Геозонд по принципу термосифона (тепловой трубки)

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Потому что у них киловатт*час стоит полгейро.

 

Кто-нибудь может подсказать, в чем проблема использования медной трубы под амиак ?

 

Медь, латунь с амиаком не совместимы. Амиак их разрушает.

 

С алюминием дружит ?

 

Данные по ссылке говорят что дружит http://www.xiron.ru/content/view/355/28/

По другим данным. аммиак разрушает цветные металлы медь, латунь и т. ч. алюминий только в присутствии воды. Но точно сказать не могу.
Тиамо у нас химик, может подскажет.

 

Там, в замкнутой трубе, ещё одна засада - если начнется реакция с выделением газа, то этот газ уже не конденсируется ...и собирается в оголовке.
Аммиак интересен своей способностью к переносу тепла. Во внутренний диаметр 8-10мм можно упаковать 200-300вт тепла. Если бы амиак дружил с медью, это для наших целей, была бы идеальная связка.
Нашел пару книг, попробую разобраться

 

С нержой точно дружит.

 

Идея заключается в "магистрали", которая проходит по оголовкам термосифонов.
С медью видится довольно просто: "телескоп" из 5/16, 3/8,1/2 и 5/8.
Оголовок - максимум метр трубы 5/8, слегка приплюснутая и стянутая с "магистралью" медной проволокой. Достаточно соблюсти небольшой уклон для стекания сконденсированного носителя.
С алюминием и нержавейкой значительно сложнее. Может оно и будет интересно, при снятии нескольких квт со скважины, но это уже другая история.
Применение амиака позволяет использовать трубы очень малого диаметра - 10-12мм.
Если увеличивать диаметр, то и необходимость в аммиаке отпадает, появляется масса вариантов.
Мне трудно представить, с какой скоростью при помощи обычного перфоратора и т. д. можно набить неглубоких отверстий в земле ...

С медью идеально вода ...

 

По поводу малого диаметра зонда есть нюанс:

Rгр=ln (4h/d)/2πλгр,
Согласно: http://www.rosteplo.ru/w/Тепловой_расчет_тепловых_сетей:Термическое_сопротивление_грунта
Где:
h - глубина залегания оси трубы
d - диаметр трубы
λгр - теплопроводность грунта

Для примера:
Теплопроводность грунта 1,5
Глубина залегания 2
Опорная температура 5
Температура теплоносителя на входе -5
Тепловой поток P (Вт)=(t1-t2)/Rгр

Диаметр трубы (м) R грунта Тепловой поток P (Вт)
0,012 _ _ _ _ _ _ _0,690_ _ _ _ _14,495
0,032 _ _ _ _ _ _ _0,586_ _ _ _ _ 17,069
0,04 _ _ _ _ _ _ _ _0,562_ _ _ _ _17,788

Т. е. имеем 15% уменьшение мощности снимаемой с погонного метра зонда при прочих равных.

По поводу перфоратора, - набивал перфоратором штыри для контура заземления арматурой d10 Перфоратором не шибко шли. Использовал груз 8кг с отверстием (продевал в арматуру, бил по закрепленной на ней струбцине). Больше 3,5 метров забить не получалось в песке. Как только начинался пласт глины, - все.
Как забивать медную трубу не представляю. Думаю она деформируется на первом же метре.

P. S Алюминий в земле корродировать не будет?

 

Это абсолютно неинтересно. Ибо конкурент - ДХ зонд из двух труб, что дороже в два раза.
Конкурент - коаксиал из ПНД32-40. Ценник на материал божеский, но нужно приплюсовать спирт, насос и ПТО.

Америка с диаметром трубы и локальными потерями мне известна. Для диаметров 10-40мм это 10-30вт на метр ...если предполагать, что дальше 40мм температура уже не падает. Но это не так.
Равновесная температура одиночного зонда будет равна площадь виртуального цилиндра описанного вокруг зонда * теплопроводность по поверхности этого зонда.
Т. е. для 30вт с погонного метра зонда диаметр цилиндра 30/2 (Теплопроводность грунта)/3.14 (Пи)=5метров. Отсюда растут рекомендации разноса соседних зондов на 3м.
Теперь проанализируем наши 12мм (тепловая трубка), 12*2 (ДХ), 40мм - коаксиал ...и 5м ...
О чем разговор ?
Да, бОльший диаметр и разнесенные в пределах диаметра бурения ДХ вверх-вниз трубы ...несколько улучшат показатели в цикличном режиме. Только и всего.

Вчера проглотил пару материалов. В принципе, алюминий и аммиак дружат, но последний должен быть очень чистым. Недостижимо чистым для кустарного производства.
Дальше идет нержавейка, уже в два-четыре раза большего диаметра и бензол. Сделать вполне реально, но недешево и не технологично.
Варианты с медью есть, но под фреон внутренний диаметр должен быть минимум 16-20мм под 200-300вт. Тут уже стоимость трубы зашкаливает ...но ещё сравнима с ДХ. Перспективно бутан, 32 газ. Опять же, участок чисто испарителя можно сделать из трубы меньшего диаметра. Скажем 5 нижних, заполненных фреоном метра 3/8, верхние 3м 5/8 или 3/4. Пока это единственная, понятная как сделать "от и до" конструкция. Причем мне интересна "подвальная" реализация, ибо неизбежно присутствующий бестолковый участок между "испарителем" и "конденсатором" термосифона можно просто утеплить, тем самым отвести зону заморозки от фундамента. Опять же - оголовки доступны в подвале.

Суть подбора достаточно проста - чисто газовая скорость в термосифоне должна быть очень медленной, чтобы сконденсировавшийся фреон спокойно стекал вниз. Подставляя разные значения из таблиц выложенных в теме ...выяснил закономерность - скорость пляшет вокруг 0.25м/с, т. е. в 10 раз меньше минимальной в ДХ .

 

Мучать себя не стоит. Первые метры пройти ямобуром или перфоратором только для того, чтобы использовать замыв иглы - как предложено в начале темы. Для диаметров 12-32 мм процесс достаточно быстрый. Я предполагаю сначала бурить-сверлить на глубину 2м, затем 25-32 трубой уже на 4м, и далее уже 16-20 трубой на 8-12м ...как пойдет.
Есть ещё идея фикс - тырнуть у тестя карбоновое (стеклопластиковое) удилище

 

Рад что топик проснулся

Хм... Почему 40мм не может быть тепловой трубой с бутаном, к примеру, в качестве рабочего тела?
В варианте термосифона, разве теплообменник не нужен? Не обязательно именно ПТО.

Не понял Вас, Вт/(м·K)*м2 не имеет размерности температуры.
Можете пояснить?

И тут не понял, приведите формулу, пожалуйста.

больший диаметр и разнесение уменьшает эффективное R грунта по отношению к зонду и увеличивают "опорную" температуру грунта. Что повышает Поток энергии на погонном метре зонда. Циклический режим тут ни причем, или я чего не понимаю? О теплоемкости грунта речь пока не шла.

Легкие человека и аммиак не дружат "Аммиак ядовит Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,02 мг/л". Предполагаю что заправка немалого объема будет. Не дай Бог авария...

Не уверен, что промерзание на глубине, к примеру, больше трех метров от фундамента не будет на него воздействовать разрушительно. Объем льда на 10% больше воды. В промерзающем грунте к-т будет меньше, но все же...
"подвальная"... Для подвальной конструкции любое рабочее тело кроме CO2 по-моему использовать рискованно для здоровья и пожарной безопасности. Вы же не можете закладывать 0% вероятности утечек?

Для какой мощности, какого внутреннего диаметра зонда, какого рабочего тела такая скорость получается? Для бутана, мощности 500Вт, внутреннего диаметра 2,6см у меня получилась скорость 0,91 м/с, для диаметра 0,8см получилась скорость 9,39 м/с. Для аммиака должно быть примерно то же, т. к. его теплота испарения в 3,5 раз выше чем у бутана, а плотность газа в 3,4 меньше.
Создавать зонды мощности меньшей 0,5 Квт по-моему не рационально, т. к. к-во теплообменников будет зашкаливать.
P. S. Вспомнил. К слову о "подвальном варианте", - для свай со встроенным зондом существует ограничение на температуру теплоносителя для недопущения промерзания грунта под зданием. Неспроста...
Я бы подвальный вариант не стал. Во избежание.

 

Вы же сами о перфораторе тему подняли, - я и поделился опытом
К сожалению для кошелька склоняюсь к бурению скважин диаметром порядка 125 глубиной метров около тридцати (10м в водоносном слое). Зонд 40мм ПЕ, бетонит.
Мелких свистков бурить + вязать два десятка теплообменников в контур как-то не мое...

 

Есть погонный метр зонда. Есть цилиндр грунта, учавствующего в теплообмене между бесконечной средой и нашим зондом - центром цилиндра. Торцы опустим из расчета.
Получается, что для достижения равновесия прихода тепла извне и отбором зонда, нужно получить поверхность достаточной площади ...чтобы уложить по этой поверхности 30-50вт.
Так понятно ?
Исходя из простого расчета, для снятия 30вт тепла с метра зонда, с дельтой (считай потерями) один градус ...Получаем цилиндр диаметром около 5м, при теплопроводности грунта = 2.

Полученный радиус 5/2=2.5м много меньше диаметра бурения. Если зонд не отдыхает, то разница в кипении уложится в виртуальную разницу диаметр трубы 10мм (медь) + утеплитель 11мм (грунт)=ПНД32. При этом ПНД будет иметь потерю на стенке. У меня получилось 10вт с меди и 20вт с ПНД32. Если ДХ, то есть труба вниз и вверх, если они разнесены на те же 32мм, то разницы в теплосъеме нет.
Если труба 10мм одиночная, то разница в кипении будет -1 градус .

 

С медной трубой и 200-500вт зондами как раз нет никаких проблем. Хватит теплопередачи между магистралью и термосифоном - тупо скрученных медной проволокой, расстояние нужно считать от площади, но порядок удобоваримый - менее метра.
Прокопал траншею длиной 10-15м, глубиной пусть даже метр ...Уложил магистральную трубу - к ней проволокой оголовки термосифонов. Конденсатор термосифона вовсе необязательно располагать вертикально, достаточно соблюсти уклон.

Кулселектор 2 для 4 градусов кипения и отбора 200вт дает:
СО2 - 3/8 и 0.27м/с
410 - 5/8 и 0.22м/с
пропан - 3/4 и 0.25м/с.

вместо 410 нужно использовать чистый 32 газ, тогда можно снять 250-300вт.

Так что не всё так печально, как кажется на первый взгляд.