Строительство

Грунт є найбільш універсальним джерелом розсіяного тепла. Він акумулює сонячну енергію й цілий рік підігрівається від земного ядра. При цьому він завжди «під ногами» і здатний віддавати тепло незалежно від погоди. Адже на глибині вже 5-7 м температура практично постійна протягом усього року. Для середньої смуги Росії вона становить 5-8 ° С. Це дуже підходящі умови для роботи теплового насоса. Більше того, у верхніх шарах землі мінімум температури досягається на кілька місяців пізніше піку морозів - потреба в інтенсивному обігріві до цього часу зменшується. У цілому ж грунт досить надійно постачає калорії. Необхідна енергія збирається теплообмінником, заглибленим у землю, і акумулюється в носії, який потім насосом подається у випарник теплового насоса і повертається назад за новою порцією тепла. В якості такого переносника енергії використовують незамерзаючу екологічно нешкідливу рідину (її називають також «розсолом» або антифризом). Це може бути Тридцятивідсотковий водний розчин етиленгліколю або пропіленгліколю.
01.jpg

Грунтовий колектор (горизонтальний) являє собою довгу трубу, горизонтально покладену під шаром грунту. Головне достоїнство - універсальність і простота монтажу. Знайшов вільний майданчик - рій канавки і укладай. Недолік - велика потребная площа під колектор - 25-50 м2 на 1 кВт потужності (причому майданчик можна використовувати тільки під газон або однорічні квіти). Є різні схеми розкладки труби: петля, змійка, зигзаг, плоскі і гвинтові спіралі різних форм і т. п. Вибір визначається теплопровідністю грунту і геометрією ділянки. Продуктивність теплосбора більше на зволожених суглинках і менше на сухих піщаних ділянках. У середньому 1 м2 поверхні грунту може забезпечити «поставку» 10-35 Вт потужності. Довжину труби в одній петлі, причому цільною, без роз'ємів, прагнуть обмежити (не більше 600 м), інакше помітно збільшується витрата енергії на циркуляційному насосі. Якщо потрібна велика потужність, петель роблять кілька.
02.jpg

У разі використанні грунту можливі два варіанти: укладання металопластикових труб в траншеї глибиною 1,2-1,5 метра (приблизно на 0.2 м нижче глибини промерзання (більш глибока укладання небезпечна тим, що лід, намерзлий в результаті роботи навколо труб, не встигне розтанути за весну і літо), або у вертикальні свердловини глибиною 20-100 м. Іноді труби укладають у вигляді спіралей в траншеї глибиною 2-4 м. Термін служби такої траншеї складає близько 20-25 років. Зручність такого способу укладання в меншій сумі довжин траншів , наприклад, для сумарної довжини укладаються труб в 800 м потрібна траншея довжиною 25 м. Максимальна тепловіддача поверхневого грунту становить 50-70 кВт * ч/м2 на рік.

Знімання тепла на 1 м труби залежить від багатьох параметрів (глибини, наявності грунтових вод, якості грунту). Орієнтовно можна вважати, що для горизонтальних колекторів з'їм тепла становить 20 Вт / м. Більш точно: сухий пісок - 10 Вт / м; суха глина - 20 Вт / м; волога глина - 25 Вт / м; глина з великим вмістом води - 35 Вт / м.

На ділянці, над колектором, не повинно бути будівель, щоб влітку пройшла регенерація за рахунок сонячної радіації, оскільки тільки приблизно 20% тепла надходить із поверхні землі. Мінімальна відстань між прокладеними трубами має становити 0,7-0,8 м. Довжина однієї траншеї повинна бути від 30 до 120 м. В якості теплоносія потрібно використовувати розчин гліколю (25%). При цьому потрібно врахувати в розрахунках, що теплоємність буде 3,7 кДж / КГК при 0 ° С і концентрації гліколю 25%, щільність 1,05 г/см3, а втрати тиску в трубах будуть в 1,5 рази більше у порівнянні з водою .

Досвід показує, що найбільш прийнятна конструкція системи теплосбора виходить при застосуванні поліетиленових труб РЕ ПНД6 діаметром 32 мм, заповнених пропіленгліколь (30%). Для укладання кожної гілки викопують траншею довжиною до 50 м, шириною 0,8 м і глибиною 2 м. На її дно насипають підоснову з глини (5 см). Потім біля стінки траншеї в прямому і зворотному напрямках прокладають трубу, наповнену водою під тиском 4 атм. Зверху її засипають шаром глини товщиною 10 см, який трамбують і проливають водою. Потім укладають грунт товщиною 20-30 см, а поверх, в глиняному «пирозі», - частину труби. Її кінці заводять в приміщення з таким розрахунком, щоб зовні не було жодного стику подовження. Аналогічно укладають другий гілку. При цьому відстань між траншеями становить мінімум 10 м.

Теги: грунти