Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Внешний контур для ТН
Диалог специалистов АВОК > ОБЩИЙ ФОРУМ > Нетрадиционные возобновляемые источники энергии
Страницы: 1, 2, 3
Lovly_al
И дея пришла так сказать от пасивного дома. Тобишь использования энергии земли для кондиционирования (пасивного) дома.

Я не хочу сказать что это какое-то ноу хау, думаю кто-то это уже использует. Я сначала искал расчеты в инете но ниче не нашел, а когда увидел это в реальности на одном из объектов продолжил свои познания в этом.

Есть несколько вариантов добычи тепла от земли, поле (но оно не подходит для кондиционирования разве что при низкой глубине прокладки), скважины, скважины с перекачкой с одной в другую, сважина с перекачкой воды наружу (ливневая канализация, ручей, озеро и т.д.).

Так короче говоря хватит лирики, суть в чем если выкопать колодец (как в обычном селе с водой) диаметром 1 м - 1,5м, глубиной метров 20. Магистраль делаем как обычно из ПЕ трубы гребенку тоже. В воду опускаем трубы Ду 40 из нержавечки (лямда выше) в трубах прокачиваем незамерзайку.
Что это дает не надо бурить кучу скважин. Я тут читал что у кого-то тепловые насосы работают в режиме -7/-12С . Вода в колодце ниже нуля никогда не опускается (поедтье в село в самый лютый мороз и наберите воду), максимум льод на поверхности. Температура тут дело такое, у всех по разному кто-то пишут по разному 4-10С в самые лютые морозы (я бы сказал зависит от региона).

Суть выше написаного какова кто-нибудь встречался с такими системами? Если да то как правильно расчитывать. Что могу сказать из того что видел для ТН висманн 9 кВт по теплу 3 контура Ду 40 из нержавки. Глубину колодца сказать не могу т.к. заказчик и сам не припоминает но говорит где-то 5- 10 м глубиной. Тепло тепловой насос нагоняет просто великолепно, буфер 950л разогревает до 60 спокойно. С пассивным холодом пока ничего сказать не могу т.к. он не подключен и не изветсно будет ли вообще!

Жду ваших соображений по этому поводу!
v-david
мы еще не в мусорке?
Lovly_al
Не понял это к чему?
happy Ann
Утопия!!!
Lovly_al
А можно подробней? А то так ни к чему не прийдем
Lovly_al
Мда форум вообще-то называется диалогом специалистов. А тут походу диалога нет. Пойду искать правду дальше...
v-david
форум не чат, будет время - ответят подробнее
seryi 52
Колодец можно представить как кастрюлю с водой, тепловой насос - холодильник. Кастрюля с водой в холодильнике замерзнет: а. если в ней не менять постоянно воду на теплую, б. если не подогревать ее еще как-то по-другому - физика!
Alex_
Цитата(Lovly_al @ 5.4.2012, 14:01) *
Пойду искать правду дальше...

Ничего искать не надо.
Подсчитайте теплоемкость воды в колодце и то время, за которое она начнет замерзать (температура упадет с 7С до 0С) при охлаждении пусть 6-ю киловаттами мощности.
Если хотите скурпулезно, подсчитайте (правильно!) тепловой поток от грунта к воде.
seryi 52
Единственный вам вариант рыть второй колодец: из одного брать воду, во второй сливать, но тут тоже надо соображать, что к чему.
Nashikovsky
Цитата(Alex_ @ 5.4.2012, 23:40) *
Ничего искать не надо.
Подсчитайте теплоемкость воды в колодце и то время, за которое она начнет замерзать (температура упадет с 7С до 0С) при охлаждении пусть 6-ю киловаттами мощности.
Если хотите скурпулезно, подсчитайте (правильно!) тепловой поток от грунта к воде.
Без тепла грунта или подземных вод и думать не о чем. Даже, если заморозить 10 м3 воды (с учётом охлаждения), получим: 10000 кг * 350000 Дж/кг / 6000 Вт / 3600 с/час = 162 часа = 6,75 суток. Без грунтового тепла даже при замораживании этого колодца и на неделю тепла не хватит. Нужно тщательно считать глубину колодца с учётом акуумулирующей способности воды, теплопритока от грунта, пиковой тепловой мощности и общего количества тепла за сезон.
Цитата(seryi 52 @ 6.4.2012, 4:11) *
Единственный вам вариант рыть второй колодец: из одного брать воду, во второй сливать, но тут тоже надо соображать, что к чему.
Этот вариант можно использовать только при использовании тепла грунтовых вод. В данном случае автор решил колодец использовать в качестве теплоаккумулирующего подземного контура.
Lovly_al
О отлично все оживились!). Все доводы вроде как объективны, особенно
Цитата
Без тепла грунта или подземных вод и думать не о чем. Даже, если заморозить 10 м3 воды (с учётом охлаждения), получим: 10000 кг * 350000 Дж/кг / 6000 Вт / 3600 с/час = 162 часа = 6,75 суток. Без грунтового тепла даже при замораживании этого колодца и на неделю тепла не хватит. Нужно тщательно считать глубину колодца с учётом акуумулирующей способности воды, теплопритока от грунта, пиковой тепловой мощности и общего количества тепла за сезон.


Но дело в том что есть уже смонтированная система, правда только по теплу хотя какая разница, судя по выше сказанному летом вскипит а зимой заморзнет. Но нет работает, всю зиму отлично проработало!. Я думаю здесь еще какой момент, система подключена через буфер тобишь насос постоянно не морозит колодец, а это всвою очередь дает время прогрется колодцу.
Я думаю вся пробле в том что мы не знаем как подсчитать за сколько времени прогреется колодец от интенсивности солнечных лучей в конкретный период и от недр земли. Но на практике работает! Да если соотносить буфер на кВт мощности то выходит 100л на кВт что значительно больше чем рекомендации допустим виссманна и будеруса.
seryi 52
Цитата(Nashikovsky @ 6.4.2012, 8:58) *
Этот вариант можно использовать только при использовании тепла грунтовых вод. В данном случае автор решил колодец использовать в качестве теплоаккумулирующего подземного контура.

Да ничего он не решил... wink.gif , этим мы сейчас как раз в данный момент и занимаемся helpsmilie.gif smile.gif и без второго как минимум колодца как пид дать ничего не выйдет, да и при наличии оного и то не факт.

ЗЫ! Автору на заметку. Меня эта тема на мысль натолкнула. Представим как рыть колодец 20 метров глубиной? С ума сойдет даже "Таджикспецстрой". laugh.gif А что если для этих целей применить подручный миниземснаряд - землесос. Бывают разные земснаряды, черпаковые например, тоже что плавучий экскаватор, а бывают вот землесосы. Принцип очень простой, как у ПЫлесоса, только водяной, сосёт смесь грунта и воды, которая называется "пульпа" и отводится на место свала. В роли такого земснаряда может подойти мотопомпа, а в помощь мотопомпе, для предварительного отрыва грунта от дна колодца можно применить мотобур, укомплектованный сотрудником "Таджикспецстроя". Мотопомпу и мотобур, как вариант можно взять в аренду, чтоб не покупать, для разовых работ. И таким уже образом вполне реально рыть колодцы значительной глубины. Может что-то толковое и получится из этого, если вырыть два х-о-о-о-роших колодца с правильным дебитом, на правильном расстоянии друг от друга, с правильной ориентацией относительно направления водоноса и переливать из одного в другой, отбирая калории в отопление дома. Но это ко всему прочему может быть не особо-то и законно так делать, хотя в частном порядке, на небольшую мощность может и стоит так делать. Если все получится, то это самый бютжетный вариант, после воздушников и самый энергоэффективный из всех существующих вариантов тепловых насосов, СОР может легко достигать порядка 5-6 круглый год и зимой и летом! Так что в целом может даже быть и перспектива массового развития данной технологии, применимо к сельской местности в отсутствии магистрального газа. Колодец - широко известное слово среди селян. "Колодец, колодец, дай воды напиться" smile.gif




Цитата(Lovly_al @ 6.4.2012, 10:20) *
Но дело в том что есть уже смонтированная система, правда только по теплу хотя какая разница, судя по выше сказанному летом вскипит а зимой заморзнет. Но нет работает, всю зиму отлично проработало!. Я думаю здесь еще какой момент, система подключена через буфер тобишь насос постоянно не морозит колодец, а это всвою очередь дает время прогрется колодцу.
Я думаю вся пробле в том что мы не знаем как подсчитать за сколько времени прогреется колодец от интенсивности солнечных лучей в конкретный период и от недр земли. Но на практике работает! Да если соотносить буфер на кВт мощности то выходит 100л на кВт что значительно больше чем рекомендации допустим виссманна и будеруса.


А можно фотки какие-нибудь, что у вас там за колодец такой и за система с огромными буферами smile.gif более подробное описание - диаметр, глубину, температуру воды в колодце, мощность ТНУ и так далее, чтоб более предметно можно было обсуждать.
VolosatovPA
кстати, чтобы колодец быстрее прогревался, можно над ним соорудить зенитный фонарь.
seryi 52
И еще мне кажется, какой бы там буфер небыл, больше чем колодец может дать тепла все равно не выкачеешь.
Lovly_al
Фоток нет, единственное что знаю, ТН 9 кВт, гребенка на 3 контура из труб ПЕ 40. Глубина колодца по словам заказчика 10-15 метров. Вода в колодце начинается примерно от 1 -1,2 м от поверхности земли.
seryi 52
Цитата(Lovly_al @ 6.4.2012, 11:57) *
1 -1,2 м от поверхности земли.

Дом на болоте что-ли стоит, вода метр от земли?
Lovly_al
Нет просто рядом водохранилище, подвала в доме нет, 1 этаж где-то 1,5 над землей. А расстояние до воды в колодце я сказал на глаз может и ошибся, просто вода не глубоко от поверхности.
seryi 52
М-м-м... водохранилище...

Цитата(Nashikovsky @ 6.4.2012, 8:58) *
Даже, если заморозить 10 м3 воды (с учётом охлаждения), получим: 10000 кг * 350000 Дж/кг / 6000 Вт / 3600 с/час = 162 часа = 6,75 суток.

По моим подсчетам если охладить 10м3 воды с +7С до 0С 6кВТ\час, то хватит всего примерно на 15 часов. Или я что-то не правильно посчитал?

Цитата(VolosatovPA @ 6.4.2012, 11:25) *
кстати, чтобы колодец быстрее прогревался, можно над ним соорудить зенитный фонарь.

И какой прирост тепла он может дать примерно? Это только днем, и то если не облачно и на время пока солнце в зените.
v-david
Цитата(Lovly_al @ 6.4.2012, 14:14) *
Нет просто рядом водохранилище...

Когда Вы что-то делаете для себя, за свои деньги, то можете устраивать хоть колодец, хоть днепрогэс. А если деньги заказчика, то тут вы уже обязаны - если иное не оговорено письменно - выполнить гарантированно работающую систему. Ваш колодец, как юнит, имещий параметр дебит, от этого параметра и зависит. Кончится "приход" воды в колодец Вас пригласят...
Ваша система относится к разряду "повезет/неповезет" и коммерческой ценности не имеет.
awlan
Цитата(Lovly_al @ 6.4.2012, 17:57) *
Фоток нет, единственное что знаю, ТН 9 кВт, гребенка на 3 контура из труб ПЕ 40. Глубина колодца по словам заказчика 10-15 метров. Вода в колодце начинается примерно от 1 -1,2 м от поверхности земли.

И все три контура лежат в одном колодце?
Расскажите про их конструкцию и погонаж.
Lovly_al
Цитата
Кончится "приход" воды в колодец


Может я что-то не так сказал, вода не кончится я ее не выкачиваю из колодца она там и остается ! Если вы имели ввиду что водохранилище исчезнит ну так и конец света не загорами)))
seryi 52
Цитата(v-david @ 6.4.2012, 14:14) *
Когда Вы что-то делаете для себя, за свои деньги, то можете устраивать хоть колодец, хоть днепрогэс. А если деньги заказчика, то тут вы уже обязаны - если иное не оговорено письменно - выполнить гарантированно работающую систему. Ваш колодец, как юнит, имещий параметр дебит, от этого параметра и зависит. Кончится "приход" воды в колодец Вас пригласят...
Ваша система относится к разряду "повезет/неповезет" и коммерческой ценности не имеет.

Вы правы, но не до конца, а в частности касательно коммерческой ценности. Во-первых повезет\неповезет, человек имеющий солидный опыт за плечами (к коим я лично не отношусь совершенно, но вспоминая нашего препода по гидрологии, геодезии и дноуглублению подозреваю, что все же такие люди существуют) может с какой-то долей вероятностью сказать ожидаемый результат и даже подвести под это расчетную базу, но соответственно не давая при этом никаких гарантий. А учитывая то, что этот вариант является самым бютжетным из всех самых бютжетных вариантов отопления тепловыми насосами (даже воздушник пригрывает из-за необходимости в дополнительном источнике тепла, в так называемую "холодную пятидневку"), при этом одновременно этот же вариант является и самым энергоэффективным вариантом из всех энергоэффективных, т.к. мы имеем стабильно положительную температуру теплоносителя на входе в испаритель на протяжении всего отопительного периода, коммерческая ценность прямо таки на лицо. Низкие капитальные затраты + энергоэффективность. Единственно довольно весомым нюансом может быть температура воды в колодце и как следствие значительно высокий требуемый её расход через промежуточный теплообменник, но вот чего не знаю того не знаю. Разумеется колодец должен не на открытом воздухе находиться, а в утепленном подвале дома или под зенитным фонарем с термостеклопакетом и тоже не могу сказать, что из этого для размещения колодца будет наиболее подходящим вариантом.
Lovly_al
Цитата
требуемый её расход через промежуточный теплообменник

Еще раз повторюсь промежуточного теплообменника не надо т.к. мы не качаем воду. Принцип кипятильника в кастрюле, внутри кипятильника течет допустип этилен гликоль и греет или подмораживает кастрюлю тем самым забирает холод или тепло.

По поводу размещения в подвале или под фонарем, хрен его знает ведь так исключается воздействие солнца и дождя в первом варианте. С другой стороны даже в неотапливаемом подвале тем-ра 5-18 град максимум. Что летом не позволяет перегреватся колодцу летом, а зимой промерзать, тяжело сказать как лучше!


seryi 52
Цитата(Lovly_al @ 6.4.2012, 16:01) *
Еще раз повторюсь промежуточного теплообменника не надо т.к. мы не качаем воду. Принцип кипятильника в кастрюле, внутри кипятильника течет допустип этилен гликоль и греет или подмораживает кастрюлю тем самым забирает холод или тепло.

С вашх слов объем воды находящейся постоянно в колодце составляет приблизительно 30м3, предположим, что вода темпреатруой +7С, соответственно грубо 30000000 грамм воды при дельта 7С дадут 210000 ккал, перводим в киловаты, получаем 244кВт и делим на 9кВт\ч, получаем 27 часов, но это не учитывая тепла, производимого электродвигателем компрессора при работе ТН. Не совсем понятно от куда берется тепло в вашем колодце в количестве 9кВт\ч, получается что с погонного метра приходит чуть ли не под киловат ежечасно, при глубине оного в 10 метров. Так что ли?
Lovly_al
Согласен что странно, буду пробивать монтажников которые это монтировали и вроде проводили расчеты. Потом поделюсь деталями!
v-david
Ошибся я. Не в мусорку, в песочницу.
v-david
кошмар какой-то
seryi 52
Ну так это и с самого начала было понятно, какой нахер колодец с 3 петлями!

Зато хоть я теперь сообразил на будущее технологию рытья реальных колодцев под ТН с "открытым контуром" - мотопомпа+мотобур+бодрый таджик, получится ну о-о-очень "бютжетно", и потом в любом случае дренажный колодец будет необходим, если даже на подачу бурить скважину с большим дебетом.

Прям уже представил таджика на лебедке с мотобуром в руках, метрах так на пятидесяти. Майна! Вира! Хельме, бельме, бешмане джамшут помпа шайтан! Гы-ы-ы!!!
seryi 52
v-david, вы вот в соседней теме приводите документ с расчетом односкваженной коаксиальной системы, это случаем не почти-ли тоже самое, что и вариант описанный автором этого топика?
Nashikovsky
Цитата(seryi 52 @ 7.4.2012, 17:42) *
v-david, вы вот в соседней теме приводите документ с расчетом односкваженной коаксиальной системы, это случаем не почти-ли тоже самое, что и вариант описанный автором этого топика?
Это не тоже самое.
  1. В коаксиале теплоноситель активно движется и за счёт турбулёнтности потока теплоотдача от стенки наружной трубы к нему значительно повышается. В колодце вода стоит и тепло к ней передаётся в значительной мере теплопроводностью. А у воды лямбда всего 0,5 Вт/м*К;
  2. Но самое главное, в предполагаемой схеме количество последовательных теплообменных процессов на 1 больше, чем в случае с коаксиалом, а располагаемый температурный напор между грунтом и кипящим фреоном меньше по условию незамерзания воды (градуса, думаю, на 4, а может, больше).
Без замораживания всей воды вы не сможете охладить грунт ниже +5оС даже в непосредственной близости от колодца, в то время как при использовании зонда грун можно локально и заморозить. Т.е., с грунта будет сниматься раза в два меньше тепла. И получается, что по площади теплосъёма колодец глубиной 20м и диаметром 1м будет эквивалентен 200м коаксиала диаметром 150мм.
v-david
seryi 52, я не понял вопроса. Сей колодец частный случай скважинного зонда, он получает тепло от окружающей действительности, больше неоткуда. Суть расчета количества скважин, необходимых для нормальной работы системы отопления на базе ТНУ сводится к определению объема массива грунта, который это количество теплоты может запасти с учетом местных условий. ВАЖНО: без скидки на грунтовые воды, они ваш бонус. Это принцип проектирования гарантированно работоспособных систем. А дальше Ваш выбор: либо Вы делаете так, либо примеряете доспехи господа Бога и говорите, что грунтовые воды я вам обеспечу. Они конечно будут, но когда и сколько не Вам дано знать. Обсуждаемая система типичный пример ловли удачи. Петрики.
seryi 52
Цитата(seryi 52 @ 7.4.2012, 14:42) *
...почти тоже самое...?


Цитата(Nashikovsky @ 7.4.2012, 16:33) *
...не тоже самое...


Цитата(v-david @ 7.4.2012, 16:34) *
Сей колодец частный случай скважинного зонда...


Это я и имел в виду, что если считать колодцы разновидностью скважин, то тогда описанный автором случай можно квалифицировать как "односкваженную систему". Вот тот самый документ который выкладывал уважаемый v-david в соседней теме Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Цитата(v-david @ 7.4.2012, 16:34) *
seryi 52, я не понял вопроса. Сей колодец частный случай скважинного зонда, он получает тепло от окружающей действительности, больше неоткуда.


Все верно! Только если дальше развивать мысль получается весьма интересно. К примеру мы закладываем однотрубный, как написано в приведенном вами доке, геотермальный теплообменник, который по сути одновременно вместе с этим может являться и некой емкостью определенного объема, скажем, диаметром 1,2м и высотой пусть будет, гулять так гулять, 50м, т.е. объем данной емкости составит порядка 56,5 м3 и это собственно, при желании, не предел. По мимо того, что труба диаметром 1,2м и длинной 50м сама уже по себе имеет площадь теплообмена 188,5м2, так еще и вода, которая в ней находится, может саккумулировать, за теплый период года, приличное количество энергии и в добавок ко всему еще и передать её в массив грунта, если предположим дополнить систему солнечным вакуумным коллектором.
Alex_
Народ, относительная дешевизна колодцев - это следствие наличия дешевой неквалифицированной и неопытной рабочей силы. Я разговаривал с человеком, 25 лет копавшим колодцы и повидавшим не одну смерть на этом "производстве". Поэтому мне просто смешон разговор о пятидесяти метрах , да, впрочем, о двадцати тоже.

Вариант: "крановая" шнековая буровая на грузовом колесном шасси за день набурит штук пятнадцать 10-метровых скважин диаметром 350мм. Цена будет очень даже адекватная. Туда пластиковую трубу спиралью, затем их свести на коллектор. Обратная засыпка тем же грунтом. Есть такая спираль у одной крупной немецкой трубной фирмы, только коротковата... Можно ее и самому смастерить под буровую.

По моим скромным оценкам, с одной такой скважины можно в долговременном режиме "снимать" 700...1000Вт.
Nashikovsky
Цитата(seryi 52 @ 7.4.2012, 21:14) *
Это я и имел в виду, что если считать колодцы разновидностью скважин, то тогда описанный автором случай можно квалифицировать как "односкваженную систему". Вот тот самый документ который выкладывал уважаемый v-david в соседней теме Нажмите для просмотра прикрепленного файлаВсе верно! Только если дальше развивать мысль получается весьма интересно. К примеру мы закладываем однотрубный, как написано в приведенном вами доке, геотермальный теплообменник, который по сути одновременно вместе с этим может являться и некой емкостью определенного объема, скажем, диаметром 1,2м и высотой пусть будет, гулять так гулять, 50м, т.е. объем данной емкости составит порядка 56,5 м3 и это собственно, при желании, не предел. По мимо того, что труба диаметром 1,2м и длинной 50м сама уже по себе имеет площадь теплообмена 188,5м2, так еще и вода, которая в ней находится, может саккумулировать, за теплый период года, приличное количество энергии и в добавок ко всему еще и передать её в массив грунта, если предположим дополнить систему солнечным вакуумным коллектором.
А вы заметили, что в своём сообщении от первоначальной идеи вы уже ничего не оставили, кроме аккумулирующей способности. Но на самом деле, даже 50-ти кубовый аккумулятор может быть только недельным, но никак не сезонным. Следует ещё добавить, что:
  1. Колодец ваш должен быть герметичным;
  2. Вместо чистой воды вы должны будете использовать раствор соли или спирта, т.к. могут возникнуть проблемы в ТН при её охлаждении вблизи 0оС;
  3. Стоимость рытья (или бурение) колодцев (в пересчёте на единицу боковой поверхности) получается меньше, чем стоимость бурения скважины только при глубинах до 10м, а дальше эта стоимость резко возрастает;
Понимаете, явного и значительного выигрыша не видно. Вам осталось провести все технические расчёты и показать нам ТЭО.
awlan
[quote name='v-david' date='7.4.2012, 22:34' post='757722']
Суть расчета количества скважин, необходимых для нормальной работы системы отопления на базе ТНУ сводится к определению объема массива грунта, который это количество теплоты может запасти с учетом местных условий.

Запасти? Или отдать за отопительный период. И если можно пример расчета.
v-david
Цитата(awlan @ 8.4.2012, 6:06) *
Запасти? Или отдать за отопительный период. И если можно пример расчета.

Нельзя отдать то, чего нет. запасти и отдать в данном случае практически одинаково. Пример расчета уже давал, смотрите здесь: http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=6...st&p=742556, кстати почитайте тему, она во многом сходна с этой, но глубже.
awlan
Цитата(v-david @ 9.4.2012, 1:57) *
Нельзя отдать то, чего нет. запасти и отдать в данном случае практически одинаково. Пример расчета уже давал, смотрите здесь: [url="http://forum.abok.ru/index.php кстати почитайте тему, она во многом сходна с этой, но глубже.


По Вашему "дай" и "возьми" одно и то же? Ведь мы хотим взять из скважины "халявное" тепло.
Пример расчета я просил конкрегный для России , а Вы опять отправляете к Американскому опыту проектирование. Кто-нибудь может рассказать про реальный объект, что хотели и что получили фактически.
v-david
а в России другая физика? другие принципы? другая земля? Или Вы хотите, чтобы вам написали отчет о проделанной работе или статью: как я делал тепловой насос? Вам не сюда. Здесь отвечают на конкретные вопросы и помогают советами, беллетристика в другом месте. Халявного тепла в скважине не бывает, только то, которое пришло (запаслось) летом, другого практически нет, по крайне мере в тех применениях, о которых идет речь.
awlan
1.Физика везде та - согласен.
2.Принципы расчета тоже.
3.А вот тут извините Рассея большая температуры грунта разные.
4. Я попросил поделится конкретным опытом, итогами работы что планировали и что получили. Говорят не сюда.
5.Если мы в скважину ничего, в виде тепла, не закачиваем, а только берем это не халява?
seryi 52
Цитата(Nashikovsky @ 7.4.2012, 21:43) *
А вы заметили, что в своём сообщении от первоначальной идеи вы уже ничего не оставили, кроме аккумулирующей способности.

Это не совсем так, я же написал, что площадь теплообмена составит порядка 188м2 и собственно это и не моя идея, я лишь попытался хоть каким-нибудь образом обосновать возможность использования колодца в системе отопления ТНУ. Раньше как-то для интереса прикидывал сколько по деньгам выйдет теплоаккумулятор на основе глауберовой соли на весь сезон, сумма получилась весьма внушительной и я от "думаний" в данном направлении временно отказался.

Но на самом деле, даже 50-ти кубовый аккумулятор может быть только недельным, но никак не сезонным. Следует ещё добавить, что:
    Варианты могут быть следующими:

    - учесть 200 м2 теплообменную площадь и возможное количество тепла саккумулированное грунтом вокруг колодца в процессе летней зарядки - раз;

    - бивалентный режим работы воздух\колодец - два;

    - "заправить" в колодец глауберовой солью и получить "супернеипацаконденсатор" - три;


  1. Колодец ваш должен быть герметичным;

    Ну в принципе это реально, читал на сайтах про строительство колодцев, жб кольца соединяют в замок на жидкое стекло и швы герметизируют.
  2. Вместо чистой воды вы должны будете использовать раствор соли или спирта, т.к. могут возникнуть проблемы в ТН при её охлаждении вблизи 0оС;

    Это можно решить при помощи промежуточного теплообменника, на выходе которого будет вода либо с температурой близкой к 0 либо так называемая "переохлажденная" ниже нуля, такое тоже возможно.
  3. Стоимость рытья (или бурение) колодцев (в пересчёте на единицу боковой поверхности) получается меньше, чем стоимость бурения скважины только при глубинах до 10м, а дальше эта стоимость резко возрастает;

    Стоимость погонного метра "под ключ" для клиента порядка 4000 рублей. По глубине, те кто роют колодцы под воду, пишут об опыте углубления до 36 метров, причем не особо разница 10 и 36 -ведро дольше поднимать.
Понимаете, явного и значительного выигрыша не видно. Вам осталось провести все технические расчёты и показать нам ТЭО.
seryi 52
Возможно, что цены, по которым я считал ТА на основе глауберовой соли, были неправильными.

Информация, кому интересно, отдельно была тема.

Тепловой аккумулятор (аккумулятор тепла) на основе сульфата натрия. Опыты с глауберовой солью.

Приготовление раствора.

Глауберова соль продается в обезвоженном виде (иначе ее было бы очень трудно хранить). Поэтому я взял примерно 2 литра горячей воды и начал растворять в ней сульфат натрия до состояния насыщенного раствора (т.е. до тех пор, пока соль не перестанет растворяться). В 2-х литрах растворилось примерно 600-650 мл соли. (мне удобно пользоваться объемными мерами, ввиду отсутствия точных весов). Плотность сульфата - примерно 1,5 Кг/литр, т.е. в литре растворилось примерно 450-480 грамм (что близко к справочным показателям - максимальная его растворимость в воде при 32,4° С, которая составляет 49,8 г в 100 г воды (в расчете на безводную соль). После тщательного двойного процеживания раствора через фильтровальную бумагу (фильтры для кофеварки), я приступил к опытам.

Проведение экспериментов.

Сульфат начинает растворяться в собственной воде с ростом температуры с огромным поглощением тепла. При температуре +32 градуса он становится густой жидкостью. А при охлаждении ниже этой температуры может начать кристаллизоваться и отдавать тепло назад. Количество тепла достаточно велико - 78,5 кДж/моль. Что эквивалентно количеству тепла, запасаемого водой, например (4,2 кДж/кг*град) в диапазоне либо несколько десятков градусов (!) одним литром, либо десятками литров воды! «Может» - потому, что если насыщенный раствор сульфата натрия находится а абсолютном покое, то кристаллов не образуется. Но если его переохлажденный раствор сотрясти или как то побеспокоить, то начинается лавинообразная кристаллизация с сильным разогревом. Раствор быстро нагревается до +32 и поддерживает эту температуру, пока весь не кристаллизуется. Т.е. в зависимости от обстоятельств и желания, можно получить запасенное тепло либо сразу, по мере остывания. А можно – по желанию, вызвал кристаллизацию переохлажденного раствора.

Нагрев с помощью электрической грелки раствор до 45 градусов (примерно до такой температуры я рассчитываю заряжать свой теплоаккумулятор в эко-доме) я установил ее место, где она не подвергалась вибрациям, дополнительному нагреву или охлаждению и достаточно прохладное место. Т.е. в погребе (фактически - подвал дома и будет погребом, так что условия схожи). Температура окружающего воздуха +10 градусов.

Результаты проведенных испытаний вы видите на графике:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Пояснения:

Синий график – график остывания воды. Как видите, тут никаких «приключений». Вода остывает по обратной экспоненте, стремясь к температуре окружающего ее воздуха. И чем меньше разница температуры между водой и воздухом, тем медленнее идет остывание.

Красный график - график остывания насыщенного раствора с внесенной затравкой. Дело в том, что для того, что бы началась естественная кристаллизация в растворе, необходимо наличие какой-либо неоднородности. Обычно ею служит некоторое количество нерастворенной соли на дне сосуда. Т.е. раствор немного пересыщен. По мере остывания раствора, в точке «А» началась кристаллизация соли в бутылке и процесс остывания резко замедлился. Тепло, выделяющееся при кристаллизации нагревало сам раствор и компенсировало теплопотери. Так продолжалось до точки «В».

Следует учитывать, что я фактически измерял не температуру раствора, а температуру поверхности бутылки. Но именно это и важно, поскольку воздух в теплоакккумуляторе будет контактировать не с раствором, а именно с поверхностью канистр, в которых будет находится теплоаккумулирующее вещество, вода или раствор сульфата натрия.

В точке «В» кристаллы заняли примерно 4/5 объема бутылки и выделение тепла замедлилось, хотя ее верхняя часть все еще была на ощупь ощутимо теплее той зоны, в которой находился термометр. Очевидно, что просто передача тепла внутри самой бутылки замедлилась и термометр перестал фиксировать ее.

Зеленый график - график поведения переохлажденного раствора. Раствор без затравки был просто охлажден до +15, а на следующие сутки в нем была вызвана кристаллизация (фактически – прикосновением к бутылке). Сразу начали расти кристаллы по всему объему бутылки, а бутылка фактически мгновенно разогрелась до 27 градусов (наружная температура поверхности). После разогрева часть кристаллов снова «расплавилась» и раствор перешёл в равновесное состояние. Т.е. кристаллизовалась только та часть раствора, необходимая на поддержание температуры равновесия.

Выводы.

Как видим из графиков, теплоаккумулятор с использованием раствора сульфата натрия обеспечивает значительно большее количество запасаемого аккумулятором тепла, практически в 8-10 раз, по сравнению с простой водой. Причем температура раствора находится в самой комфортной температурной зоне для человека - + 20-27 градусов!

Формально можно сказать, что 100 литров раствора могут заменить примерно 1 тонну воды по теплоемкости.

Но наряду с этим достоинством проявляются и его определенные особенности. Не хочу писать «недостатки» потому что они могут обернутся и дополнительными достоинствами, смотря как ими распорядиться.

В частности, достаточно трудно вызвать «монотонную» кристаллизацию раствора, т.е. естественную, в процессе остывания. Это можно сделать затравкой, но тогда процесс становится неуправляемым. Поэтому, очевидно придется придумать какой то прибор с термодатчиком, который бы срабатывал и вызывал кристаллизацию раствора при его охлаждении, например до 20-24 градусов. С другой стороны, следует предусмотреть возможность управления этим прибором вручную. Тогда в ситуации, когда тепловой аккумулятор разряжен до 20 градусов и хотелось бы поднять его температуру за счет кристаллизации раствора сульфата, НО прогноз погоды в ближайшее день-два обещает потепление или просто солнечные дни, которые позволят подзарядить теплоаккумулятор, можно будет лучше немного «потерпеть», но сохранить потенциал ТА полностью. И в конце-концов, ТА - это не один большой бассейн, а набор емкостей с водой или раствором сульфата. И кто мешает организовать достаточно гибкое управление им, что бы начинать кристаллизацию раствора по частям.

Так же следует провести и небольшой экономический анализ целесообразности применения сульфата натрия. Он хотя и недорог, но не бесплатен. Стоимость его – 7-8 рублей за килограмм. А 1 килограмм соли (сухой) дает нам 2,5 литра насыщенного раствора.

Допустим, мы купили 1 тонну соли, что даст нам 2500 литров раствора. И обошлось нам это примерно в 8000 рублей. Теперь давайте сравним.

8000 рублей - это примерно 5000 чистых кВт электроэнергии, или 18.000 МДж тепла. КПД электронагревателей близко к 100%.

8000 рублей - это примерно 5 кубометров дров (3000 кг). Это, с учетом КПД печи даст нам примерно 20.000-25.000 МДж тепла

Просто бесплатная вода (2500 литров) остывая с 40 градусов до 20 (когда еще есть смысл отнимать у нее тепло для обдува помещения воздухом такой температуры) Не отдает 200 МДж

А 2500 литров сульфата натрия дадут нам тепла соответственно в 6 раз (берем по минимуму) больше. Т.е. 200 х 6 = 1200 МДж.

Получается, что прежде чем затраты на сульфатный теплоаккумулятор окупятся, он должен будет совершить как минимум полных «оборотов» 15 по сравнению с электричеством, и 20 по сравнению с дровами.

С одной стороны, затраты на теплоаккумулятор являются разовыми и будут «отбиваться» достаточно долго, очевидно 2-3 года. А за электричество можно платить малыми дозами, и дрова можно использовать «случайные» - валежник вдоль дорог, всякое деревянное старье и отходы. А с другой стороны, и дрова, и электричество можно сжечь только 1 раз. И потом придется вновь тратить очередные «8000 тысяч» на них. А теплоаккумулятор будет служить долгие годы, возможно – десятилетия…

Поэтому тут уж каждый решает сам - стоит ли тратиться на сульфат натрия, или просто увеличить объем обычного водяного теплоаккумулятора в 6-10 раз, и строить ли его вообще… Очевидно, что использование сульфата - выход для тех, кто не может себе позволить достаточно объемный теплоаккумулятор на обычной воде или гравийно-каменнный.

Alex_
Все замечательно.
Два вопроса:
1) сколько тепла, для каких целей, и на какой срок запасаем.
2) геотермальное тепло, запасенное в грунте и используемое тепловыми насосами, восстанавливается за лето само по себе. Чтобы восстановить аккумулятор на основе сульфата натрия, нужна температура выше 32С, так? То есть нужны специальные мероприятия, например гелиоколлектора, а это расходы, и немаленькие.
seryi 52
Цитата(Alex_ @ 9.4.2012, 23:34) *
Все замечательно.
Два вопроса:
1) сколько тепла, для каких целей, и на какой срок запасаем.

К примеру под отопление, на сезон 22748кВт\ч, с таким вот графиком расходования http://www.mitsubishi-aircon.ru/software/c...amp;calc=result .

2) геотермальное тепло, запасенное в грунте и используемое тепловыми насосами, восстанавливается за лето само по себе. Чтобы восстановить аккумулятор на основе сульфата натрия, нужна температура выше 32С, так? То есть нужны специальные мероприятия, например гелиоколлектора, а это расходы, и немаленькие.

К слову о расходах и тепловых процессах, сколько будет стоить гелиосистема для этих целей не возьмусь сказать, а вот герметичный ЖБ колодец с монтажем и материалами "под ключ" диаметром 1,5м 3000 рублей, конечная цена за п.м., думаю вполне реально, заправленный раствором глауберовой соли 7000 рублей м.п. d1,5м. Единственно не понятно теперь как все это считать - с одной стороны у нас грунт, с другой раствор глауберовой соли?

Вот, взял из темы "Абсорбционный чиллер+солнечный коллектор", вы там тоже кажется принимали участие.


Цитата(chekin @ 13.2.2012, 12:06) *

У меня на даче стоят 3 вакумных коллектора , которые даже в марте месяце , севернее Москвы на 200 км, легко нагревают теплоноситель выше 100 град. больше 105 не пробовал, боялся расплавить пластиковые трубы, хотя всё равно расплавил..
Выработка в солнечный день достигает 20 кВт час.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


seryi 52
В данном варианте также необходимо учитывать отдачу от работы гелиоколлектора и в зимний период, а также возможно и возможную пользу в летний, помимо зарядки ТА.

Ух сколько всего тут нужно учесть!!! Теплоприем и теплоотдачу грунта, если колодец дополнительно не теплоизолировать, свойства глауберовой соли и ко всему прочему работу геллиосистемы. Определить, в связи с этим, оптимальные габариты колодца - соотношение диаметр\глубина\динамика теплообмена с грунтом.
seryi 52
Да-а-а..., задачка не самая простая, но её решение может оказаться весьма благодарным занятием.

Из того, что уже есть, просматривается всеже относительно невысокая величина капитальных затрат, при довольно высокой эффективности, учитывая положительную температуру теплоносителя на входе в ТН, в течение всего отопительного сезона, наличие геллиоколлектора, КПД которого составляет порядка 90%, отсутствие необходимости "пахать весь огород" и возможно даже хорошие сроки окупаемости, так как все тот же геллиоколектор, который весьма затруднительно использовать в зимний период, компенсирует этот недостаток в летнее время, по полной "отрываясь" на зарядке ТА.
Lovly_al
Да идея сброса тепла от гелиоколлектора в колодец, имеет право на жизнь но вот только солнце не постоянно и расчет надо делять на максимальный режим (летний).

А вот поповоду ТА на основе сульфата натрия., есть пару вопросов:
- я так понял что мы греем воздух в колодце с помощью канистр в которые наполнены сульфатом натрия, так ли это?
- а как вызывается кристализация его и как происходит возвращение в исходное состояние? Можно об этом поподробней.
seryi 52
Цитата(Lovly_al @ 10.4.2012, 12:30) *
Да идея сброса тепла от гелиоколлектора в колодец, имеет право на жизнь но вот только солнце не постоянно и расчет надо делять на максимальный режим (летний).

А вот поповоду ТА на основе сульфата натрия., есть пару вопросов:
- я так понял что мы греем воздух в колодце с помощью канистр в которые наполнены сульфатом натрия, так ли это?
- а как вызывается кристализация его и как происходит возвращение в исходное состояние? Можно об этом поподробней.

Канистра = колодец, все подробности здесь.
Lovly_al
Спасибо за ответ, краткость сестра таланта. Сразу все стало понятно...
seryi 52
Цитата(Lovly_al @ 10.4.2012, 17:01) *
Спасибо за ответ, краткость сестра таланта. Сразу все стало понятно...

На самом деле я знаю меньше вашего, потому как, в отличии от вас, не сталкивался с этим явлением, так сказать, "лицом к лицу". Думаю, что и у других тоже вряд ли есть достаточный опыт подобных технических решений. Может кто и делал ТА на основе глауберовой соли своими руками, но судя по теме, посвященной непосредственно самим ТА, таких людей, вероятно, крайне мало, а имеющийся практический опыт очень скуден и тот кажется лежит больше в области ТА на основе парафина. Поэтому тут все как с чистого листа, думайте, считайте, вычисляйте сами, никто за вас этого делать не станет, выносите на всеобщее обозрение свои расчеты, если считаете нужным и т.д. С чего вы решили, что канистры будут греть воздух в колодце, зачем им там его греть, там что у вас воздушный тепловой насос будет стоять что-ли, вы же сами писали, что в колодце жидкость, вода?

Пытаюсь осмыслить ТА на основе глауберовой соли, который по совместительству должен или не должен также являться и геотермальным зондом. Не могу пока никак найти данных по теплопроводности глауберовой соли в различных её агрегатных состояниях, а так же до какой температуры можно "переохладить" расплав без провоцирования процесса кристализации и какая у него температура кипения и испарения, что происходит когда процесс кристализации достигает равновесного состояния, в котором часть вещества уже кристализировалось, а часть все еще продолжает находиться в расплавленном состоянии? Потом, что будет происходить с массивом грунта вокруг колодца, если пытаться разогреть ТА до относительно высоких температур, каким, исходя из этого, должен быть температурный режим заряда\разрядя ТА, а следовательно объем и геометрия?

Соответственно экономика - что выгоднее: классический контур или вот такая вот, еще не до конца понятная, "инновация", сроки окупаемости и т.д.?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Форум IP.Board © 2001-2025 IPS, Inc.