Навигация :

Новости

Геотермальный коллектор

По поводу геотермальной системы обогрева для моего дома. Основным источником тепла для дома будет геотермальный тепловой насос (ГТН). Под плитой дома будет грунтовый теплоаккумулятор (ГТА).

Я посчитал примерные теплопотери дома, получилось около 6-7 кВт. Мощность геотермального коллектора должны быть по расчетам около 10 кВт.

Планируется сделать 3 контура геотермального коллектора:

  1. 3 или 4 траншеи длиной по 28 м с уложенными в 3 этажа трубами ПНД (на рисунке справа показаны 3 траншеи и не показано расстояние между ними). Расстояние между траншеями - около 2 м. Я хочу сделать одним куском все 3 этажа, получится около 180 м трубы. Таких 4 траншеи, от них собирается 8 труб в коллекторном колодце, и дальше такой же ПНД-40 ведется в дом, в котельную (может ПНД-63?).
  2. Схема геотермальных контуров системы отопления дома
    Схема геотермальных контуров системы отопления дома
    Схема раскладки трехуровневого геотермального коллектора
    Схема раскладки трехуровневого геотермального коллектора
    У меня есть скважина глубиной 12м, которая осталась после неудачного бурения на воду, в которую я уложил петлю из ПНД-32. Хочу соединить ее последовательно с контуром, который проложу на глубине около 1 м под дренажом фундамента дома. Получится общая длина около 80 м. Можно  завести ее в котельную. Летом буду использовать ее для охлаждения фанкойлами или водяной стеной (если они не будут "потеть"). На верхнем рисунке справа эта скважина показана внизу как-бы повернутой влево - на самом деле она идет на 12 м вниз.
    Петля прокладыывается в дренажной канаве по краю отмостки. Вкопана на 10см в дно канавы. Потом отсыпка песок, дренажная труба, геотекстиль, щебень, и песок до верха.
  3. Фундамент планируется плитный, под основание хочу заложить улитку из ПНД-40 длиной 100 м, через нее закачивать избыточное тепло от солнечных коллекторов летом, и забирать его зимой. Эту петлю тоже выведу в котельную. Летом она будет в контуре солнечных коллекторов, в отопительный сезон хочу соединить ее параллельно с основным контуром.
  4. Таким образом, в колодце рядом с домом соединяются 3-4 контура из траншей. В доме еще один коллектор, на который приходят:
    • Общая труба из контуров траншейного ГК
    • Труба из спирального контура под домом
    • Труба из контура, проходящего по периметру дома под дренажом и в скважине
    При этом необходимо предусмотреть возможность коммутации контуров, так как в различное время года контура могут использоваться в различных режимах. Например, летом тепло от солнечных коллекторов может прокачиваться только через контур ГТА под домом для закачки туда избыточного тепла. Контур по периметру дома может использоваться для охлаждения дома через фанкойлы или водяные стены (водяные стены также нужно иметь возможность коммутировать отдельно от перель теплого пола).

Трубы для ГК ремомендовали покупать здесь

Процесс монтажа ГК

 

Воздушный контур в траншеях

Рассматривается идея "халявного" подогрева земли под траншеями ГК за счет теплого летнего воздуха. Для этого на дне траншей прокладываются трубы воздушного теплообменника  (диаметром 100 или 150 мм). Через эти трубы летом прогоняется воздух с улицы. Учитывая разность температур воздуха летом (20-30°С) и грунта в нижней части траншей (около 5°С в самые жаркие месяцы - май-июль), то эффективность такой системы должны быть высокой. "Бесплатность" запасания тепла в грунте обеспечивается за счет того, что применяются вентиляторы с двигателем постоянного тока, которые питаются напрямую от солнечных батарей. Можно обойтись без аккумуляторов (или поставить их минимальной емкости только в качестве буфера для сглаживания колебаний напряжения при кратковременном затенении модулей). Как вариант, если система будет эффективна: вместо аккумулятора - ионистор.

Вентилятор можно установить 1 мощный в колодце с коллектором, на трубе, которая поднимается вверх на поверхность земли после объединения труб, приходящих из траншей. Вентилятор в таком варианте работает на всасывание (нужно посмотреть характеристики различных вентиляторов для этой цели - пропеллерных, радиальных - какие лучше всасывают). В этом же колодце должен быть огранизован сбор и откачка конденсата.  Если со всасыванием не получится, то можно ставить несколько малых вентиляторов на входе каждой трубы, которые будут работать на нагнетание.

Про воздушные геотермальные коллекторы подробнее...

 

Грунтовый теплоаккумулятор

Расчет ГТА приведен здесь. Конструктивно ГТА образуется вертикально ППС изоляцией толщиной 10 см, уложенной по периметру дома по внешнему краю дренажной траншей. Сверху теплоизолируется домом и частично теплоизоляцией отмостки.

В зимнее время тепло ГТА, накопленное летом, постепенно может подаваться в теплые полы для поддержания минимальной температуры в доме (около 10С). При этом тепло, накопленное за теплый сезон, довольно быстро может израсходоваться. При снижении температуры грунта до 5°С контур должен отключаться из эксплуатации, при щадящей эксплуатации ГТА он может "подзаряжаться" от нижележащего грунта, который имеет среднуюю температуру 4-7°С за счет естественного теплообмена.

Летом в ГТА сбрасываются излишки энергии от солнечных коллекторов.

 

Выбор насоса

При рекомендуемой дельте температуры для входа и выхода для снятия 9 кВт с контура необходимо прокачать 1,6 м3/ч, или 0,43 л/с. Скорость потока в ПНД 40 V=0.55 м/с

Потери давления в ПНД40 на 200 м - около 21,5 кПа.

10 кПа (9,8) = 1 м напора. Напор нужен 2,2м +30%=2,8 м

Насос должен обеспечивать 3 м и 1,6 м3

 

Что еще под фундаментной плитой?

На рисунках выше не показана подача воздуха к пеллетному камину в центре дома. Для камина забор воздуха должен осуществляться извне. Для того, чтобы не охлаждать этим воздухом ГТА, трубу подачи воздуха для сжигания нужно теплоизолировать пенопластом. 

Под плитой также расположены

  1. Канализационные трубы
  2. Водопроводные трубы
  3. Контур электрического заземления
  4. Вводы в дом электрического кабеля, воды из скважины, геотермального коллектора в траншеях и под дренажом
  5. Забор воздуха для камина
  6.  ?


23.11.2017