Геозонд по принципу термосифона (тепловой трубки)

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Это точно... я считал примерно по 50ватт...
а ТТ имхо проще пока на гараж-через внешник... будет + халявный держать (и трубу 1\2 загнать
всегда можно в маленькую скважину загнать).
Зы: себе думаю в следующем годе сделать... из потребителей только карлсон на 35 ватт.

 

Неее - летом будет холодно=конденсат. Для машины и не только поплохеет. С активными элементами - овчинка выделки не стоит. В промышленных масштабах-может быть .

 

@Gaunt, тепловая труба работает в одном направлении ... и фрикулинга с неё
поиметь не удастся.

 

Производители компьютерных кулеров с вами несогласны

 

@Gaunt, А Вы сами то прикинте _рен к носу... и как он (зонд тт) сможет охлаждать...

 

Согласен, размеры не те .

 

Тут физика однако против... работает только в одну сторону.
имхо: хотя тепловую трубу со счетов снимать рановато...

 

ТТ (тепловая трубка) бывает различных конструкций и отличается от ТС (Термосифон) тем, что оборудована системой распределения рабочего тела в жидкой фазе по всей длине. Наиболее часто для этого используется капиллярный эффект. Внутрь ТТ помещается мелкая металлическая сетка, жидкость вдоль которой распространяется благодаря силам поверхностного натяжения. Они для различны для различных веществ, это приходится учитывать. Ну и да, - сложно переносить желаемое количество жидкости на большие расстояния.
Чтобы зонд начал работать как TT с достаточной эффективностью предлагаю перекачивать рабочее тело наверх к испарителю насосом. Производительность оцениваю порядка литр/мин. Или найти малогабаритный и погрузить ко дну зонда или, если длина зонда порядка 20 метров (если больше, -не уверен), - то можно оставить насос наверху (жидкость он поднять сможет).

 

Про капиляры даж не смотрю... Под наши нужды слабоваты.

 

Для СО2 удельная теплота парообразования при 10 град. С около 200 Дж/грамм. Литр в минуту это 4 кВт мощности. Добавив доп теплообменник с тёплым полом или фэнкойлами можно получить и "фрикулинг" чисто за производительность насоса. И в обратном режиме в скважину можно затолкнуть куда больше энергии в единицу времени. Дельта на нагрев почти не ограничена. Ну только если перегреть СО2 до 31 градуса. Выше этой температуры он не конденсируется. Короче до 100-150 Вт/м погонный скважины где-то.
Только ставить насос на всасывание можно будет если жидкая фаза заполняет почти всю трубу, что довольно дороговато выйдет и убьёт производительность тепловой трубки. Вода (у которой очень высокая сила поверхностного натяжения) разрывает столб где-то на 12 метрах, а СО2 я думаю и на того меньшей. На значительных глубинах придётся использовать глубинный насос.
Хотя... Система выйдет замкнутой и подпор с обратной стороны может компенсировать нагрузку на жидкостный столб... Тут нужно либо хорошо знать гидравлику, либо поставить эксперимент. Всё не однозначно.

 

Толковые замечания. Спасибо.
Идея не провальная и можно продолжить проработку
1. Столб воды 12 метров при атмосферном давлении... К СО2 я не привязывался (в мыслях был пропан). Исходил из относительно высоких рабочих давлений, что существенно должно увеличить величину столба жидкости, учитывая малую плотность. Тут подумалось о другом препятствии (см. п. 4).
2. литр/минуту - обозначен порядок требуемой производительности, вроде-бы правдоподобно.
3. По поводу заполнения всей трубки жидкой фазой, - согласен. Тут решаемо, - подобрать диаметр трубки минимально необходимый. Еще датчик уровня жидкой фазы нужен как защита от сухого хода.
4. А вот если жидкая фаза по пути наверх решит закипеть, - это проблема. Поэтому думаю что остается только вариант с применением погружного насоса. Он должен быть малогабаритным, небольшой производительности. "Глубинным" я бы его не назвал, - плотность обсуждаемых тут рабочих тел (пропан, изобутан, СО2...) много меньше плотности воды. Плюс высокие давления газа.
5. По поводу количества рабочего тела в системе, - если его будет слишком мало (даже в режиме ТС), - оно все будет испаряться не доходя до дна. Расчет необходимого количества рабочего тела для меня вопрос открытый (думаю что можно отталкиваться от объема "пленки" жидкости на погонном метре стенки ТС + некая константа)
6. По поводу "пленки жидкости" внутри вертикального зонда, который представляет из себя просто трубу. Жидкая фаза, стекая вниз, во-первых будет стекать каплями, не смачивая всю площадь поверхности ТС. Во-вторых,- соприкасаясь со стенками ТС будет нагреваться, испаряться (возможно вскипать). В результате жидкость будет отлетать от стенок. Скорость потока газа в центре восходящего потока максимальна, там будет создана область пониженного давления (следствие закона Бернулли) отлетевшая от стенок капля будет затянута в центр. Теплосъем должен быть нарушен. Какой-то "импульсный режим" получается. Где ошибка в рассуждениях?
Или необходимо придумывать внутреннюю конструкцию, реализующую надежный контакт жидкой фазы рабочего тела со стенками ТС?
Или перевести жидкую фазу в сверхтекучее состояние. Тогда ТС превратиться в ТТ, и потребность в насосе отпадет сама собой

 

Всем привет! Не могу понять какой смысл загонять тепло в землю?
-использовать землю как теплоаккумулятор? не думаю что можно намного поднять среднюю температуру земли, также как и переохладить сильно не получиться
-увеличить мощность ТС или сор ТН, на много не увеличишь, покрайней мере не окупиться вложения, только усложниться конструкция и уменьшиться надёжность и как следствие ресурс
На мой взгляд достаточно ТС соединёный напрямую с ТН и от ТН напрямую тёплый пол на фреоне. Это не поднимет мощность ТС (пусть будет 50 вт/м не больше) зато это поднимет сор ТН и соответственно общий кпд системы. проще говоря будем меньше расходовать электроэнергии, и меньше за него платить.

 

Тут народ в грунтовый коллектор медь не хочет, а Вы собираетесь ее в ТП, ТП из меди запаритесь балансировать, это не кран в коллекторе подкрутить, ну и куча других "мелочей"

 

Здравствуйте Александр. Несколько вопросов:
1. Как Вы оцените общую надежность такой системы?
2. Сколько рабочего тела должна содержать в себе такая система? Фреон ядовит. Что будет если произойдет разгерметизация контура внутри дома?
3. Как Вы планируете равномерно распределять жидкую фазу рабочего тела по вертикальным зондам? (четыре капилляра + 4ре трубки, подведенных к вертикальным зондам?) А достаточно ли будет сечения капилляров для отвода жидкой фазы? А если выбрать бо'льшее сечение, не возникнет ли неравномерность подачи жидкой фазы между капиллярами (в два попадет капля жидкости, в остальные газ)? В любом случае система распределения рабочего тела между несколькими вертикальными зондами являет собой точку отказа.
4. Каким способом конденсированная жидкая фаза рабочего тела будет извлекаться из теплого пола? Фреон же в теплом полу должен конденсироваться?
5. Какое рабочее давление должно быть в трубах теплого пола? (для это r407 порядка 12 Атм)
6. Какой порядок величин "общая длина" и "диаметр" трубок теплого пола? Из какого, думаете, материала должны быть трубки теплого пола?

В процессе ответов на вопросы может родиться несколько экзотических (может и нет) идей, к примеру:
- применить конденсатор в виде гребенки наклонных трубок (реализация ТС),
- применить игольчатый поплавковый клапан для извлечения жидкой фазы из зоны высокого давления
- рассмотреть различные вещества в качестве рабочего тела
...
Считаю тему в разрезе реализации малоперспективной (не вижу рабочего тела, подходящего по вопросам безопасности, материалоемкости системы) ну и общую надежность радикально не повысить.
Но как зарядка для ума...
Интересно было бы услышать что это уже реализовано и поставлено на поток, а я все сомневаюсь
ПыСы: По поводу земли как теплоаккумулятора. В Сети описана проблема невосполнения отобранной за отопительный сезон тепловой энергии из области залегания вертикального зонда к следующему отопительному сезону. Говорят что средняя температура уменьшается существенно от года в год в течении лет пяти и только потом выходит на "режим". Понятно что это уже совсем другой режим относительно первого года эксплуатации. Такие дела. Поэтому подогреть грунт летом, - дело полезное.