Почему геотермальные тепловые насосы не так распространены?

Помимо того, что разработчики экономят на всём, в густонаселённом районе (городе) может не хватить грунта для извлечения тепла без его замораживания, если только вы не спуститесь глубоко под землю, то есть не поместите контур в скважину.

Или, в качестве альтернативы, если летом достаточно жарко, можно отводить тепло в землю зимой, включив кондиционер в режиме охлаждения.

Покойный профессор Дэвид Маккей провёл некоторые расчёты на страницах 301–305 своей бесплатной книги

РЕДАКТИРОВАТЬ: хотя это и не отвечает напрямую на ваш вопрос, я бы также добавил, что при небольшом перепаде температур (от 0 до 20 °C на улице) тепловые насосы «воздух-воздух» (реверсивные кондиционеры) могут быть более эффективными для обогрева помещений, чем любые другие известные мне устройства, с (сезонным) коэффициентом производительности (COP) 5–6 и SCOP более 4.

Все ответы хороши, а главная тема, похоже, сводится к экономике... с примесью технических вопросов, таких как вопросы собственности и прав... возможно, к этому можно добавить такие риски, как столкновение с трубопроводами (горючими и другими), кабелями и т. д. или нарушение сервитутов.

На самом фундаментальном уровне может показаться, что заглублённые в землю системы обмена практически не имеют преимуществ с точки зрения затрат и выгод по сравнению с системами обмена на открытом воздухе, которые уже широко используются. У них тоже есть преимущество — долгий срок службы, в том смысле, что системы изнашиваются и заменяются или восстанавливаются (без необходимости или беспокойства по поводу земляных работ или устаревания интерфейса).

Именно этот аспект одноразовости является преимуществом традиционных систем теплового насоса. Срок службы большинства бытовых систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха составляет один жизненный цикл (в течение которого, как правило, происходит одна или две модернизации системы. Однако системы, встраиваемые в грунт, рассчитаны на использование несколькими поколениями. Дело в том, что (особенно в жилых помещениях) срок эксплуатации, скажем, в сто лет, неизменно выходит за рамки планирования землепользования: системы кондиционирования, скорее всего, будут спроектированы с учётом более коротких и реалистичных сроков планирования. Соответственно, системы отопления, вентиляции и кондиционирования для частных домов не рассчитаны на использование «будущими» поколениями.

Это, конечно, всего лишь предположения...

Причина, по которой эта технология не так популярна, заключается в том, что она появилась совсем недавно по сравнению со средним возрастом большинства домов. В большинстве домов уже есть системы отопления/охлаждения, и их проще обслуживать/модернизировать, чем переходить на геотермальную энергию.

Что касается нового строительства, то, по крайней мере в США, наблюдается тенденция к максимальному увеличению площади и экономии на всём остальном. Не лучшая тенденция.

Вероятно, есть и геологический аспект... если вы находитесь на относительно неглубоком скальном основании, то можете распространяться только горизонтально, что невозможно в городских условиях.

Что касается муниципального аспекта, я предполагаю, что проблема в расстоянии. Теплоноситель/охлаждающую жидкость придётся транспортировать на большие расстояния, что значительно снизит эффективность.

Что касается второй части ответа, я считаю, что общая проблема заключается в природе «петли»: чем дальше она уходит, тем выше вероятность смещения или возникновения какой-либо другой проблемы, и когда это происходит, она затрагивает несколько домов и требует масштабной работы, чтобы выяснить, в чём проблема / утечка / что бы это ни было.

Другой вопрос заключается в том, каковы обязанности муниципалитетов. Я могу сказать это как член городского совета, то есть как выборное должностное лицо муниципалитета. Я считаю, что это полностью выходит за рамки нашего муниципального устава. Самое близкое к этому, что я могу вспомнить, — это проект, в рамках которого хотели построить сухой пруд для хранения воды, чтобы справиться с возможными проблемами, связанными с наводнениями. Наш город (до того, как меня избрали) согласился взять на себя часть расходов по подключению к системе ливневой канализации (которая находится в ведении более крупной организации, в масштабах округа, а не города). Причина была в том, что мы не хотели, чтобы сухой пруд доставлял неудобства из-за ненадлежащего ухода за ним.

В таком случае долгосрочным обслуживанием будет заниматься местная компания водоснабжения, а не муниципалитет... и я не представляю, с какими проблемами можно столкнуться при долгосрочном обслуживании наземного контура. но я знаю, что в ближайшее время я бы не стал привлекать к этому наш город. (Лично я, да, был бы не против сделать это в своём доме, даже несмотря на комментарий о том, что дом может взорваться. Но я не думаю, что городу стоит вмешиваться в... если новый застройщик хочет что-то сделать и поручить это ассоциации домовладельцев, то это нормально)

обновление : Ладно, ладно... тебя не волнуют политические причины... так что вот мои мысли с инженерной точки зрения:

Электричество, канализация и водоснабжение выигрывают от централизованной обработки данных, а не от небольших индивидуальных решений, при условии, что места, в которые передаются данные, расположены достаточно плотно (с использованием современных технологий; возможно, в будущем ситуация с производством электроэнергии изменится). В некоторых случаях (канализация) это ограничивает плотность застройки, если вам приходится обеспечивать её на месте, поэтому есть смысл перенести её за пределы участка. В случае с геотермальными тепловыми насосами вам действительно необходим контакт с грунтом для теплообмена, и если вы не транспортируете воду на достаточной глубине, то столкнётесь со значительными потерями при передаче.

Если бы город/округ/штат или что-то ещё вмешалось в ситуацию, им было бы лучше не пытаться построить большую наземную антенную решётку и обслуживать её, а вместо этого либо нанять буровую компанию для своих жителей и предприятий, либо включить в бюджет расходы на специалистов и оборудование, необходимые для выполнения этой работы собственными силами. (но тогда мы столкнёмся с вопросом о том, должно ли правительство заниматься этим или проводить конкурентные торги, но это не должно быть политическим решением)

Эта технология относительно новая и не так хорошо известна потребителям, как традиционные методы отопления и охлаждения. Первоначальные затраты на геотермальную систему также выше, и существует не так много компаний, обладающих знаниями и инструментами для установки таких систем.

В США большинство домов строятся не их владельцами, а девелоперскими компаниями, которые покупают большие участки земли и строят на них как можно больше домов по минимальной цене. При строительстве таких домов используется большинство материалов «для подрядчиков» (то есть дешёвых), чтобы компании могли получить максимальную прибыль. Из-за этого строители обычно не выбирают геотермальную систему вместо более распространённой системы отопления, вентиляции и кондиционирования, если стоимость геотермальной системы выше.

Что касается муниципалитетов, контролирующих геотермальную систему, то здесь снова всё упирается в доллары и центы. Если бы вы строили новый город с нуля, это имело бы смысл, но модернизация такой системы обошлась бы в миллиарды долларов.

Будем надеяться, что по мере развития «зелёного» движения геотермальная и другие «альтернативные» источники энергии станут более популярными. А чем популярнее они будут становиться, тем дешевле будут обходиться, и тем привлекательнее они будут казаться обычным домовладельцам и строителям.