Геотермальный теплосборный коллектор "многоэтажка"

Хочу научиться делать без грязи

 

Ну тогда надо брать за основу технологию Тавмана. Покупать бурилку, покупать лицензию, приезжать и проходить обучение.

 

Мы кстати бурим зонды под гибридные контура на 10-12 метров, без каких либо проблем ... (когда без этого не обойтись...)

Глубинные зонды бурить вообще никогда не будем...

P. s. Посмотрите ради интереса скорость теплопереноса в глубине недр, поймете почему, т. к цифра там просто ничтожная...

 

Разные задачи у разных фирм...
Мы стараемся "вести" клиента с момента первого обращения и до финиша (запуск ТН и гарантийное-послегарантийное обслуживание).Год-два заки позванивая нам стараются обойти ВСЕ "ГРАБЛИ". Т. е. сделать правильный ввод в дом, правильно смонтировать систему отопления, оптимально утеплить в процессе строительства свои и дома и т. п.
Как правило заказчики покупают новые земли (необработанные), копают фундамент, оставляя кучи грунта и т. п. Т. к. строится основная масса населения поэтапно, то и до стадии планировки участка стараемся заложить контура. Потом ливневки, канашки и прочие подземные коммуникации.
Так что армогедон на участке это на 2-3 дня. Далее после первой зимы как правило контура максимально уплотняются и проблем не вызывают, что является очень большим плюсом в отличии от бурения. Не все как Тавлан правильно производят тампонаж скважин...
Некоторые вообще этого не делают, ссылаясь на то что само обвалится...
Не обваливается уж поверьте.
На фотках что выше выложил Игорь, заказчик весной будет насыпать грунт около 0,5 м. Далее планировка, горки и т. п.
Для облагороженных, обустроенных участков как правило находим компромиссы.

 

У меня проблем с усадкой ГК нет. 30 Июля закопал, в начале октября уже ездил кран и миксер с бетоном - проблем не было. До сих пор загоняю на ГК машины для разворота, т. к. дорога пока заканчивается у моих ворот.
"Лунный пейзаж" был где-то месяц, потом трава выросла- и не скажешь, что такой объем перекопан.

 

Так вертикально бурят только шабашники с прялками. У Тавмана установка позволяет положить зонд горизонтально, насколько я понимаю.
Ну а скорость переноса зависит от наличия грунтовой воды.
И самое интересное, в МО есть места, где температура грунта доходит до 20С. Или торфяники внизу, или ещё какая аномалия. Таких мест ни одно. И в данном случае как раз глубина имеет значение.

А ко мне приходят когда коробка/крыша готовы и надо "что-нибудь придумать...". И придумываем, без проблем.
И таких заказчиков 90%.

 

Подбираю циркуляционный насос для своей "многоэтажки" в 4 этажа.

В обводненном суглинке по опыту получается 80-100 Вт/м погонный. Для своего необводненного суглинка принимаю для расчетов 70 Вт/м, получаю для моих 135 м около 9,5 кВт. Для среднего COP=4 для такого геоконтура нужен ТН мощностью около 11-12 кВт.

Для передачи 9,5 кВт тепла 20% спиртовым раствором (удельную теплоемкость принимаем на уровне 3,5 кДж/(кг*°С). Разницу температур принимаем 4-5 градусов.

Расход рекомендуется считать по формуле

Q (м3/ч) = 0,86 x P (кВт)/dt

0,86 - этот 1 кВт/1.163 кВт*ч (вторая цифра - сколько энергии нужно для нагрева 1 м3 воды на 1 градус). Для раствора спирта при теплоемкости, допустим, 3,5 кДж/(кг*°С), применяем коэффициент 1,2.

Получаем

Q = 0,86 x 9,5/4*1,2=2,45 м3/ч

Это общий расход. Для каждой ветки получаем как 1/8 от этого значения, т. е. 0,3 м3/ч
Подставляем это значение в калькулятор для расчета падения напора в трубах

Исходные данные:
Внутренний диаметр трубопровода: 30 мм
Эквивалентная шероховатость трубопровода: 0.004 мм
Длина трубопровода: 135 м
Кинематическая вязкость жидкости: 0.000001 кв. м/с
Расход жидкости: 5 л/мин
Вычислено: Площадь сечения трубопровода: 0.00070686 кв. м
Относительная шероховатость трубопровода: 0.00013333333333333
Скорость течения жидкости: 0.11789227475502 м/с
Число Рейнольдса: 3536.7682426506
Режим течения: Переходный (премежаемость ламинарного и турбулентного течений)
Коэффициент гидравлического трения: 0.03811793767849
Потери напора по длине: 0.12151044225652 м

Потеря напора в параллельных трубопроводах равна потере напора в одном из них. Допустим, в теплообменнике ТН теряется около 0,5 м, в коллекторе допустим еще 0,2м и в участке от коллектора до ТН (30м ПНД-40) теряем еще 0,3м (там калькулятор выдает уже турбулентный поток для 34 л/мин).

Т. е. получается, что для прокачки геоколлектора нужно насос с расходом 2,5 м3/ч и напором 1-1,2м? Это так или где-то ошибка в моих расчетах?

 

@Leo2, теплоемкость 20% спирта где-то 4.3.
Вязкость, сильно зависит от температуры и от раствора, калькулятор для воды не подходит совсем.

 

Как она может быть больше, чем у воды? Я сначала для расчетов брал 20% с 4, для расчетов выше использовал 3,5 и 50%, чтобы с запасом.
Если брать 4,2 (воду), то расход менее 2 м3/ч, соответственно потери напора еще меньше.
Сомневаюсь в части расчета для напора для параллельных трубопроводов. Их действительно можно принять равными потере напора в одной трубе (учитывая, что они все одинаковые)?

Вообще, по практике - какой насос на геоконтур примерно в 10 кВт ставят? Понимаю, что для моего случая типичный может сильно отличаться, но все-таки. Специально выбрал ТН с наружными насосами, чтобы не переплачивать за запас производителя на все случаи жизни. На теплой стороне вообще может обычный 25-40 подойти...

 

Не знаю, я не физик, магия наверное...
Вот таблица: https://chem21.info/page/215114056042205079069024077220157099054079109145/

У меня UPS 25-80 стоит на 6х50м

На дом лучше не занижать, иначе проток будет низкий.

 

У меня схожие параметры: труба до коллектора 40 полипропилен, а от него 12 параллельных веток из ПНД 32 примерно по 100 метров. Насосы что на теплый контур что на улицу одинаковые стоят - справляются 25-40 вроде. Залит спирт 20%.
Параллельные ветки, как и в случае с электричеством, уменьшают сопротивление - чем их больше тем насосу легче.

 

Хм. действительно. Ну, тогда еще лучше. Теплоемкость больше, вязкость меньше. Можно тогда коэффициент 1,2 не применять. Хотя запас надо все равно давать, посчитать потери напора на поворотах и в коллекторе и других фитингах задача совсем не простая, и все равно решение может отличаться от практических результатов.

На дом трубу сделаю 40, расстояние около метра до коллектора. Должно хватить любого насоса на такую мощность.
Данные @filipe это подтверждают.

 

Вязкость как раз больше и в разы, особенно при минусовых температурах.
У изопропила хуже, чем у этила. Как течет вонючая незамерзайка на морозе все знают.

Есть еще теплопроводность, вот она ниже, чем у воды: https://chem21.info/page/154068150183233033058153036197156105104064243137/

 

Я имел ввиду по сравнению с водой. вода при минусе вообще не течет.
А насколько этиловый от изопропилового по вязкости отличается?

 

Сам спирт или раствор? Спирты отличаются, раствор на основе спирта при рабочих температурах -2, -4 не очень.

Про расчет потерь напора в параллельных ветках.
Ветки по протоку нужно балансировать, чтобы одинаковый литраж прокачивался. После балансировки самая короткая ветка и следовательно с самым низким гидравлическим сопротивлением станет равна самой длинной. Отсюда вывод: считать по самой длинной. Ну и конечно не забывать о делении потока. Пример: через одну трубу протекает 1000л/час, через две одинаковые и параллельно включенные уже 500л/час. Сопротивление от трения теплоносителя о стенку трубы зависит в основном от объема прокачки. Зависимость квадратичная. Это значит, что с уменьшением протока в 2раза потери на трение снижаются не в 2 раза, а значительно больше.