О возможности отопления дома бытовым кондиционером в морозные дни

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@cardiosoma, имхо внимательно и долго почитав про dx контур, особенно попытки подключения к инверторам - я решил что нет. Такие эксперименты мне не нужны.
Если на данный момент схема какую я предлагаю неоптимальна будем думать дальше. В резерве есть схема гликолиевая. Там и с расчетами проще.

 

Нашел программу
GAEA
Calculation of Earth Heat Exchangers
Для расчета именно воздушного ТА.
Программа немецкая. Отличный функционал. Выбор региона. Выбор типа грунта и т. д. Количества труб, длина, расстояние между ними, глубина залегания.
По моим параметрам программа подобрала оптимальный вариант 4 75-й трубы на глубине 2 метра и расстоянием между трубами тоже 2 метра. Выхлоп - 5830 КВт/ч

 

А длинна
?

 

В табличке видно длина 30 метров

 

Вот здесь: https://nesa1.uni-siegen.de/index.htm?/softlab/gaea_e.htm?

 

Выкладываю расчеты из этой программы кратко:
Исходные условия грунт суглинок температура -26С
Одна труба 30 метров на глубине 2 метра, диаметры:
1) 75мм -
2) 100мм
3) 200мм
Скорость воздуха около 4 м/с
-
Прокачивается в час
1) 70м3
2) 120м3
3) 500м3
-
Температура на выходе
1) -2,2С
2) -5,8С
3) -16,0С
-
Перекачано тепла кВт (похоже за час)
1) 0,6
2) 0,9
3) 1,9

Вариант №2
Одна труба 30 метров на глубине 1 метр, диаметры:
-
Температура на выходе
1) -6,1С
2) -8,7С
3) -17,1С
-
Перекачано тепла кВт (похоже за час)
1) 0,5
2) 0,8
3) 1,7

Ну и вывод какой ?
Даже на метре неплохой приход.
Сечение 200-й трубы больше в восемь раз а прихода больше всего в 3.

Кстати регион расчета Lulea Швеция, я хз какая там глубина промерзания.

Больше труб пусть даже на метре.
На полметре выход тепла падает больше чем в два раза.(от метра) 0,4КВт и -16,7С для 100мм трубы.
При уменьшении скорости в 2 раза теплопередача падает на 40%.

 

Я наконец понял, что меня смущало. В этих рассуждениях есть ошибка. Если мы закачиваем подогретый воздух из грунта, нам надо будет сбрасывать такое же количество отработанного воздуха из будки, иначе она лопнет. С этим отработанным воздухом, который всего на 4 градуса холоднее того, что на входе в кондиционер, будет уходить значительная часть тепла - даже этот отработанный воздух теплее на 15-20 градусов, чем воздух снаружи. Если мы говорим, что подогрев в коллекторе наружный воздух на 20 градусов, мы вкачали на вход ТН 5 кВт, то сбросив из будки такое же количество отработанного воздуха, который на 15 градусов теплее наружного, мы профукали 3/4 из этих 5 кВт.
Получается, что либо нужен теплообменник значительно большей длины, чтобы компенсировать эти потери, либо замкнутый контур в земле, сквозь который будет прокачиваться воздух в/из будки. Во втором случае дельта будет сильно меньше, чем с наружным воздухом, и опять придется делать теплообменник большей длины.

Можно просчитать оба варианта, но навскидку мне кажется, что получится как раз 500-600 м трубы, а не 200.

 

Попробуйте поиграть со скоростью движения воздуха в трубе в сторону увеличения, а именно 5м/с и 6 м/с
И все же забивайте требуемый наружным блоком объем
Теплосъем это конечно важно но и температура воздуха на выходе из трубы то же важная деталь

 

Мне в голову такая идея пришла:
Существуют снежные пушки, которые, распыляя воду в поток воздуха, делают искусственный снег. Вода охлаждается наружным воздухом. Воздух за счет этого должен нагреваться, чтобы выполнялся закон сохранения энергии. Причем используется температура фазового перехода, и высвобождается энергии в 70 раз больше, чем просто при охлаждении воды. Почему бы этот принцип не использовать?
Разбрызгивать воду в поток воздуха (в теплоизолированной трубе), на выходе поставить циклон, из которого снег выгребать обычным шнеком, а подогретый воздух подавать на вход кондиционера.
Не предлагаю использовать промышленные пушки - их мощность для целей подогрева воздуха чрезмерна. Предлагаю обдумать использование принципа.
Совершенно точно циклоны применяются для осушения воздуха от взвеси воды, поэтому на обмерзании кондиционера это сказаться не должно.
Если такая система будет работать, то, возможно, проще будет выкинуть за холодную неделю 11м3 снега из-под циклона, чем городить ТА с теплообменником на 11 тонн?

 

Николай Ломасов, а в каком месте при зимнем похолодании на улице и превращении дождя в снег, луж в лед и т. д при этом нагревается воздух и причем тут закон сохранения энергии, как благотворя ему этот нагрев должен появится?

 

@Николай Ломасов, Просите но более безумной идеи я еще не видел. Безумной, труднореализуемой, противоречащей логике. Кидаться снегом в кондиционер!
У вас крышу снесло с фазовым переходом. Не будет воздух нагреваться, кондер превратится в глыбу льда.

 

Скорость воздуха в трубе важная деталь, от нее зависит режим течения (ламинарный/турбулентный) и как следствие теплосъём. Но, с увеличением скорости так же будет расти и сопротивление т. е. как следствие нагрузка на вентилятор наружного блока и его потребление
Теплосъём конечно важная деталь но главный критерий в нашем случае это температура воздуха на выходе из грунтового теплообменника,
Добиваться +5 на выходе с -25 на входе думаю не стоит. Достаточно будет -10-15 что даст возможность работать технике в пиковые морозы без проблем и плюсовую температуру на выходе в остальное время отопительного сезона

 

Ну и главное работать эта система будет при прокачке объемов равных потребности наружного блока и никак иначе

 

@cardiosoma, @Vortexianzzz,
В физике есть понятие: "замкнутая система". Закон сохранения энергии выполняется только в замкнутых системах. Для оценки идеи очень важно понимать, какая система является замкнутой хотя бы в первом приближении, а какая нет. В предложении о теплоизолированной коробке с кондиционером внутри, рассмотренная система не являлась замкнутой (не учитывался сброс отработанного воздуха, который сильно теплее, чем воздух снаружи), поэтому ошибочно получались шоколадные расчетные результаты. В рассуждениях о выпадении снега зимой тоже рассматривается не замкнутая система, поэтому аргумент действительно вышел очень смешным для людей, знакомых с физикой.
В предложенном мной варианте теплоизолированная труба с прокачиваемым по ней воздухом + впрыскиваемая туда вода может рассматриваться как замкнутая система. Если вы не согласны с этим допущением, сообщите, пожалуйста, что я не учел.
Если система все-таки замкнутая, и вы признаете закон сохранения энергии, объясните, пожалуйста, за счет чего в теплоизолированной трубе, по которой прокачивается холодный воздух, впрыскиваемая вода будет превращаться в снег и лед? Куда уйдет немалая энергия фазового перехода?

Если вы закон сохранения энергии не признаете, сообщите, пожалуйста, об этом. Я попробую подобрать аргументы из области теологии.

Циклон работает так: https://ru.wikipedia.org/wiki/Циклон_(пылеуловитель)
Как я писал, перед подачей воздуха на кондиционер, он проходит через циклон. Циклоны широко применяются в промышленности для отделения капель влаги. Здесь ничего нового. Снег отделяется и падает в кучу. Сильно больше, чем обычно, конденсатор обмерзать не должен.

 

Увличение скорости потока не приводит к пропорциональному росту теплосъема. Можно увеличить до 5 метров но больше не целесообразно.
И не обязательно прокачивать объем равный кондиционеру. Это же очевидно. Достаточно подать из трубы тепло больше чем кондиционер сможет забрать. Пример: V1- объем воздуха прокачиваемый внешним блоком Т1- дельта при проходе через внешний блок 0.36 Ватт теплоемкость 1м3 воздуха.
Нужно обеспечить V1*Т1 <= V2*T2 + V3*T3 +V4*T4
Где V234- прокачиваемые объмы Грунтовых ТА, а Т234- разница температур на входе и выходе из каждой трубы. Подставляем цифры:
3500*5 <= 500*15 + 500*15 + 500*15 + 500*15. Или 17500*0.36 <= 22500*0.36
Т. е Три трубы на 200 прокачиваемые по 500 м3 и дающие дельту 15 градусов. Будет достаточно.
Система замкнута, т. е. Откуда трубы выходят туда они и приходят. С улицы воздух не забираем.
Для Николая Лома (но) сова:
расчеты делал для замкнутой системы на что постоянно тыкаю вас же.