Sistema de rede a vapor

O sistema de vapor de Manhattan

• Desde 1882, Manhattan fornece vapor às casas e empresas dos cidadãos. Ele é usado em hotéis, restaurantes, hospitais, museus e muitos outros lugares, além de aquecer ambientes e água em prédios icônicos de Manhattan e em apartamentos comuns.
• O vapor funciona como um serviço público, assim como eletricidade, esgoto e água: é produzido de forma centralizada, medido e entregue a residências e empresas por meio de uma rede de tubulações com 105 milhas de extensão.
• Atualmente, o sistema de vapor de Manhattan aquece um total de 180 milhões de pés quadrados, incluindo espaços residenciais, comerciais e industriais, o que representa mais de 3/4 de toda a área residencial de Manhattan.

Uma breve história do aquecimento

• O aquecimento responde por metade do consumo final de energia dos usuários no mundo, sendo usado principalmente em aplicações residenciais e industriais.
• Antes do aquecimento central moderno, aquecer ambientes era ineficiente, incômodo e às vezes mortal. Lareiras tradicionais são muito ineficientes, exigem abastecimento de combustível e geram muitos poluentes prejudiciais à saúde.
• Por causa dos problemas de eficiência e poluição, os sistemas de aquecimento central foram redescobertos e aprimorados, e a invenção do radiador no fim do século XIX representou um grande avanço no aquecimento doméstico moderno.

O crescimento de Manhattan no século XIX

• De 1850 a 1900, a população de Nova York cresceu rapidamente, e Manhattan passou a ter uma densidade populacional extremamente alta.
• A superlotação causou problemas morais e de saúde pública, o que levou à introdução de leis para enfrentá-los.
• Para permitir o crescimento da cidade, houve duas grandes inovações que aumentaram a altura dos edifícios: o elevador e a estrutura metálica de aço.

A New York Steam Company

• Nova York adotou o aquecimento distrital, invenção de Birdsill Holly, aquecendo vários edifícios com uma única caldeira para reduzir o risco de incêndio e centralizar a logística do aquecimento.
• Em 1882, a New York Steam Company obteve receita de 200 mil dólares em seu primeiro ano, e o sistema centralizado trouxe grandes benefícios ao planejamento urbano e à saúde pública.

O sistema moderno de vapor de Nova York

• Hoje, a rede, pertencente à Consolidated Edison (ConEd), opera instalações de produção de vapor em Manhattan e no Queens, além de comprar vapor adicional de uma usina no Brooklyn.
• O sistema tem capacidade de 11,5 milhões de libras de vapor por hora e, no inverno, consome um volume de água equivalente a duas piscinas olímpicas.
• O vapor é distribuído por grandes tubulações, e cada edifício se conecta à rede por meio da instalação de uma válvula de serviço.

Aquecimento distrital no século XXI

• O vapor era uma escolha lógica como meio de transferência de calor no início do século XX, mas hoje a água é preferida. Ela oferece maior eficiência, e temperaturas e pressões mais baixas aumentam a segurança.
• Sistemas baseados em água podem ser integrados com facilidade a várias fontes de energia renovável e têm potencial para usar o sistema de aquecimento urbano como uma bateria.

Onde o aquecimento distrital faz sentido

• O aquecimento distrital exige alta densidade de demanda térmica e é usado principalmente em conjuntos habitacionais, distritos centrais de negócios, complexos governamentais e campi.
• Embora o custo inicial de capital seja alto, com apoio de políticas públicas e incentivos financeiros o aquecimento distrital pode prosperar.

O sistema de vapor da cidade de Nova York é uma parte icônica da história e da vida cotidiana da cidade, além de ser um sistema exportado e aprimorado em todo o mundo. É provável que as cidades do futuro sejam aquecidas e resfriadas por sistemas distritais que bombeiam água por tubulações altamente isoladas, em vez de centenas de milhas de canos de vapor.

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• O artigo estima a eficiência total em 60%, incluindo também os custos de manutenção dos geradores de vapor e da rede de tubulações

  • Sistemas de transmissão elétrica oferecem cerca de 85% de eficiência ao consumidor, e radiadores elétricos resistivos têm 100% de eficiência
  • Fico me perguntando se há algum motivo para usar sistemas a vapor em construções novas

• Em 1962, uma jazida de antracito em Centralia, Pensilvânia, começou a pegar fogo e continua queimando até hoje

  • É impressionante que uma mina subterrânea esteja queimando há mais de 60 anos
  • As fotos relacionadas no Google são interessantes de ver

• Os nova-iorquinos gostam de colocar coisas em tubos

  • Não só água, esgoto e gás, mas também vapor
  • Em Roosevelt Island, colocam lixo e vácuo em tubos
  • Antigamente, também colocavam correspondência em tubos, e até pessoas
  • Há algo de freudiano nisso, talvez valha conversar com um terapeuta

• Seattle e a Universidade de Washington também têm sistemas a vapor

  • É surpreendente que isso ainda faça sentido economicamente

• Fico curioso sobre quão comuns são os sistemas de aquecimento distrital

  • Em Montpelier, Vermont, usam um fogão a lenha para fornecer vapor a um pequeno centro urbano

• Artigo muito interessante; moro em Nova York, mas não conhecia essa história

  • A parte de “encurta a vida em cerca de 18 minutos” foi engraçada
  • Como diria George Carlin: “mas são os últimos 18 minutos”

• O aspecto mais interessante de um sistema de distribuição de vapor é que ele também pode ser usado para resfriamento

  • É possível resfriar usando compressores de vapor ou refrigeração por adsorção
  • A ConEd realmente usou isso em Nova York ou estudou a opção

• Nos filmes, o vapor nas ruas escuras parecia uma estética incrível dos anos 80

  • Passava a sensação de ‘estar num canto escuro da cidade onde ninguém pode ouvir você’

• Lareiras tradicionais são muito ineficientes: usam 300 pés cúbicos de ar por minuto para a combustão e mandam até 85% pela chaminé

  • Fico me perguntando para onde vão os 45 pés cúbicos restantes
  • Será que entram no quarto e sufocam as pessoas?

• Livro relacionado: "The Lost Art of Steam Heating" de Dan Holohan (2017)

  • Argumenta que a falta de compreensão sobre a manutenção de sistemas de aquecimento a vapor levou a reformas caras e ineficientes