Как использовать тепло Земли ?, система отопления на геотермальных источниках тепла Опции

[Гость_Майкл_*]

А почему никто не говорит о том, что теплопроводность льда и замерзшего грунта выше воды и талого грунта?
Разве это не повлияет положительно на теплосъем? И необходимая мощность для грунтового контура при 5 Квт на выходе не 5Квт, а около 3, 5 - 4 Квт, остальное- электропривод.

[Гость_Майкл_*]

А почему никто не говорит о том, что теплопроводность льда и замерзшего грунта выше воды и талого грунта?
Разве это не повлияет положительно на теплосъем? И необходимая мощность для грунтового контура при 5 Квт на выходе не 5Квт, а около 3, 5 - 4 Квт, остальное- электропривод.

[Alex_]

А почему никто не говорит о том, что теплопроводность льда и замерзшего грунта выше воды и талого грунта?

Потому что все с точностью до наоборот. Лед - теплоизолятор (в сравнениии с водой и влажным груном)

[дед марос]

.. Ващет я имел в виду, что баланс наступит в р-не 0-5гр.С Хотя с влажным глинистым грунтом , практически температура будет на уровне+2,при данных значениях теплосьема. Ну и конечно какая зима...

[Гость_Майкл_*]

Мне кажется количественные оценки температуты стабилизации наружного контура не просчитываются в плюсовом диапазоне температур с достаточной достоверностью.( В критичных областях)
Попытки сделать какое то обобщение этих параметров в программе Моден
http://www.energovent.com/articles/index.php?art=10
Да и то вопросов достаточно. А с автором связаться не удалось.
Инструменталка нужна, тогда все на место встанет.
По буровым контурам вообще ничего серьезного, кроме общеизвестных методик упрощенных. Так что чс этим колодцем, сколько участников, столько мнений.

[дед марос]

Мне кажется количественные оценки температуты стабилизации наружного контура не просчитываются в плюсовом диапазоне температур с достаточной достоверностью.( В критичных областях).

Абс. согласен. Как всегда, к расчетам добавляем поправку на практический опыт,как и в данном случае

[Alex_]

А в минусовом диапазоне температур грунта наружный контур толком не работает.

[Гость_Майкл_*]

С помощью этой программы можно получить количественные характеристики, аналогичная программа есть у Битцер, но эта удобнее, да и компрессора применяются чаще.
http://www.ecopeland.com/download.cfm?&lan=13

[Igor Barishpolet...]

Кто сказал, что в Росии ТН не "катят"?...
Мы просто отстали от жизни!...
Возьмем, к примеру, наших стариков. Явный пример применения ТН - погреба. Земля - наиболее подручный аккумулятор и теплоизолятор. Недавно сделал расчет одного погреба для знакомого по поводу вентиляции. Как результат - требуется на погреб 4х2х1,8 м - 12 м3/ч воздухообмена для того, чтобы в Московском регионе в теплый период года погреб не перегравался выше плюс 10оС, а зимой не переохлаждался ниже плюс 5оС....
Если применить принцип подобия, тогда вполне возможно аккумулировать энергию с большими параметрами (температура для охлаждения минус 27оС, температура для нагревания плюс 80оС). В качестве источника используется, например, солнечный коллектор.

[December]

Максималная температу воды на выходе из конденсатора теплового насоса имеет максимальное значение у разных производителей от 45С до 70С (в среднем 50С). От чего зависит этот предел? от хладагента, от компрессора? или ....

[дед марос]

.. от хладогента- на фреоне предел 60грС ,выше-аммиачные машины и т.п.
..от компрессора- при подборе оборудования надо смотреть предельную температуру конденсации компрессора.
.. от хладогента-разные хладогенты, или азеотропные смеси хладогентов имеют разную температуру кипения (и эффективность)
а вооще- это уже в другую ветку ВАМ

[Гость_Майкл_*]

От применяемого фреона и здравого смысла , как его понимает производитель. Нормальный предел для общеприменяемого 407С - 65С, 134а-75С, минус теплообменник, минус нежелание "давить" железо до предела в ущерб долговечности. И важное- с повышением температуры на выходе падает коэффициент преобразования. Связать все это в стройную математически просчитываемую схему- сложная задача.
Последнее- заявления некоторых производителей о 75С на выходе как о конкурентном преимуществе их продукции- как бы помягче сказать- ну понятно...

[December]

Задача. нужно нагреть 4 м3/ч с 5гр.С до 55гр.С
для этого нужно: 1,16*4*(55-5) = 232 кВт.

Испоьзуем тепловой насос рассольно-водяной (земляные зонды) с температурой на выходе из испарителя 0гр.С (например)


1) если мы греем воды тепловым насосом до 30гр.С, то потребуется на дополнительный нагрев: 1,16*4*(55-30) = 116 кВт.
Из этого следует, что ТН должен выдавать тепловую мощность: 232 - 116 = 116 кВт.

Как я понимаю, производительность ТН можно регулировать без больших изменений КОП, на КОП в основном влияет разница температур между испарителем и конденсатором.
Поэтому для подобранного ТН (289 кВт-тепла; 67 кВт-электричества при температуре выхода воды из конденсатора 30гр.С) можно принять что при 116 кВт тепла он будет потреблять электроэнергии: 116/289*67 = 27 кВт.
Общая электрическая мощность составит 116 + 27 = 143 кВт.

2) если мы греем воды тепловым насосом до 50гр.С, то потребуется на дополнительный нагрев: 1,16*4*(55-50) = 23 кВт.
Из этого следует, что ТН должен выдавать тепловую мощность: 232 - 23 = 209 кВт.

при этом выбранный ТН с температурой выхода воды из конденсатора 50гр.С дает 265 кВт тепла и потребляет 103 кВт электричества.

получаем электрическую мощность 209/265/103 = 81 кВт.
Общая электрическая мощность составит 81 + 23 = 104 кВт.

Есля я правильно посчитал.???

для данных условий получается, что нагревать воду сначало до 50гр.С (при меньшем КОП) выгоднее, чем до 30гр.С, а потом дополнительно до 55грС. В сязи с этим я и хотел узнать предельные температуры выхода воды из конденсатора.

P.S. Этот расчет делаю для диплома, приготавливаю горячую воду для многоэтажного дома с помощью ТН, завтра надо все подписывать, но хочеться узнать правильность подхода к решению данной задачи.

и по поводу фреонов. Вроде, R22 по показателям КОП превосходит R407С из-за меньшей мощности потребляемой компрессором при сжатии в данных диапозонах температур. R22 также и дешевле. Его сейчас меньше применяют только из-за наносимого вреда окружающей среде или есть технические причины?

[Гость_Майкл_*]

для данных условий получается, что нагревать воду сначало до 50гр.С (при меньшем КОП) выгоднее, чем до 30гр.С, а потом дополнительно до 55грС. В сязи с этим я и хотел узнать предельные температуры выхода воды из конденсатора.
и по поводу фреонов. Вроде, R22 по показателям КОП превосходит R407С из-за меньшей мощности потребляемой компрессором при сжатии в данных диапозонах температур. R22 также и дешевле. Его сейчас меньше применяют только из-за наносимого вреда окружающей среде или есть технические причины?

В расчеты, извините, не вдавался, но вывод верный, однозначто и логика правильная.
По поводу сравнения 22 и 407С- по абсолютному большитству параметров R-22 превосходит R-407С (теплотехнические, цена, ремонтопригодность, технологии заправки, материалы конструкции). Вред окружающей среде - сравнение по этому параметру неоднозначно и сомнительно, но официально производителями продвигается как основное преимущество. Вам не стоит озвучивать это преподавателям, но это корпоративная политика производителей , обеспечивающая им забег по времени и еще некоторые конкурентные преимущества. Здравый смысл и забота о потребителе здесь не причем.

[Гость_Insolar_*]

Задача. нужно нагреть 4 м3/ч с 5гр.С до 55гр.С
для этого нужно: 1,16*4*(55-5) = 232 кВт.

Испоьзуем тепловой насос рассольно-водяной (земляные зонды) с температурой на выходе из испарителя 0гр.С (например)
1) если мы греем воды тепловым насосом до 30гр.С, то потребуется на дополнительный нагрев: 1,16*4*(55-30) = 116 кВт.
Из этого следует, что ТН должен выдавать тепловую мощность: 232 - 116 = 116 кВт.

Как я понимаю, производительность ТН можно регулировать без больших изменений КОП, на КОП в основном влияет разница температур между испарителем и конденсатором.
Поэтому для подобранного ТН (289 кВт-тепла; 67 кВт-электричества при температуре выхода воды из конденсатора 30гр.С) можно принять что при 116 кВт тепла он будет потреблять электроэнергии: 116/289*67 = 27 кВт.
Общая электрическая мощность составит 116 + 27 = 143 кВт.

2) если мы греем воды тепловым насосом до 50гр.С, то потребуется на дополнительный нагрев: 1,16*4*(55-50) = 23 кВт.
Из этого следует, что ТН должен выдавать тепловую мощность: 232 - 23 = 209 кВт.

при этом выбранный ТН с температурой выхода воды из конденсатора 50гр.С дает 265 кВт тепла и потребляет 103 кВт электричества.

получаем электрическую мощность 209/265/103 = 81 кВт.
Общая электрическая мощность составит 81 + 23 = 104 кВт.

Есля я правильно посчитал.???

для данных условий получается, что нагревать воду сначало до 50гр.С (при меньшем КОП) выгоднее, чем до 30гр.С, а потом дополнительно до 55грС. В сязи с этим я и хотел узнать предельные температуры выхода воды из конденсатора.

P.S. Этот расчет делаю для диплома, приготавливаю горячую воду для многоэтажного дома с помощью ТН, завтра надо все подписывать, но хочеться узнать правильность подхода к решению данной задачи.

и по поводу фреонов. Вроде, R22 по показателям КОП превосходит R407С из-за меньшей мощности потребляемой компрессором при сжатии в данных диапозонах температур. R22 также и дешевле. Его сейчас меньше применяют только из-за наносимого вреда окружающей среде или есть технические причины?

Отвечаю по пунктам:
1. Расчет с точки зрения арифметики правельный.
2. 4 м.куб/час это что за расход? Если максимальный часовой, то расход горячей воды изменяется в зависимости от водопотребления.
и каким образом осуществлять регулирование при переменном расходе, например ночью?
3. С R22 на данном режиме тяжело добиться температуры воды на выходе из конденсатора больше 45 - 47 град (по практике). Но некоторые производители всёже заявляют и 50 и 55 град. Такие машины я встречал, но очень редко.
4. ТН на 134 фреоне могут выдавать и 60 град. 22-ой разрешен у нас до 2030 года из за вреда наносимого озоновому слою шарика.
5. С R-22 работать проще чем с R-407 поскольку 22-й можно просто дозаправить в систему при небольшой утечке, а при применении 407-го требуется сброс хладона и полное вакуумирование контура.

[Гость_Insolar_*]

Коллеги будте добры подскажите считается ли теплообменник тупо зарытый на глубину 2 м в землю - геотермальным ? А если нет то каким ? и самое главное как его посчитать (основные вехи). буду весьмя благодарен за ответ.

Отвечу на Ваш вопрос.
"теплообменник тупо зарытый на глубину 2 м в землю" может называться геотермальным лишь отчасти. Поскольку температурный ход поверхностных слоёв земли (до 5 м), в значительной части, зависит от прихода солнечной радиации на поверхность.
А на глубине от 10 м и более влияние оказывает т.н. радиогенное тепло.
Посчитать ТО можно. Но программы расчета есть не у многих. А можно сказать у единиц.
Из-за сложности расчета (трехмерная задача) эти программы являются ноу-хау и стоят очень дорого.
Если Вам "не очень надо", то пользуйтесь практическими рекомендациями. А если "надо", то обращайтесь, поможем...

[Igor Barishpolet...]

Между ядром Земли и поверхностью имеется теплоизоляционная прокладка. Она и позволяет создавать в толще Земли аккумуляторы (ледники), которые вполне можно применять повсеместно...

[Alex_]

Дык тут копья ломаются о том, как бы тепло из-под земли получить... А холода у нас и так хватает.

[Гость_Insolar_*]

А в минусовом диапазоне температур грунта наружный контур толком не работает.

Что Вы понимаете под "наружным контуром"?
Контур конденсатора?
И что такое "толком не работает"?
Всё работает, просто нужно коректно считать теплообмен и учитывать теплоту фазового перехода в грунте.
И всё заработает просто замечательно. И уже много лет.

[Saveka]

2 Insolar
cудя по нику Вы очевидно как-то связаны с www.insolar.ru

Сообщение отредактировал Saveka - 7.7.2007, 18:52

[Alex_]

Наружный (сорри, грунтовый) контур - контур испарителя, если можно так назвать. Теплоноситель из него поступает в теплообменник - испаритель ТН.
"Толком не работает" - это когда уже случился фазовый переход, т.е. попросту грунт вокруг труб замерз; в этом случае резко падает теплообмен (лед-теплоизолятор по сравнению с влажным грунтом), и при попытке "снять" расчетную мощность с коллектора он еще сильнее замерзает, т. е процесс становится лавинообразным. Тепловой насос действительно продолжает работать, только коэффициент использования стремительно приближается к 1, пока не установится новый тепловой баланс. Замечательной такую работу назвать никак нельзя.

[Гость_Insolar_*]

Да и пусть замерзает, кто говорит что он не должен замерзать. Уважаемый Alex, а вы не предполагали, что режим заморозки имеет свой конец. И после образования ледяной линзы процесс теплообмена становится стационарным и вполне предсказуем и расчётен. И чтобы КОП теплового насоса при работе "на грунте" приблизить к 1 нужно очень постараться. Поскольку при температуре испарения хладона -15 град КОП составляет порядка 3, и это уже с учётом КПД компрессора и адиабатического КПД.

2 Insolar
cудя по нику Вы очевидно как-то связаны с www.insolar.ru

Да я там работаю.

[Alex_]

Да и пусть замерзает, кто говорит что он не должен замерзать.

Очень многие люди, авторитет которых я не подвергаю сомнению. Например, исследовательский центр того же ВИССМАНА.

Уважаемый Alex, а вы не предполагали, что режим заморозки имеет свой конец. И после образования ледяной линзы процесс теплообмена становится стационарным и вполне предсказуем и расчётен.

Именно так.

... при температуре испарения хладона -15 град КОП составляет порядка 3, и это уже с учётом КПД компрессора и адиабатического КПД.

А вот это в корне неверно. 2 в лушем случае (при температуре в конденсаторе ок. 35С)
Экслуатацию грунтового теплообменника в режиме перманентного намерзания льда считаю недопустимой. Ни по техническим, ни по экономическим, ни по экологическим соображениям. Прошу высказаться всех участников дискуссии...

Сообщение отредактировал Alex_ - 21.7.2007, 11:46

[дед марос]

согласен с Алексом, 2-реальный КОП уже при -5

[Гость_Insolar_*]

Коэффициент преобразования ТН определяется по формуле:
f = Qконд / Lкомп = a*Tконд / (Tконд - Tисп ), где
Tконд – температура конденсации рабочего тела;
Tисп – температура испарения рабочего тела;
a – суммарный коэффициент потерь ТН (потери цикла, потери в компрессоре, потери от необратимости при теплопередаче и т.п.), примерно равен 0,64
Считаем:
КОП=064*(273+50)/(273+50)-(273-15) = 3,18
Учим матчасть срочно!!!!

[дед марос]

[Igor Barishpolet...]

Зачем все это?...
Земля и так является источником огромного количества тепловой энергии... и холода также хватает на всех. Правда мы пока что плохо используем то, что нам "дадено"!!!...

[Гость_Майкл_*]

Коэффициент преобразования ТН определяется по формуле:
f = Qконд / Lкомп = a*Tконд / (Tконд - Tисп ), где
a – суммарный коэффициент потерь ТН (потери цикла, потери в компрессоре, потери от необратимости при теплопередаче и т.п.), примерно равен 0,64
КОП=064*(273+50)/(273+50)-(273-15) = 3,18

Все слишком приблизительно. При компрессорах Copeland (серия ZR при -15 не пойдет, только ZH), используем программу Select-6, на этих параметрах получим коэфф. преобр. 2,4. Но и это не все, свой вклад в температуры и "снизу" и "сверху" вносят параметры эффективности теплообменников, реально снижая КПеже немного.
На Битцеровском оборудовании и их же программе будет то же самое, только еще чуть похуже.

Прикрепленные файлы

 S_6.doc ( 121 килобайт ) Кол-во скачиваний: 111

 

[Alex_]

...получим коэфф. преобр. 2,4. Но и это не все, свой вклад в температуры и "снизу" и "сверху" вносят параметры эффективности теплообменников, реально снижая КПеже немного.

Ага, и получим 2 в самом лучшем случае. И тундру над грунтовым теплообменником. Тогда уж честнее (главное выгоднее) поставить "воздушник", при Т ниже -15С топиться чем-нибудь другим (тем же электричеством)

[Гость_Insolar_*]

-15 это конечно крайний режим и при таких параметрах ТН работает не постоянно, а в зависимости от графика теплопотребления.
К примеру, в начале отопительного периода Тисп обычно равна 0, а к середине зимы достигает -15. К концу отопительного периода снова возвращается к нулю. Поэтому судить об эффективности ТН на каком-то определённом и критическом режиме не совсем правильно. Необходимо рассматривать весь период эксплуатации.
И конечно важен источник низкопотенциальной энергии. Если это грунт, то существуют два типа теплообменных аппаратов не основанных на масообмене с грунтом это вертикальные и горизонтальные. Зона влияния отрицательных температур на грунт у вертикальных теплообменников в радиусе около 1,5 - 2 м. и на глубине от 10 до 55 м., где практически ничего не произростает, при этом основная холодильная нагрузка приходится на зиму когда отсутствует вегетация растений.
У горизонтальных немного по другому, в наших климатических условиях их эксплуатировать достаточно сложно и существует достаточно неоднозначных моментов при их эксплуатации. Например, большая площадь под их размещение и вред плодородному слою, трудность расчета режима теплообмена да и я пока не видел ни одной сертифицированной горизонтальной системы сбора тепла грунта или хотя бы технологии её применения. Но сбрасывать их со счетов я бы не стал из-за дешевизны монтажа.
А если говорить о вечной мерзлоте, то вряд ли её можно достичь применением ТН. А скорее просто невозможно. От этого даже есть польза, к примеру вы знаете от чего в Москве иногда, а в последнее время очень часто проваливается грунт? Всё дело в том, что "температурный фон" в приземном слое должен составлять 5 - 12 град. что не позволяет воде вымывать частицы грунта. На сегодняшний момент технология строительства и хоз. деятельности довела эту температуру от 15 до 25 град. от сюда и все проблемы. И это факт.
Что касается применения прямого нагрева от электричества, то если есть экономически обоснованная технология более эффективного её использования, то почему бы и нет? К примеру, объекты от 300 м. площади по любому эффективнее отапливать ТН, чем электричеством или жидким топливом.
З.Ы. А если при температурах ниже -15 топиться электричеством, то денег на подвод мощности вбухаешь ого-го! 1500 у.е за 1 кВт как минимум и в чём здесь выгода?

[Гость_karmanzik_*]

Извиняюсь что вмешиваюсь в Ваш спор.Что Вы скажете по этому поводу.Дом 100 м2 участок 50 соток в огороде речка глубина 3 м Центр Украины .Компрессор Scroll 7,2 Квт .Мозги кондиционерные.(холодильные) Есть отличный КИПовец (работал с"умный дом")и хорошие водопроводчики, сам холодильцик. Стоит браться за все это.И если можно подскажите какие теплообменники лучше использовать пластинчатые или кожухотрубные или самому их попаять.Зарание Вам благодарен.