Приглашаем разработчиков полезного оборудования к сотрудничеству

отопление > Охлаждение > скважины > Тепловые насосы

Теплосъем грунтового теплообменника

Основные вопросы при расчете грунтовых теплообменников:

Теплосъем (условно измеряем в мощности Вт) от земли зависит от:
1. Теплопроводности грунта
2. Теплопроводности теплообменника
3. Площади поверхности теплообмена
4. Теплоемкости и веса теплоносителя (в данном случае воды)
5. Скорости движения теплоносителя в теплообменнике

Разберем влияние составляющих всех пунктов на итоговую мощность коллектора:

1. Теплопроводность грунта – зависит от материала земли, где «сверлится» скважина (глина, песок, известняк, камень), влажности, наличие грунтовых вод, сезонные колебания поверхностных температур… Для стандартного грунтового теплообменника, состоящего из одной петли из двух полиэтиленовых труб диаметром 32мм считается что именно от теплопроводности грунта мощность может колебаться от 30 до 100Вт с метра теплосъема. Т.е. от среднего значения плюс-минус 100%. Влажность, грунтовые воды увеличивают теплосъем, сухой грунт – уменьшает.

2. Теплопроводность теплообменника – странно, во многих источниках теории и практики тепловых насосов (на сегодня это основное применение грунтовых теплообменников) на эту тему ничего! В нашем случае теплообменник – это полиэтиленовые трубы толщиной 2-3мм, диаметром 32мм. Почему не учитывается ни толщина трубы в расчетах, ни поверхность теплообмена? Возможно, в рекламных целях, не надо пудрить потребителям голову? Или значение 2-3мм полиэтилена незначительно влияют на теплосъем? А грунт – это более существенно?

3. Площадь поверхности теплообмена грунтового теплообменника – думаю, тоже, зачем потребителям об этом знать. Но исполнителям нужно. Из школы – диаметр трубы на Пи на метр – так получим площадь поверхности одного метра трубы. Очевидно, чем больше диаметр трубы, тем больше теплосъем с метра. Но из-за того, что в петле из пластиковых труб неравномерно производится теплообмен с грунтом, увеличение площади поверхности (или диаметра труб) не прямо пропорционально увеличивает мощность теплосъема. В интернете несколько материалов*, где указано, например, что скважина где двойная петля (четыре трубы) всего на 20-23% повышает мощность теплосъема, чем одна петля (две трубы)
* статья «Кое-что из американского опыта проектирования тепловых насосов»

4. Теплоемкость и количество теплоносителя – вода в данном случае идеальный теплоноситель, что по цене, что по теплоемкости. Можно было бы еще воздух с компрессора подать в грунтовый теплообменник – но теплоемкости мало для теплосъема :)

5. Скорость движения теплоносителя определяется циркуляционным насосом, большинство насосов с регулируемой скоростью. Кстати скорость движения теплоносителя - основная современная проблема недорогих маломощных циркуляционников - это показали практические испытания теплосъема с одним и двумя циркуляционниками, подробнее здесь: http://msd.com.ua/otoplenie/gruntovoe-oxlazhdenie/
Рашид
13.04.11г.

Видео демонстрационной смонтированной системы охлаждения на Вертикальном грунтовом теплообменнике и фанкойле:

Комментарии:

  1. Александр 23.04.2011 18:26

    Здравствуйте, Рашид!
    Толщина стенки трубы не учитывается при теплообмене потому, что коэффициент теплопроводности у материала (полиэтилена) близок по значению к коэффициенту теплопроводности грунта. То же касается и теплоемкости. Еще некоторые разработчики вводят понятие термического сопротивления грунта, которое определяет интенсивность теплообмена между теплоносителем и грунтом. Оно у грунта велико. По этому увеличение скорости движения теплоносителя (антифриза, воды) не приводит к интенсификации теплопередачи, а только увеличивает затраты электроэнергии на циркуляцию (перекачку). По пункту 1 замечу, что 100 Вт с погонного метра теплообменника снять не удастся. По нашим расчетам где-то до 60 Вт. Для съема более 100 Вт/м необходимо помещать грунтовый теплообменник или в водоносную скважину, или в колодец с большим столбом воды, извлекая при этом теплоту оттуда. У нас есть два патента на такую технологию. Остальные ваши утверждения (рассуждения) в целом поддерживаю

  2. Юрий 1.06.2012 13:59

    да все бы хорошо, вот только зачем нужна скважина и промежуточный теплоноситель???
    гораздо проще и дешевле получать прохладный воздух закопав пластиковую трубу Ду 100 на глубину 1.5-2.0 метра:)
    фанкойл в -, насос с жидкостью тож в -
    затраты только на вентилятор в 40-60 Вт.
    Если на входе добавить воздушный фильтр (типа камазовского) получим свежий, ЧИСТЫЙ и охлажденный воздух.
    А если добавить рекуператор :)))) проблемы с обмерзанием от -15 и дальше, тоже уйдут.
    при общих теплопотерях до 70% только на вентиляцию :) получается очень интересная картинка по затратам на энергоресурсы.
    удачи всем!!!

  3. Евгений 22.08.2013 11:19

    Друзья коллеги, приветствую вас.
    Ищу конкретные цифры или примеры расчётов влияния изменений внешних температур на параметры теплосъёма,или колебания параметра теплопроводности в зависимости от сезона и соответственно внешней температуры. Или ещё другими словами — в начале отопительного сезона я снимаю со скважины «Н» количество тепла, а в конце сезона при средних внешних температурах, скажем -10гр. и соответственно промерзания грунта «Н» вероятно будет с каким либо минусом при этом, в течении всего отопительного сезона тепловой насос собирает тепло земли геотермальными зондами, соответственно охлаждает грунт по всей длине теплообменника. Вот как этот минус рассчитать, чтобы заложить правильный сезонный коэффициент при расчёте геотермальной системы? Не мог бы кто просветить недоучку??? Спасибо.

  4. юрий 22.08.2013 13:19

    я имел ввиду пластинчатый рекуператор, не стоит к моему тексту вешать рекламу из серии » а вот и название похожее есть», в ссылке открывается совершенно неподходящее, для этих целей, изделие.

Добавить комментарий

отоплениеОхлаждениескважиныТепловые насосы

Выбор системы автономного отопления для дома

Обогрев загородных домов, куда трудно подвести полноценную центральную систему отопления и использовать природный газ, электричество, сегодня чрезвычайно важный вопрос. Загородное дачное строительство набирает обороты. Все больше столичных жителей обживают пригородные села и желают привнести в них все блага цивилизации: конвекторы водяного отопления, современные котлы, солнечные панели и многое другое. В ситуации, когда нет возможности подключить […]

Грунтовое охлаждение

Итоги испытаний грунтового теплообменника 30 метров с фанкойлом и радиатором, 29 июня 2011г.: Рашид 29.06.11г.

Скважинное отопление — охлаждение

Очевидно, что открытый первичный контур по схеме одна скважина дает воду для отопления или охлаждения, а другая (или колодец или просто яма или река - водоем) "забирает" - это не самое экологическое решение что для тепловых насосов, что для пассивного охлаждения. Тем не менее такая схема работает и ею пользуются (можно поискать на форумах в инете отзывы).
Преимущества открытого контура перед закрытым - не надо грунтовых теплообменников, не надо много скважин для грунтовых теплообменников.



Производимое оборудование

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83
Оперативная связь
(здесь Вы можете оставить свой телефон и тему запроса — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время):