Геотермальный теплосборный коллектор "многоэтажка"

думаеться литров 5-8 (даж ведро... рублей 200 на зонд 500-750ватт метров 10-12).

Да снимите "шоры"... ТЕРМОСИФОН.

во-во

 

Как-то нужно организовывать снятие тепла с оголовка. Это неминуемо означает вход-выход медной трубы. Или какой-то медный цилиндр, диаметром с ПНД.
Тоже вариант, только одно дело обеспечить герметичность ПП-ПНД для рассола при давлении 2-4метра столба.
Другое дело - для газа, который, кроме всего прочего, может утекать через стены ...
Химики мне посоветовали сделать эксперимент, с весами точностью хотя бы 0.1 грамм. Т. е. заполнить газом кусок трубы и взвесить через месяц, два, год ...

 

думаеться переход от рех возьму из нержи (и под хомут...) .К переходу гофра из нержавейки 20мм
(наружный 25), а на неё "пинжак" из люминия 40х2 мм через медную гильзу 1 1/8 (28,5х1) ...
Ну и навивку внутри медью. Думаю 1м теплообменника хватит.

Всё с верху - дозаправить всегда можно (контроль через ds18b20 на каждый выход 22го из испарителя). Короче пробовать буду ...
ЗЫ: нужноб нарисовать, да блин времени 0.

 

По линейке для 10 кВт при дельте 4 градуса получается 2,2м3/ч, в одной петле 200 м падение давления 40 кПа +30% на соединения и повороты будет около 55 кПа. Если петли 4 в параллель - то делим на 4 эту цифру для нахождения полного требуемого напора? Т. е. в итоге насос нужен на 14 кПа или 1,4 м и расход до 2,5 м3/ч? Это правильный результат? Какой насос для этого подойдет?

 

И да и нет.
Получившийся результат просто совпал с необходимым, по причине малых напоров.
Ход вычислений при этом в корне неправильный

Так нельзя.
Если соединить 4 петли в параллель, то расход в каждой петле снизится пропорционально количеству параллельных веток, то есть в 4 раза.
Скорость жидкости тоже снизится в 4 раза.
А вот гидравлические потери имеют зависимость от скорости логарифмическую.
В этом легко можно убедиться посмотрев внимательно на номограмму и сравнив потери при разных
скоростях (расходах).
Если при расходе 0,5 м3/час в каждом метре трубы ПНД40 потери 15 Па, то при 5 м3/час
уже более 800 Па.
Увеличение скорости в 10 раз увеличило потери более чем в 50 раз.

Потери в параллельных ветках следует определять по номограмме (линейке) для каждой ветки отдельно, с учётом соответствующих скоростей.
В рассматриваемом случае определяем расход в каждой ветке, деля общий расход на количество одинаковых параллельных веток, в данном случае на 4.
Получаем в каждой 200 метровой ветке расход 0,55 м3/час.
Теперь можно воспользоваться линейкой.
Установив визир на расходе 0,55 м3/час, определяем, что гидравлические потери в 40 трубе
составляют 17 Па/м, для 200 метров будет 3400 Па, что всего около 0,35 метра водяного столба.
Как видите, достаточно небольшое сопротивление 200 метров 40-ой трубы при расходе 0,55 м3/час.
К этому правда следует обязательно прибавить сопротивление переходов, поворотов, кранов, фитингов, которые легко могут это небольшое, на первый взгляд, сопротивление "голой" трубы увеличить в несколько раз, да ещё надо умножить на коэффициент, учитывающий вязкость применяемого теплоносителя, что даст необходимые 1,5 метра напора при 2,5 м3/час расхода.
Да и первоначальный расход надо было скорректировать в сторону увеличения с учётом плотности и теплоёмкости.

Если подобную трубу использовать для водоснабжения с расходом в 10 раз больше, 5 м3/час,
что ещё вполне нормально по скорости 1,4 м/с, то потери давления в 200 метрах трубы будут составлять уже 160 кПа (1,6 бар) или 16,5 метров водяного столба.

 

Как правильно посчитать потери в теплообменнике труба в трубе ?
Как я понимаю, потери, зависят от скорости и площади поверхности.
Грубо можно ориентироваться на ту же линейку, опираясь на скорость и расход. Т. е. сечение всегда можно прикинуть, если вычесть из площади внутреннего сечения наружней трубы площадь наружного сечения внутренней.
Грубо: расход, скорость, сечение - прямопропорциональные величины. Отталкиваясь от расхода, при помощи линейки и расчитав сечение можно прикинуть скорость потока.
При постоянной скорости потока просто в трубе, и в межтрубном пространстве, сопротивление будет прямопропорционально периметру стенок ? Т. е. в "труба в трубе" нужно будет сложить внутренний периметр внешней трубы и наружний внутренний. Пусть эта величина будет 150% от эквивалентной просто трубы, с той же скоростью потока. Правильно будет просто умножить потери на 1.5?

Второй вопрос мне понятен, но, чтобы совсем не сомневаться:
Компрессор стоит от испарителя на 9 метрах.
Кипит точно в плюсе. Косвенным образом - жидкостная труба на входе в ПТО начинает обмерзать при 0.9 градусах цельсия воды на выходе из ПТО. Т. е. менее градуса.
Если добавить расход ...в общем - вода идет 3.8. Т. е. кипит в районе 2.8.
Но перед компрессором - на всасе, манометр показывает -1.
Кулпак дает цифру потерь в магистрали -3.7К.
Т. е. всё укладывается.
Насколько я понимаю, эти потери равносильны уменьшению температуры кипения. ТАК?

 

Я намеренно не поделил расход на 4, хотя это и очевидно. Мне показался и тот напор, который у меня получился, небольшим.
Но вот дальше непонятно

Если на каждом участке такое сопротивление, то на 4 параллельных участках будет еще в 4 раза меньше? Т. е. общее сопротивление будет 0,35/4=0,09 м. Или еще раз на 4 делить не надо?

И еще вопрос. Допустим, я захочу отключить одну из веток коллектора, и оставить 3. Мне придется увеличить необходимый напор на 1/4 для сохранения расхода?

Какой насос есть на 1,5м и 2,5 м3?

 

Ещё раз на 4 делить не надо.
Аналогия с электрическим сопротивлением в этом случае не совсем уместна.

Напоры складываются при последовательном соединении, расход при этом не изменяется.
При параллельном соединении расходы складываются, напор не изменяется.

Гидравлическое сопротивление растёт примерно пропорционально квадрату скорости, вернее будет сказать несколько ниже квадрата скорости (так называемая область доквадратичного сопротивления) при ламинарном движении, затем скачкообразно увеличивается при переходе на турбулентный характер.
Нам требуется узнать необходимый напор насоса для того, чтобы пропихнуть нужное количество теплоносителя через определённое сечение трубы имеющейся длины.
Если мы трубы параллелим, то расходы и скорости в каждой трубе разделяются на количество параллельных веток и гидравлические потери в каждой ветке снижаются быстрее (как минимум в квадрате), чем снижается скорость жидкости.
Но насос то у нас остаётся один, поэтому расход насоса должен оставаться на прежнем уровне, равном суммарному расходу параллельных веток.
А вот создаваемого напора насосом при этом требуется намного меньше, чем в 4 раза.
А именно, достаточно такого, чтобы протолкнуть необходимое количество теплоносителя через самую зажатую из параллельных веток.
Раз хватит создаваемого напора для этой ветки, то хватит и для остальных, ведь расход насоса равен сумме расходов всех параллельных веток.
Даже возможно придётся отдельные ветки поджимать, если сопротивление слишком различается, чтобы уравнять расходы, если это конечно необходимо.

Да практически самый слабый циркуляционник, типа 32-40 может это обеспечить, правда на краю своего диапазона.
Но беда в том, что при очень маленьком гидравлическом сопротивлениии 200 метров 40-ой трубы с практически ламинарным течением со скоростью 0,18 м/с, в контуре имеются ещё фитинги, разветвители, запорная арматура и пр. фурнитура, в которых течение не ламинарное.
Общее сопротивление этих необходимых вещей может многократно превышать сопротивление трубы.
Например только гидравлическое сопротивление ППТО при расходе 2,5 м3/час будет более 30 кПа,
и никуда не денетесь от необходимости подбора насоса с учётом этого дополнительного сопротивления.
Это уже только на ППТО с расходом 2,5 м3/час требуется насос 32-60 практически впритык, а если с запасом на всякие краны и фитинги, то 32-80.
Каждая 200 метровая ветка чистой трубы даёт всего 3,5 кПа.
При этом хоть 4, хоть 124 параллельных ветки не потребуют применения насоса с более высокой напорной характеристикой. Как требовалось 3,5 кПа напора на одну трубу, так и 3,5 кПа напора на все трубы и останется.
А вот расход насоса должен быть соответственно в 4 или 124 раза больше, по количеству параллельных веток.

 

Нет, не правильно.
В некоторых случаях результат может показаться правильным, в некоторых - совсем нет.
Дело в том, что гидравлические потери зависят от многих причин.
Причём, если при некоторых условиях преобладающее влияние оказывают одни, то при других условиях эти же причины могут быть несущественными, а доминировать во влиянии на сопротивление будут другие параметры течения
Например, при ламинарном движении шероховатость труб практически не оказывает влияния на сопротивление. Жидкость при ламинарном движении движется по центру трубы с максимальной скоростью, у стенок скорость нулевая. Влияние на сопротивление оказывает трение между слоями движущейся жидкости с разными скоростями. В формуле присутствует вязкость, гидравлический диаметр (периметр, сечение), скорость и пр.
При турбулентном движении - жидкость перемешивается, кроме вязкости начинает влиять шероховатость труб, при этом шероховатость влияет по разному, в зависимости от сечения, вводится понятие так называемой относительной шероховатости.
Поэтому для каждого режима, в зависимости от критерия рейнольдса своя формула.
Ещё в середине 18-го века Пуазель вывел один тип формулы, а Дарси другую, абсолютно противоположную. Исследователи даже разбились на 2 враждующих научных лагеря из за этого и почти 50 лет одни считали по одной формуле, другие по другой, добавилась и третья-четвёртая, хотя и та и другая и третья и четвёртая иногда противоречили результатам экспериментов.
В настоящее время и первая и вторая формулы успешно используются при расчётах, помирил всех Рейнольдс, который показал, что при одних условиях справедлива одна, при других другая, при третьих и четвёртых - третья, четвёртая...

 

Да, потери давления на гидравлическом сопротивлении магистрали от испарителя к компрессору ведут к снижению давления на всасе компрессора, относительно давления кипения в испарителе.
Само собой это ведёт к снижению реальной производительности компрессора и потере КОПа.
Поэтому диаметр труб на всасывающей магистрале заужать вредно, но куда деваться - скорость пара на горизонтальных и вертикальных участках надо поддерживать соответствующую, необходимую для возврата масла

 

Секрета не делаю, два компрессора стоят в подвале. Причем когда ставил, совсем не думал об потерях на всасе. Зато жидкость гонять не надо - испаритель можно сказать на трубе ...

Сколько нюансов с компрессорами, не ожидал ...

 

Сегодня испытал прессмуфту на 32. Соединение достаточно надежное, там резинка хорошо обжимается.
В общем, идея сделать коаксиал из 16 ПП трубы и 32 ПНД трубы обретает вполне определенный вид.
Оголовок: крест на 32, 25 муфта, 16 муфта и тройник на 32, + прессмуфта.
Вообщем, удалось сварить стандартным ПП паяльником и обойтись стандартными запчастями.
Осталась лишь одна проблема - нужно аккуратно заглушить 32 ПНД трубу.

Какие-нибудь удачные и бюджетные способы есть ?

 

есть под сварку заглушки пнд.

 

Неприходилось пользовать. Сдается мне, достаточно сложно сварить 2мм трубу. Полипропилен 1.9мм - то ещё веселье. Накосячить-раз плюнуть.
Хотя, если труба - мама, а заглушка (потолще) папа - то результат будет предсказуем. Т. е. заглушку от 25 трубы запихать внутрь 32. Нестандартная насадка понадобиться ...

 

+1 ... хотя если какой расширитель в трубу вставить, то можно и 32 запендюрить
правильно.