Расчет геотермальных зондов

Это понятно. Но есть градиент температур, который далеко не прямо-пропорциональный.
Судя по трубам в стене (с фреоном=постоянная и одинаковая температура), Уже в двух сантиметрах от трубы -2К.
При расстоянии между трубами 15см, в середине этого расстояния, уже минус 5К.
Т. е. 5-7см между трубами, и они начинают работать в одну сторону, при дельте 4К.

Страшен не паразитный теплообмен, а общая теплопроводность грунта.
Да и качество тампонирования, более весомый аргумент.

 

Да кто же спорит. Впечатления такие. Но в U зонде наличие паразитного теплообмена установленный факт. И с этим ничего не поделать.
ОК.
Но, с лямбда грунта мы что-то сделать можем? Нет? "Значит нужно искать пуговицу" (с)
Каждый выбирает зонд оптимальной для себя конструкции.
Любой зонд с наличием паразитного теплообмена будет работать пропорционально хуже.
В этом утверждение.

20-30% потерей эффективности можно пренебречь?
Если в коаксиале есть возможность его уменьшить будем утверждать что он полезен?

В этом плане термосифон рулит. Там паразитный теплообмен отсутствует.

 

Термосифон...Сделал, но неудачно. По факту, работает три трубы из восьми...
И тепло просто кончилось, в начале февраля.
Сейчас хватает едва поддерживать 18С.

Весной поставлю оголовок на каждую петлю. Что резко добавит ему стоимости.
Выйдет практически, как медный ДХ.
Единственное достоинство - можно снять тепла в сухом грунте.
В воде, ДХ победит.
ДХ на пропане - скорее выходит интересней в горизонт.

Вертикаль - это ДХ на 410-32 фреоне.

 

Еще раз для физиков теплотехников - любителей ПТО.
Зачем балансируют скважины (добиваются равной температуры обратки путем регулирования потока жидкости)? Чтобы истощение грунта шло равномерно. Если этого не сделать, то через короткую скважину пойдет больше жидкости, а через длинную меньше. И по факту мы будем НЕнормально юзать весь коллектор (часть вымораживать, а часть недоиспользовать). И в итоге не сможем утянуть ТН. Факт роста отдачи зондов путем балансировки лично мною проверен и имеет БОЛЬШОЕ значение (десятки процентов мощности). И благостно сказывается на температуре обратки в т. ч.

Теперь опускаемся на уровень 1 скважины. В отсутствие паразитного теплообмена у нас дельта быстро падает с глубиной. По факту 80% всей мощи отдает первые 50% глубины от устья.
Соответственно грунт тут остывает намного быстрее. Воронка холода становится шире.
В некий момент Ч - дельта (грунт-гликоль) по всей длине трубы сравнивается. Скажем везде становится 3 градуса. Только около дна это достигается при температуре грунта вплотную около трубы +7.
А около устья Тгрунта -2.
По факту мы переэксплуатируем (перенапрягаем) верхнюю часть скважины. И недоЮзаем низ.
Если мысленно поделить такую скважину на 2 части (типа две виртуальные скважины) - то у нас классический случай несбалансировки.

Я не знаю что там у вас показывает ваш эксель (и в чем фундаментальная ошибка модели).
Но точно знаю, что именно такая картина бытия и есть в скважине.
Через месяц работы в отдельно взятой скважине - ДЕЛЬТА ВЕЗДЕ ОДИНАКОВАЯ.
Если где-то дельта больше - то это может быть только водонос или пласт камня с высокой теплопроводностью. Если грунты сверху донизу примерно одинаковые - то дельта везде равна.

Таким образом победа над сколь угодно большим паразитным теплообменом - приведет только к изменению геометрической формы вовлеченного в теплообмен грунта.

С моей точки зрения цилиндр оптимальнее конуса (не могу доказать - на уровне чуйки).

Действительно " в рывке" (т.е. на протяжении нескольких дней) - коаксиал с отсутствующим паразитным теплообменом - будет давать большую температуру обратки (насчет мощности не уверен, но допускаю). Только этот эффект будет нивелирован на протяжении скажем 1 месяца работы (более вероятно, что 2 недель).

Стоит ли ради этого заморачиваться с центральной трубой (а главное как)? Замена на полипропилен - сузит проток - весь эффект сожрет циркуляционный насос.

Мне так кажется что замена SDR11 на SDR17 у наружной трубы или использование DUAL-коаксиала (как делаю я) даст больший энергетический эффект.
Опять же если хочется WOW эффекта то можно "ловить" водоносы (глубину их залегания) и вваривать на этих глубинах секции из металла (вместо ПНД) или ПНД SDR26.

Тут реально речь может идти и долговременном эффекте.

 

Кстати понял ошибку в вашей модели. У вас речь идет об одном теплообменнике. Но по факту скважина это каскад теплообменников. Сделайте модель из 10 теплообменников. Где гликоль входит в теплообменники последовательно (на входе -5). А грунт везде на входе +7 и мощность 40 Вт/метр, а на выходе как получится. Как бы 10 контуров с ТЭНами греющими воду до +7 градусов но с ограничением по мощности.
В общем я думаю вы уловили идею.

 

А можно кратко резюмировать по опыту:
пнд32, гликоль, -2...-4 из грунта, -5..-7 в грунт.
Какое расстояние между трубами в грунте минимальное, чтобы предотвратить/пренебречь паразитным обменом? В темах про многоэтажку обычно пишут, 0.5 м по горизонтали, 1 м по вертикали. А тут чуть не до десяти см снизили планку?

 

Чушь, простите. Для коаксиала в отсутствие паразитного теплообмена холодный теплоноситель опустится в нижний конец зонда и поднимаясь будет нагреваться. Таким образом большая тепловая нагрузка будет на нижние слои грунта.

О, оказывается о потерях на прокачке вы помните . А раньше предлагали повышать скорость циркуляции как панацею. Я вам даже вырожденный случай посчитал, - увеличил скорость в 100 раз чем виртуально превратил гликолевый зонд в термосифон. Вы шутки не поняли и не оценили...

А. теперь ясно. Заношу для себя вас в категорию "Не читал, но осуждаю".
В табличках условия пересчитываются для каждого погонного метра. Показан только каждый пятый метр для улучшения читаемости. Показан теплосьем в ваттах, температура теплоносителя. Плюс есть распределение температур грунта по удаленности от зонда.

Итого: если у вас недоразмеренный массив и вы паразитным теплообменом уменьшаете производительность зондов, - тут не поспоришь. Это можно .

 

Чушь, простите. Для коаксиала в отсутствие паразитного теплообмена холодный теплоноситель опустится в нижний конец зонда и поднимаясь будет нагреваться. Таким образом большая тепловая нагрузка будет на нижние слои грунта.

Это не чушь. Просто у вас холодный гликоль подается через центральную трубу. А у меня теплый гликоль через центральную трубу забирается. Я так думаю при скорости потока в 1 м/cек - естественная циркуляция (на вязком гликоле) и при дельте 5 градусов на 80-100 метров - это почти ничего. И решил сделать не так как все.

Можете подвести базу в чем я не прав и почему сделал неправильно.

 

Итого: если у вас недоразмеренный массив и вы паразитным теплообменом уменьшаете производительность зондов, - тут не поспоришь. Это можно .

С массивом у меня все в порядке. Шаг между скважинами 5 метров. От дома до ближайшей скважины - 7метров.
Скважины дуал-коаксиал 63х32 SDR17 по 70 метров (4шт) + 2 штуки по 100 метров.

Как показала эксплуатация - 70% всей энергии все равно дает водонос. Скважины где воды больше (есть одна, где вода стоит в 5 метрах от уровня земли) дают энергии в 1,5 раза чем те, где вода начинается на 40-50 метрах.

 

А это как обычно. В многоэтажке трубы можно развести далеко. Вот их и разводят (наверное и правильно - обратка тоже полноценно работает). А в скважине диаметром 140мм или 159мм - далеко это 8 см, а близко это 4 см. Вот и начинается надувание щек про паразитный обмен и борьбу с ним путем обертывания трубы фуфайкой.

Мне примерно так же лечили с теплым полом - что обратку в райне коллектора надо в гофру пихать, иначе будет "коротить" и масса бед случится и "тепло не пойдет". По итогу - с гофрой дельта 10 градусов (1 этаж) и без гофры такая же дельта (2 и 3 этаж).

 

О, оказывается о потерях на прокачке вы помните . А раньше предлагали повышать скорость циркуляции как панацею. Я вам даже вырожденный случай посчитал, - увеличил скорость в 100 раз чем виртуально превратил гликолевый зонд в термосифон.

Лично для меня шутка в принципе вся эта дискуссия. Сделайте одолжение уменьшите в своей модели циркуляцию в 10 раз мощность безусловно упадет - но посмотрим что получится - начнет ли тепло всасываться обратно в землю при паразитном обмене 300%.
По вашей логике паразитный обмен должен в принципе убить работу скважины.

И еще просьба просчитайте что будет, если центральная труба из меди (то есть паразитка 99,9%)
Остановится ли полностью отогрев или таки все будет работать по прежнему?

Когда то давно смотрел Разрушителей легенд - там решался вечный спор - насколько экономичнее с точки зрения бензина - открытые окна по сравнению с запущенной кондишкой.

Типа кондишка - ест топливо. А окна не едят. Какова же разница? в общем они час мяли булки с всякими умно-метрами и калориметрами. Пришли к выводу, что увеличение аэродинамического сопротивления автомобиля при открытых окнах увеличивает расход топлива в 3 раза больше чем потребление бензина кондишкой. Их это результат так шокировал, что они стали откручивать дворники, антенны, менять колеса на слики.
Так вот открутив все выступающие детали и поставив слики можно сэкономить почти 20% бензина. А кондишка ест меньше 1%.

Вот и тут - паразитный обмен - если даже такой эффект в принципе на что-то влияет (а на мощность он не должен влиять) - это такая мелочь в сравнении с остальным.

 

1) Жду просчет с медной сердцевиной.
2) Расскажите как вы победили паразитку? Пропиленом? Или анобтаниумом?

 

Сами считайте теплообменник труба в трубе. Уже предлагал это вам ранее. Жду результатов.

 

Что не выходит каменный цветок?

Зачем мне считать? Я и так знаю ответ - 0
Потому что даже от самого что ни на есть " "теплового короткого замыкания" - ничего не происходит. Потому что ЕЩЕ раз - коллектор - это коллектор, а не теплообменник.
В теплообменнике все линейно. Каждая пластина это скажем 0,2 градуса.

В "хорошо отработавшем" коллекторе в каждой точке дельта одинаковая. Достигается это разной степень вымороженности грунта вдоль скважины.
А раз дельта одинаковая - то и поступление тепла тоже одинаковое. Именно поэтому можно довольно точно считать мощность коллектора - длина умножить на Х ватт. Если бы Вы были правы - то два коллектора по 20 метров не равнялись бы 1 коллектору по 40 метров. Однако ж равняются!

В свеженьком коллекторе - который включили вчера - да - там могут быть любые чудеса. Допускаю, что в случае резкого изменения скорости потока или температуры гликоля на входе - тоже будет "переходный период".

Если вы подумаете хорошенько - ваша модель отражает процессы в коллекторе, который включили 5 минут назад. Все я думаю знают, что после того, как включили коллектор - сначала обратка +7 градусов, на второй день +5, на третий +3. А потом до весны +2 (плюс минус 0.5...1 градус в зависимости от погоды).
Вот разница между +5 и +2 и есть разница между свежим коллектором и состоянием долгосрочного равновесия.

 

Ладно последний довод. Берем идеальный теплообменник и хреновый.
В идеальном: жидкость А на входе 20 градусов. На выходе 0. Жидкость Б - на входе 0 градусов. На выходе 20.
В хреновом обе жидкости на выходе 10 градусов. В очень хреновом А на выходе 12 градусов. А "Б" - 8.
Таким образом качество и паразитный теплообмен поддаются наблюдению и измерению.

Теперь коллектор. Идеальный коллектор - на входе гликоль "-5". На выходе "+5".
Коллектор с паразитным обменом - на входе "-5" Сколько на выходе? Допустим "+2"

Как мы заметили на первом примере - "хреноватость" отражается на температуре обоих сред. Т. е. не может такого быть, чтобы температура жидкости "Б" изменилась, а температура жидкости А - осталась прежней.
Значит при работе хренового коллектора - грунт вокруг коллектора должен стать теплее (раз гликоль недогрелся). Скажем не +7 (как у идеального) ... А сколько +9? +10? Очевидно что чушь - с чего бы нагреваться (или меньше охлаждаться) земле то!
Тогда что остается?

Тогда должна упасть способность коллектора к всасыванию тепла (мощность). Эта способность есть интеграл от температуры гликоля в приграничной области x площадь коллектора х на теплопроводность стенки.

Грубо говоря средняя температура гликоля в коллекторе.

Еще раз:
Качество коллектора = мощность. Мощность - есть функция от средней температуры гликоля умножить на площадь на теплопроводность.
Площадь не меняется. Стенка тоже. Значит что? Растет температура гликоля?

Т. е. в хреновом коллекторе гликоль теплее.

Теперь берем это утверждение в рамочку и долго думаем - почему хреновый коллектор дает даже более теплый гликоль. Думаем думаем.
Приходим к выводу что БЫТЬ ТАКОГО НЕ МОЖЕТ.

Вывод - коллектор это черный ящик - как там внутри понамешан теплый и холодный гликоль - его личное дело. Главное средняя температура и площадь и теплопроводность стенки.
Получить более высокую среднюю температуру гликоля на согрев его невозможно.