| | Новая тема | Ответить | | | Поиск в теме | Версия для печати | |
| Описание: Геотермальное отопление. |
| Гость Прекратил участие в работе форума |
  |
|
| Уважаемые знатоки, мой небольшой домик (балок) стоит на травертином поле (т. н. «тёплая земля» - многометровый слой песчано-гравийной смеси с небольшим дёрновым слоем, над термальном полем, покрытым нетолстым естественным грунтом), в окрестностях действующих вулканов юга Камчатки. Располагаете ли вы информацией об использовании такого рода источника тепловой энергии: необходимый min градиент температуры, вид теплоносителя, его об'ём (диаметр, длина), глубина его закапывания, etc.? Спасибо. |
|
Константин    Основоположник Откуда: деревня в рег.№33 Покинул форум |
   |
 |
|
|
ATK пишет:
А вы располагаете информацией, какая температура у вас и на какой глубине? И какая теплопроводность грунта? Все это легко просчитывается... Надо знать сколько вашему балку надо тепла и посчитать сколько труб вам надо закопать, что бы его получить. Задачка про 2 бассейна. |
||
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|
| Спасибо, Константин, логично. Но пока у еня получается одно уравление 3-4 неизвестными. Допустим, измерения сделаны. Тогда какими формулами Вы предложили бы воспользоваться? |
|
| Константин Основоположник Откуда: деревня в рег.№33 Покинул форум |
| |
|
|
|
ATK пишет:
Формул таких нет. А вот действия будут в основном сложение и умножение. Величины - теплоемкости и теплопроводности различных веществ. Это справочные величины. Вот есть балок. Он из ЧЕГО то построен и имеет определенные размеры... Значит можно посчитать, скотлько тепла НАДО. Вот есть грунт имеющий какую то температуру и теплопроводность... Можно посчитать сколько тепла он будет успевать отдавать ... Вот есть какой то теплоноситель с какой то теплоемкостью... И так далее. Вы не ждите что вам тут или где то еще подскажет гле лежит волшебная пилюля, которая вам все вопросы разом решит... Нету такой пилюли в природе. Так что пока измерения не сделаны и не известно от чего плясать - все это разговоры в пользу бедных... бла-бла-бла,... |
||
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|
| Согласен. "Вот есть балок. Он из ЧЕГО то построен и имеет определенные размеры... Значит можно посчитать, сколько тепла НАДО." Я знаю материалы балка, хотелось бы узнать, что и как складывать, ... . "Вот есть грунт имеющий какую то температуру и теплопроводность... Можно посчитать сколько тепла он будет успевать отдавать ..." Я могу измерить тем-ру грунта (хотя для корректных замеров, думаю, совет специалиста стал бы не лишним). Как считается теплопроводность грунта? "Вот есть какой то теплоноситель с какой то теплоемкостью..." Интересны были бы рекомендации по теплоносителям и по самой системе, его "гоняющей". Идеально - чей-то опыт в похожих условиях. Где-то проскачило об результатах на домашнем участке в Европе и не на "тёплой земле". Там счёт шёл на сотни метров, в моём случае, думаю, потребуется меньший метраж. С уважением, А. |
|
| Константин Основоположник Откуда: деревня в рег.№33 Покинул форум |
| |
|
||||||
|
ATK пишет:
У материала есть такая характеристика, как теплопроводность. Она как правило в справочниках приведена на толщину 1 метр и на 1 градус разницы температур по разным сторона стены. Если у вас стены тоньше, то пропорционально увеличивается и теплопрводность. Например, дерево (поперек волокон) имеет теплопроводность 0.15 Вт/м*град Если деревоянная стена имеет толщину 30 см (0,3 метра). то теплопроводность стены будет 0,15 /0,3 = 0,5 Вт... Величина обратная (1/ 0,5 = 2) называется теплосопротивлением. Если зимой у вас за бортом бывает -40, а внутри вы хотите иметь хотя бы +20, то разница = 60 градусов. Соответственно теплопотери составят 0,5 х 60 = 30 Вт. Т.е. при такой разнице у вас через каждый квадратный метр площади стены, крыши и пола будет улетать 30 Вт тепла (это как минимум, не считая щелей, окон стеклянных, вентиляции и пр ). Если стена неоднородная, сделаная из разных материалов, то считается ее общее сопротивление как сумма теплосопротивлений каждого слоя. В сновном народ не парится такими сложными расчетами, они нужны для особых строений, нестандартных. А тупо принимает некую среднюю величину равную 100 Вт/кв. метр площади. Это нормально, так как поскольку даже простейшее утепление обеспечит Rт = 2, а соотношение площади стен, потолка и пр потери тоже уложатся в эту величину... Т.ч если у вас балок "типа теплый", а не сарайка щелястая, то можете считать его площадь и умножайте на 100 Вт. получите мощность необходимую для его обогрева при -40 на улице. Будет теплее - и мощность нужна меньше... ATK пишет:
 да не плохо бы... Без нее никуда...Но это еще не все. Что бы он что то грел напрямую, без всяких тепловых насосов, температура теплоносителя должна быть не ниже 40-50 градусов. Иначе не будет теплообмена внутри балка (это закон термодинамики и не обсуждается). Так что температура вашего "теплого" грунта должна быть не ниже чем градусов +50. Если ниже, то без теплового насоса ничего не получится. ATK пишет:
В данном случае она нужна что бы определить "как быстро грунт сможет подводить тепло к трубе". Если все делать серьезно, то я бы закопал "опытную" трубу, пустил бы по ней воду очень медленно и замерял температуру воды на входе трубы и на выходе. Зная размеры трубы и объем воды можно бы было вычслить, сколько тепла отдает грунт и за какое время... Кстати, труба в данном случае - не самый лучший вариант, так как имеет маленькую площадь поверхности при максимальном объеме. Т.е. теплообменник из нее хреновый. Лучше бы радиаторы закапывать. Как показывает моя возня с грунтовым теплоаккумулятором, у грунта плохая теплопроводность. На поверхности может быть +15, а на глубине 15 см - -5... И так может быть несколько суток, пока прогреется... Я бы оценил теплопроводность сухого грунта в 0,2 - 0,3 Вт/м*град, не выше. И для случая отопления "от грунта" я бы взял двойной запас по худшему варианту. Т.е считал бы теплопроводность грунта не выше 0,1 Вт. Например, что бы спасти водопровод от замерзания, требуется всего 10 Вт на погонный метр трубы. Т.е бОльше грунт не может провести тепла при небольшой разнице температур (10-20 гр). ATK пишет:
Поэтому геотермальное отопление - редкость. Там даже закопать трубы в горячий грунт проблема... Чем он горячее, тем эффективнее отопление. Но их ведь как то надо закопать! Т.е работать в этих +80...  Так что это "бесплатное" тепло в итоге оказывается весьма недешёвым. ATK пишет:
Вы имеете в виду "тепловой насос" ? Это совсем другое, хотя принцип тот же... Тепловой насос это морозильник вывернутый наизнанку. Большой, разумеется... И сотни метров труб теплообменника нужны именно для того, что набрать в итоге то самое необходимое количество тепла. Каждый метр даст вам тепла всего несколько Вт. А надо - несколько кВт.. Соответственно и труба должна быть... ATK пишет:
|
|||||||
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|
| Спасибо, уважаемый Константин - это то, что я и ожидал. Радиаторы у меня есть. Их кол-во я попробую рассчитать по тем-ре грунта и тепловой потребности помещения. Постараюсь воспользоваться. Не сочтите за наглость спросить о Вашем мнении/опыте и о расположении конструкциив в вертикальной плоскости. Допустим, тем-ра грунта на глубине N метров - 60 град. На какую высоту она поднимется, при каком диаметре вертикальной трубы, etc.? Что ещё, на Ваш взляд, необходимо учесть? А если не вода, а другой, более теплоёмкий носитель? С уважением, А. |
|
| Константин Основоположник Откуда: деревня в рег.№33 Покинул форум |
| |
|
|||
|
ATK пишет:
Кто "она"? ATK пишет:
Да много чего. Например обязательное наличие электричества для работы насоса, который будет воду прокачивать по вашей системе. На естественную циркуляцию тт расчитывать не приходится, хотя она будет. Но плясать надо от температуры грунта. И потребностей. ATK пишет:
Из жидкого - теплоемчее воды - только несколько жидких металлов. Типа лития. Не думаю, что у вас в сарае "случайно стоит бочонок с жидким литием"... В данном случае возможно лучше будет применить антифриз, так как он будет лучше смазывать рабочую часть насоса. Он хотя и уступает воде по теплоемкости, но это не имеет значения. Если тепло есть - то его легко взять любым теплоносителем. А если его нет - то теплоемкость носителя не при чем.Вы может закопать трубы диаметром побольше и гонять по ним воздух. Вопрос лишь в источнике тепла и потребностях - обеспечит ли воздух перенос такого количества тепла. |
||||
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|
| Да нет, Константин, какой насос? Сидя на термах? Неинтересно. В том то и дело, чтоб без насоса. Кстати, рядом самоизливающаяся скважина в температурой на выходе 80 град., она все помещения и греет. Но: дебет падает, и ещё - есть перспективные для отдыха места на Камчатке, где самоизливающиеся термальные источники есть, есть и теплые земли, а скважин нет. Так что и себе на возможную перспектву и за других порадеть. С уважением, А. |
|
| Константин Основоположник Откуда: деревня в рег.№33 Покинул форум |
| |
|
||
|
ATK пишет:
ATK пишет:
Я имел ввиду насос, который гоняет воду по системе отопления. Теплым полам или просто радиаторам. В обычных системах отопления (печка - трубы - батареи) естественная циркуляция присутствует, потому что система замкнута. В регистр - теплообменник в котле вода ВСЕГДА приходит холоднее, чем из него уходит. Появляется ЕЦ. И то, что бы ее обеспечить надо очень грамотно спроектировать систему отопления. А прокачивающий насос позволяет делать систему отопления практически "какую хочу". Раз у вас есть горячий источник - просто берите из него воду и прокачивайте по своим батареям и потом сливайте куда она и так течет. Вот и вся система. Без прокачивающего насоса систему отопления можно построить только если источник расположен выше по горизонту вашего балка. Тогда вода свободным потоком может как то протекать и по вашим трубам. |
|||
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|
| Уважемый Константин, я, похоже, плохо формулирую. Скважина есть, 28-й год отапливает всю базу (первые 8 лет обслуживала советских золото добытчиков). А идея, не моя, - попробовать другой способ использования тепла земли - и нам возможно на перспективу(писал уже, что дебет падает и на это мы влиять не можем)), и для других "теплых" мест, где скважин нет. И никаких насосов. Только земля, труба (радиаторы) и теплоноситель. Предпосылка, уже говорил, опыты в Европе. Да, там - система на сотни метров, но земля - "не тёплая". И мой первый, главный вопрос, на который ищу ответ - мин. значение теплового градиента грунта - как в зависимости от распределения температуры по глубине, прикинуть - потечёт само или нет. Другая формулировка - какую работу может совершить изменение тем-ры на 1 град., что бы определиться с диаметром трубы Ещё проще - как может выглядеть самоработающая система. Проще уже не смогу, как сказать. Не найду, останется только опытный путь. С уважением, А. |
|
| Константин Основоположник Откуда: деревня в рег.№33 Покинул форум |
| |
|
|||
|
ATK пишет:
Потечет оно в любом случае. Другой вопрос - "сколько". Движущие силы в системе отопления это гравитация и Архимедова сила (как проявление той же гравитации). Вам придется закопать вертикально (или с сильным наклоном) трубу, которая будет работать "котлом" - в ней вода будет нагреваться и подниматься вверх. К ее дну привариваете "обратку", которую надо сильно-сильно теплоизолировать. Что бы остывшая вода (теплоноситель) не успевала нагреваться, а начинала греться только когда попадала в трубу- нагреватель. Система должна быть замкнутой, т.е. гонять в себе одну и ту же порцию воды. Вобщем всех делов - закопать "U" образную конструкцию как можно глубже. и что бы один из "рогов" (обратка) был теплоизолированым. А в остальном - совершенно классическая конструкция. На рисунке, конечно все упрощено. Возможно потребуется несколько таких "колонн", что вас теплом обеспечить. В Исландии я читал, поступают иначе. Не вглубь закапываются, а раскладывают трубы по поверхности и быстренько засыпают легким теплоизолирующим грунтом. Через несколько дней они прогреваются теплом снизу. Но тут нужен прокачивающий насос. Так что считайте сими, что вам проще - отдать 200$ за насос, или закапываться на 10 метров... ATK пишет:
Теплоемкость воды (1 литра) - 4.19 Дж/гр. (или 1.16 Вт*час.) Т.е. охладив 1 тонну воды (1000 л) с 80 до 50 гр вы получите 1000 х 4,19 х 30 гр = 125700 Дж. Или 145.8 кВт*час. Если вам надо для отопления балка, например нагреватель в 3 кВт, то воды хватит на 2 суток... Это справочные величины, можете их найти по запросу "теплоемкость воды"  PS. Но что бы вам это тепло получить от земли, то потребуется учесть способность грунта его подводить и площадь теплообменника. Теплопроводность самого теплообменника можно не учитывать, это металл, его теплопроводность на 5 порядков выше грунта... Итак, что бы снова нагреть нашу тонну воды с оствыших 50 до 80, нам потребуется те же 145 кВт... Если взять теплопроводность грунта 0,15 Вт на градус, то при разнице 30 гр. это будет 4,5 Вт... Это на 1 кв. м. поверхности теплообменника... Для получения 4,5 кВт мощности - это уже 1000 кв. м поверхности теплообменника. И это оптимистичный вариант, так как мы всегда считаем разницу в 30 гр. Но вода нагревается и тепла берет все меньше и меньше... Градиент теплопереноса падает. А значит нам надо не 1000, а 2000 кв. м поверхности труб.. Поэтому - ну ооочень большая разница - брать готовую горячую воду, которая нагрелась где то в глубинах. Или греться "от грунта". Отсюда - многие метры труб. Даже в Исландии. И выгоднее гонять насос, который поднимает готовую горячую воду, ( и потом по возможности сливать ее обратно вниз, а не в речку), чем закапывать километры дорогих труб и все равно гонять по ним воду насосом. ATK пишет:
Вот как то так... Прикреплено изображение (Нажмите для увеличения)  |
||||
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|
| Спасибо! Не понял только - внизу обратка не соединена с трубой-нагревателем, система не замкнута. Не прорисовалось? С уважением, А. |
|
| Константин Основоположник Откуда: деревня в рег.№33 Покинул форум |
| |
|
||
|
ATK пишет:
Соединена конечно! Константин пишет:
Просто рисовал в спешке и кривыми ручонками - вот этими (протягивает руки к веб-камере...) Поэтому она как бы в грунте... Но это эскиз! даже не рабочий... Пока не закопаете контрольную трубу и не определите конкретно "сколько точно надо метров", теплопроводность грунта и пр измерения.... Так что обзаведитесь градусниками, желательно электронными и желательно с выносными датчиками... Измерив температуру в глубине грунта и на его поверхности, можно будет как то определиться с теплопроводностью грунта и от этого уже плясать. |
|||
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|
| Верю, верю. Хотя посмотреть наш худосочный и дорогущий Инет не позволяет. И ещё - задаваясь экcпериментом, думаю надо исходить не из вертикального, а max пологого расположения трубы-нагревателя. В той мере, как позволят температуры грунта, наличные силы, доступные материалы, etc. Здоровья и удачи! А. |
|
| Гость Прекратил участие в работе форума |
| |
|||
|
ATK пишет:
Если земля сухая, то ничего не получится. В расчетах необходимой глубины скважины для ТН вообще не учитываются первые (5-20) метры. В дело может идти только метраж, расположенный, фактически, в водоносных слоях. Константин пишет:
Это еще в лучшем случае. |
|||