Геотермальный теплосборный коллектор "многоэтажка"

ВадимNSK ежели вы рекомендуете расстояние между траншеями 6м. для избежания перекрестных потерь, означает ли это то, что и траншею то к дому близко не подведешь, минимум 3 метра.
Существует ли калькулятор энтальпий для приблизительного расчета энтальпий грунта, вообщем то соостоящий из пирога разных пород?

 

Из практики -расстояние меж соседними траншеями 2 метра достаточно. Между вертикальными зондами 3 метра, если грунт не обводненный. Интерференции не происходит, мониторили термодатчиками в свое время, материал только выгрузить не могу, надо поднимать архивы.
грамм подробней: при обводненном грунте -теплосьем больше и соответственно больший массив грунта задействуется и сл-но расстояние меж зондами или траншеями требуется больше. При сухом грунте соответственно меньше. Поэтому Висмановцы дабы не конкретизировать взяли максимальное расстояние-правильно сделали.

 

К сожалению, мои предположения теоретические. Те, кто имеет практику владеют большей информацией. Потому, что, просчитать такое уравнение: в две трубы вытекает, в одну втекает и все время разные объемы, не под силу. Только приблизительно. http://arsena-hotel.com/ вот тут немного инфы по св-вам грунтов, Интересно.

В строительстве есть такой термин: пучинистость грунта. И он зависит от структуры и влажности. Если дом легкий, а фундамент слаб, то может потрескаться из-за выпирания промороженного грунта. Нужно теплоизолировать ввод труб в дом, думаю и отступить при устройстве коллектора.

Дла простоты расчета, все минералы в грунте имеют одинаковую теплоемкость. А влажность можно вычислить экспериментально. Выкопать осенью кубики с разной глубины (по возможности целые керны), измерить объем, массу и потом высушить в духовке и взвесить вновь. Примерно можно вычислить влажность, а значит и теплоемкость грунта. Косвенно, теплопроводность. Думаю, это несложно для частного застройщика.

Теплопроводность от 1,4 до 2 Вт\мК. Но в грунте, в отличии от стен, нет четких границ температуры и привычные вычисления могут дать ошибку.

Правильно. Все зависит от климатической зоны.

Где-то отопительный сезон длится 2-3 месяца. а сезон регенерации 7-9 месяцев. В таком случае, грунт вообще не промерзает (в Англии например вообще нет устойчивой отрицательной температуры)

Три-четыре месяца в нашем климате можно снимать с многоэтажки 100вт\м, а потом она истощится. Поэтому закладывать нужно с бОльшим запасом.

Висмановцы скорее всего разрабатывали свои методички для Европы или вообще, Германии. Там относительно тепло.

 

ну да, согласен. Но,"многоэтажку" мы разрабатывали именно под наш климат, это 6 месяцев отопительный сезон, инсоляция правда поболее чем в сибири, и мониторили соответственно здесь же. Поэтому климат практически у нас сибирский за исключением инсоляции. Насчет запаса - абсолютно согласен

 

При расстоянии между соседними траншеями 2м и шириной траншеи в 1м, реально работает только 18м3 грунта на 1 п. м многоэтажки. Что дает энтальпию, при 10-градусной дельте, ~ 500 МДж. При расходе в 100Вт (без "подзарядки" снизу и без учета потерь на промерзание грунта) мы истратим всю эту энергию за 58 суток.

Откуда в массиве взяться дополнительной энергии? Даже если и будет подзарядка снизу, то она будет подзаряжать лишь нижнюю петлю. Возможно, есть еще к-л факторы, не учтенные при таком методе подсчета (ведь практика - критерий истины, а не теоритич. умствования), но, по-моему, 2 метра между рядами - очень мало.

 

Там то как раз энергии хоть отбавляй, это поверхностный слой зависит от инсоляции и глубины промерзания а на глубине более 10 метров температура постоянна +8.

 

Так с 10м в высоту до низа "многоэтажки", а это всего 4м от поверхности, надо еще доставить. А теплопроводность грунта всего 1,5-2 Вт\мК. Т. е. при проекции 1 п. м. такой многоэтажки вниз, площадь составит 3м2.

Соответственно, снизу приходит всего 2*3= 6 Вт при перепаде в 1К. А большего перепада там и не будет, учитывая ступенчатость температурного поля. Соответственно, регенерация зимой будет всего 5-10% от текущего потребления, да и то, лишь, на нижнюю ветку.

Снять мощность (100вт\м.п.) из-под земли можно лишь увеличив дельту, проще говоря, снизив температуру гликоля. А это чревато снижением КОП всей системы и нивелируется частично лишь в ДХ системах и новыми компрессорами со впрыском пара)

Поэтому и надо углубляться, но углубление грозит тем, что за летние месяцы температура не восстановится в полном объеме (вглубь проходит мало тепла, То, что есть - накопилось там за миллионы лет и когда мы его исчерпаем, температура там снизится)

Вся надежда на дренированность грунта и массоперенос тепла влагой.

 

Все верно. Теплопоступление снизу "работает" нормально когда отбор тепла происходит дозировано, то есть сверх нормы не забиратся- грунт не замораживается в большой минус. По другому говоря коэф. работы в идеале составляет 0,5-0,7. Если же отбор тепла происходит постоянно (1,0),не правильно рассчитана мощность ТН, то может произойти и такое что за период простоя (лето) регенерация полностью не произойдет.

 

Т. е. грубо говоря, проектировать грунтовый теплообменник нужно исходя из соображений равномерности теплосъема со всего объема массива.

Зная теплосодержание, влажность и уровень инсоляции, спроектировать грунтовый коллектор с необходимым запасом - дело техники.

Возможно, на рынок выходят владельцы небольших домов со скромными участками. такая инфа была бы им очень полезна (особенно в плане привязки грунтового коллетора к особеннстям их участка, как у меня).

Хорошо бы еще спроектировать такую систему, чтобы не нарушала вегетацию культурных растений и была бы неразрушающая для посадок. Цены на оборудование идут вниз, номанклатура расширяется, применение в условиях российского климата возможно.

 

ВадимNSK c вашими доводами согласен, в условиях проживания Деда-Мороса как показывает его опыт полностью регенирируется грунт лишь к концу июня, а к середине марта он макс. истощен.
Учитывая данные по инсоляции в декабре https://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EE%EB%ED%E5%F7%ED%E0%FF_%F0%E0%E4%E8%E0%F6%E8%FF Берлина и Москвы - видно что в наших условиях солнечной энергии не хватает для регенерации грунта к лету, а немцам вроде бы вполне...
По сему выходит, что для многоэтажки в целом важна нормальная и показательна работа в марте, а для исключения ошибок как раз и берут 20% запас.

Далее, как я уже ранее ссылался на статьи Полухина (журнал Идеи для вашего дома), цитирую:"
"Исследования, проведенные компанией "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ", показали, что достаточно эффективный
теплосъем можно осуществлять почти по всей территории России. Какой тип теплосборника предпочтителен для конкретного участка, решает специалист, так как теплосъем зависит от состава и структуры грунта. Лучших результатов достигают, если в нем много воды, твердых минеральных составляющих типа кварца и мало воздушных пор. Мощность теплосъема составляет 10-40 Вт/м2 (при шаге
размещения труб 0,5-0,7 м). Отвод тепла сопровождается охлаждением области вокруг труб. Опыт показывает, что наиболее приемлемая конструкция системы теплосбора получается при применении полиэтиленовых труб РЕ ПНД6 диаметром 40 мм, заполненных пропиленгликолем (30 %). Так, для дома площадью 100 м2 мы рекомендуем трубу общей длиной 300-400 м. Достаточно двух отрезков по 200 м. Для укладки каждой ветви выкапывают траншею длиной до 50 м, шириной 0,8 м и глубиной 2 м. При этом
расстояние между траншеями составляет минимум 10 м."

Видимо данные выводы основаны опытом...

Как вы прокоментируете это?

 

-Ну вот и Вы пришли к выводу о преимуществе устройства скваженных геозондов !

 

для данного варианта уверен, график составит -4\-1 уже в январе, если необходим ТН с выходной тепловой мощностью 8кВт. Наш вариант подразумевает 70 метров в 4и яруса, итого 560 метров ПНД

 

Маловато будет... Это уж совсем без запаса "прочности", у нас в этом году снега с гулькин нос (сантиметров 20-25) а морозы в 20-25С не редкость. Думаю глубина промерзания будет довольно большой.
Для себя планирую мин. 800 а лучше 1200 м трубы закопать, т. е. 100-150 метров многоэтажки. И далее буду думать над СК для эффективной регенерации летом.

 

глобальный вариант

 

Когда планируете начать, уважаемый? У меня тоже в планах под Екатеринбургом делать. Вот ищу все ближайших по географии "многоэтажников". Дед Марос вроде обещал этой весной где-то у нас объект запускать. Первопроходцем не хочется мне быть.