utilitza canonades de coure farcides de refrigerants enterrats de 4 a 6 peus sota terra. Aquest sistema és el més antic de tots els models GHP i té més impacte ambiental.

quins són tots els noms dels rens de Santa

La corrosió de les canonades de coure és freqüent en sòls àcids, de manera que el DX no és adequat per a aquests sòls, explica un membre de Fòrum Geo Exchange . Per evitar-ho, s’hauran de recollir mostres de sòl a la profunditat que s’instal·larà per comprovar si hi ha altes concentracions d’àcids, clorurs, sulfurs d’hidrogen, sulfats o amoníac, cosa que fa que la fase de planificació sigui cara. S'utilitza coure en lloc de PVC, ja que és un millor conductor de calor.
Els refrigerants són el principal problema ambiental amb DX. Fins i tot petites esquerdes podrien alliberar-les i conduir a l’escalfament global. Els models anteriors utilitzaven clorofluorocarburs (CFC) i hidroclorofluorons (HCFC). El Protocol de Montreal ha prohibit el seu ús ja que danyaven la capa d’ozó. Els seus substituts fluorocarburs (FC) i hidrofluorocarburs (HFC) poden causar escalfament global i estan prohibits per la Convenció del Protocol de Kyoto sobre el canvi climàtic. El 2016, el Agència de Protecció del Medi Ambient (EPA) va emetre recomanacions destinades a eliminar aquests productes químics i els va catalogar com a inacceptables. EPA tampoc recomana R410A l’últim refrigerant popular, ja que també provoca emissions d’efecte hivernacle.
Els experts en Green Building afirmen que és il·legal vessar els refrigerants contaminants per intenció o accident.

El 2001, científics de la Universitat d'Oregon (pàg. 2) va declarar els sistemes DX un risc mediambiental i no els recomana. Segons Energy.gov, està prohibit en algunes parts dels Estats Units a causa de restriccions ambientals locals.

Sistemes de llaç tancat d'estanys

Els sistemes de llaç tancat també poden utilitzar cossos d’aigua per intercanviar calor. Tot i això, també tenen alguns problemes.

Les aigües poc profundes presenten variacions de les temperatures i hi ha probabilitats que les canonades es puguin danyar a les fonts d’aigua públiques, segons el Butlletí de Notícies Tècniques.
Segons Energy.gov, només són útils els estanys amb una profunditat i una quantitat mínima d’aigua necessàries. Haureu de trobar un lloc de construcció amb les condicions adequades per utilitzar aquesta opció.

Problemes del sistema Open Loop

Els sistemes oberts extreuen aigua d’un pou o aigües poc profundes com llacs i estanys. Com es va assenyalar, no s’utilitzen amb tanta freqüència als Estats Units, però la gent encara hauria de ser conscient dels seus possibles desavantatges.

Es pot produir un flux d’aigua inadequat si el pou excavat per al bucle no és prou profund o a causa de la retirada excessiva de l’aqüífer, segons un Programa d'Energia de la Universitat Estatal de Washington estudi (pàg. 5). La sedimentació obstrueix els filtres en absència d’aigua suficient. An Geotèrmia d'Idaho L'informe va assenyalar que la demanda estacional d'usos alternatius com els aspersors a l'estiu pot afectar les quantitats d'aigua disponibles per a la bomba de calor.
Qualitat de l'aigua no és el mateix a tot arreu i durant tot l'any. Les deixalles als llacs són un problema. L'escalat a causa dels dipòsits de calç de l'aigua pesada necessita un tractament amb productes químics per eliminar-los.
El creixement biològic, en particular els bacteris, és difícil d’eliminar un cop establert sense l’ús de productes químics, segons el Programa d’Energia de la Universitat Estatal de Washington (p. 5).
L'informe geotèrmic d'Idaho aconsella trobar un lloc adequat per a la descàrrega abans d'instal·lar el sistema d'aigües subterrànies de bucle obert. Els sòls sorrencs poden absorbir fàcilment les descàrregues, però si el sòl és dur, un trepant addicional per descarregar pot duplicar el cost de la perforació, fent-la tan cara com un sistema de llaç tancat. Quan s’obté aigua dels llacs, l’abocament s’alimenta de nou.
Totes les restriccions locals relatives a la descàrrega també s'han de complir segons Energy.gov.
Els costos operatius són elevats, segons l'estudi del Programa d'Energia de la Universitat Estatal de Washington (p. 5), ja que les bombes han de funcionar tot l'any per fer entrar i sortir l'aigua del sistema. El seu manteniment també és un problema important.
En cas de pous, cal tenir en compte les restriccions ambientals i aquàtiques locals, ja que l’aigua disponible pot ser limitada segons el Butlletí de Notícies Tècniques.
Pous de columna dempeus que bomben aigua d’un pot d’aqüífer baixar el nivell freàtic.

Hi ha un costat brillant?

Tot i que pot semblar que les bombes de calor geotèrmiques són difícils i costoses, el sistema té molts avantatges. Governs i organitzacions sense ànim de lucre mediambientals com Greenpeace i Union of Concerned Scientists promouen l’energia geotèrmica. Com que el rendiment de les bombes de calor geotèrmiques està relacionat amb molts factors ambientals, no és una tecnologia plug and play. Quan es considera un sistema geotèrmic, analitzar els detalls individuals dels edificis i de la zona per triar el sistema adequat, juntament amb una planificació i instal·lació adequades, són passos necessaris per gaudir al màxim d’aquesta tecnologia.