Грунтовый воздушный теплообменник, реализуемый под Выборгом - 3

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Из ГТ в помещение, из помещения к печи..., так проще и надежнее.

 

Доброго времени. Я вот собираюсь строить дом и уж очень хочется применить геотермальную вентиляцию для подогрева воздуха зимой и использования как кондея летом. Все вроде просто и понятно, но вот при использовании ГТ как кондея летом необходима автоматика и хитрая система заглушек на байпас и ГТ, чтоб поддерживать температуру. и я больше чем у верен что такие системы есть, вот только найти не могу. Может подскажете? И вопрос по эксплуатации ГТ - вы чемнибудь чистите ее?

 

Обязательно. На данный момент использую Kiilto биоразлагаемый Унифреш с хлорамином Т.

 

А если использовать ж\б кольца диаметром 1-1,5м и вместо огромной траншеи сделать вертикальный колодец, руками таджиков?
Может получиться не дороже. Главное, чтобы грунтовые воды залегали поглубже.

 

И какова будет площать контакта такой "чудо-трубы" с грунтом?)
Есть тивое и используемое вертикальное геотермальное решение: скважина и труба с теплоносителем в ней

 

Вполне себе вариант, если разделить колодец вертикальной перегородкой из пенополистирола, чтобы воздух засасывался в первом полуколодце, доходил до дна, проходил под перегородкой и поднимался вверх к внешнему блоку ТН. Осталось только рассчитать глубину колодца (площадь теплообмена и задействованного грунта) и трудоемкость монтажа, т. к. кольца нужно уже не одному человеку укладывать и копать.

Один полу-колодец с метровыми кольцами вн. диаметра 1м, дает сечение 0,8/2 = 0,4 м2. А вот поверхность теплообмена метровой полу-секции 3,14/2= 1,57м2. Для колодца глубиной 10м, отнимаем 1,5 метра от поверхности, остается 8,5м * 2 (два полуколодца) = 17 * 1,57 = 26,7 м2. Объем задействованного грунта получается 8,5 * (3,14м3"объем задействованного цилиндра грунта"-0,79м3"объем пустоты колец")=8,5 * 2,35м3 = 20м3

Если следовать методике расчета указанной здесь, то получается: трубка диаметром 32мм дает съем с м. п. грунта в среднем 20Вт. Площадь съема при таком сечении получается 0,1м2. Объем задействованного грунта (учитывая рекомендацию делать между трубами расстояние не менее 0,7-0,8м) считаем, что задействуется грунт в радиусе 0,4м от оси трубы, т. е. цилиндр диаметром 0,8м, т. е. объем задействованного грунта 0,5м3 на погонный метр трубки.

Следовательно - колодец глубиной 10м даст энергии задействованного грунта эквивалентно 20м3 / 0,5м3 = 40м.п. трубки 32мм, или 40 * 20 = 0,8 кВт энергии. Это если исходить их объема грунта.

Если исходить из поверхности теплосъема, то картинка немного другая. Колодец глубиной 10м даст поверхности теплосъема эквивалентно 26,7м2 / 0,1м2 = 267 м. п. трубки 32мм, или 267 * 20 = 5,34 кВт.

Как считать правильно, по объему грунта или поверхности теплосъема я не знаю, может кто знает?

Могу только предположить что площадь больше влияет на скорость теплосъема (так-же как и теплопроводность материала трубы), а объем задействованного грунта больше влияет на энергоемкость теплообменника. Но не все так плохо - радиус 0,4м, это я так понимаю глубина оперативного теплосъема грунта. В вышеуказанном документе указано что вертикальные зонды нужно ставить на расстоянии не менее 5м (2,5 радиус каждого зонда для долгосрочного теплосъема). Так много брать не будем, ограничимся радиусом в 1,5м (очень похоже глубину промерзания грунта ). Тогда объем грунта можно принять

8,5 * (13,85м3"объем задействованного цилиндра грунта"-0,79м3"объем пустоты колец")=8,5 * 13,06м3 = 111 м3, что эквивалентно 222 м. п. трубки, или 222 * 20 = 4,44 кВт. Думаю такая цифра больше похожа на правду, т. к. близка к 5,34 кВт скорости теплосъема от метров кв. поверхности такого колодца, но боюсь что конструкция должна работать с перерывами или на 60-70% от мощности чтобы тепло из дальних слоев успевало перетечь к "сердечнику" ГТ, т. к. скорость теплосъема превышает оперативную энергоемкость грунта в объеме.

Чисто интуитивно - 3кВт можно стабильно снимать без больших перекосов в температуре на выходе.

 

Есть то оно есть, тоКа сКока оно стоит! Если под ключ за 85т.р. сделают (ТН воздух-воздух 45т.р. + 20т.р. ГТ 30метров + 20т.р. монтаж и того и другого), то я не против. Подскажите к кому обратиться?

 

Если учитывать объем воздухообмена, то будут плыть градиенты на погонных метрах,- при увеличении воздухообмена к-ва тепла переданное воздуху будет расти. Но температура нагрева на выхлопе будет падать.

Предлагаю рассмотреть коаксиальный вариант, - подача по внутреннему кольцу, выхлоп между внутренним и внешним. Тогда должны уменьшится паразитные перетоки тепла между холодным входящим воздухом и выхлопом.

Думаю стоит рассчитать исходя из модели "цилиндрический зонд заданного диаметра внутри цилиндра грунта с к-том теплопроводности "λгр" и "Опорной температурой" на "удалении от оси" на 3 метра.
Нужно знать требуемый воздухообмен, начальную температуру воздуха.
На основе исходных данных высчитывается "R грунта". Затем для каждого погонного метра считаются потоки тепла, нагрев воздуха.

Для таких исходных данных:

Воздухообмен (м3/Час) 500,000
Скорость потока (м/с) 0,43664 (для коаксиального варианта)
К-т теплопроводности λгр 2
Опорная температура 7
Температура теплоносителя на входе в теплообменник -25
Диаметр трубы (м) 0,9
удаление от оси трубы 3М

У меня получилось что 10 метров колодца нагреют воздух до -15, передадут 1800 Вт тепла.
Это все для стационарного режима, самый жесткий вариант. Если циклы старт-стоп будут иметь скважность 1/2, то можно уменьшать параметр "удаление от оси трубы" (на сколько уменьшать как считать догадываюсь, нужно подключать теплоемкость грунта. Но лень), если уменьшить до "оптимистичных" 1,5М, то 10 метров колодца нагреют воздух до -10,5 и передадут 2,585 Вт тепла.

Это посчитаны не 8,5 а 10 метров. Не все так оптимистично...

 

Если забирать воздух на вентиляцию дома трубой со дна колодца, то решается проблема конденсата, он сам будет стекать в колодец и впитываться в почву. Только трубу сверху нужно изолировать, чтобы воздух вновь не охлаждался. Но меня всегда занимал вопрос, почему колодцы не замерзают в самые сильные морозы, холодный воздух опускается на дно колодца, вытесняя теплый, а вода попадая на стенки колодца из ведра уже на глубине 2 метров перестает образовывать ледяной панцирь. В каком то калькуляторе для расчета ГТ попробовал подставить диаметр трубы 1м, получилась длина трубы для моего дома 1м, для воздухообмена 500м3\час получилось 5м. А хорошо было бы опустить трубу в колодец метров на 5 (у меня до воды еще 10 метров останется) и вентилировать дом воздухом из колодца, но может труба с водой замерзнуть если не вывести трубу для водоснабжения из колодца ниже воздухозаборной трубы.

 

Ну, имхо, конечно:

Вам не лень раз в три месяца возить пробы воды на санстанцию и периодически, по результатам, санировать колодец?
Колодец и так является "открытым источником" если через него еще и кубы воздуха прокачивать...
Даже через механический фильтр.

Я бы категорически не стал.

 

Не представляю, как на 10 метровой глубине колодца температура может быть -10 градусов.

Да я тоже не стал. Слишком дорогое сооружение, чтобы ставить на нем эксперименты.

 

Воздух же на входе "-25 градусов" и по внутренней трубе коаксиала он доходит до глубины 10м колодца (там тоже условно -25), оттуда уже вверх идет, нагреваясь от внешних стенок. Этот вариант я считал. Для остальных вариантов результаты, скорее всего, неприменимы.

 

А почему по внутренней? Удобней по внутренней выводить из колодца уже нагретый воздух и в дом заводить трубой нужного диаметра, рассчитанной по скорости потока.

 

Воспринимал построение колодца для запитки воздушного ТН зимой, нет?

Думаю что эффективней максимальной дельты достигать на нижних слоях, более теплых, обводненных, способных к быстрой регенерации. А верхние слои по возможности не замораживать. Не держусь за это, - с Вашим вариантом спорить не буду

Можно еще играться диаметром внутренней трубы, ускоряя поток воздуха в ней, чтобы уменьшить паразитный теплообмен выходящего выхлопа со входом. Перфекционисты могут теплоизолировать внутреннюю трубу.

 

@musienkoalex, вы частично упускаете цену вопроса - сколько стоит сделать коаксиальный вариант? Ведь к стоимости колец опять добавляется недешевая труба "сердечника", что напрочь портит прелесть всей идеи. Лучше уж кольца уложить в траншею на бок, метров эдак 20 и гнать воздух напрямую без всяких разделителей и коаксиалов.