79

Тепловой насос. Личный опыт. Часть 2

Первая часть здесь Тепловой насос. Личный опыт. Часть 1


Микро-ликбез для тех, кто не знает, как работает тепловой насос. Тепловой насос - это холодильник наоборот.

Теперь мини-ликбез. ТН "перекачивает" тепловую энергию из какой-либо внешней среды к потребителю тепла. ТН воздух-вода охлаждает наружный воздух и нагревает воду в системе отопления. ТН грунт-воздух вымораживает грунт и греет воздух в помещении (типа водяного калорифера). ТН вода-вода охлаждает воду в каком-либо источнике и нагревает воду (или иной теплоноситель) в системе отопления. Короче, вариантов масса. Технология классная. Одно из основных физических явлений, которое используется для работы теплового насоса - фазовый переход жидкость-газ для низкокипящих веществ, которые условно зовут "фреонами".


Самый дешёвый тепловой насос для отопления - это кондиционер в режиме обогрева. Он выхолаживает наружный воздух и греет воздух в помещении. Дёшево, но не для реально холодной зимы.

Для холодной зимы нужен источник тепла получше. Например, массив грунта, или массив воды. Там тепло низкопотенциальное, но его много.

Так как вода у меня в скважине холодная, 4 С, вариант с переливным ТН из скважины в скважину не подошёл.

Остался только грунт. Вот выдержка из моих размышлений

Вариант 2.1
Изрыть участок траншеями, уложить гликолевый контур в ПНД трубах. 150 метров траншеи, условно, дадут 11 кВт по холоду. Мне б хватило.
Вариант 2.2
Выкопать одну траншею, и в ней набурить скважин метров на 30. 6 штук. В скважинах будет вода. Тоже учинить гликолевый контур. Скважины затампонировать песком до отметки гидростатического уровня, чтобы снимать тепло с водоноса, а не только с грунта
Вариант 2.3
DX контур на PEX. С изрытием территории траншеями.
Вариант 2.4
Найти умельцев для куста-кластера из скважин.
И мне несказанно повезло. Я нашёл ребят, которые делают ТНы у нас, в Новосибирске. Более того, они делают геоконтуры с кластерным бурением!

Это вот так. На картинке колодец, с его дна под наклоном бурят в разные стороны скважины, и пихают в них гео-зонды. Чтобы вымораживать ими нашу землю русскую.

Это нижнее бетонное кольцо моего колодца. Условно, отметка "минус два".

Общая длина геозондов вышла 300 метров, если не ошибаюсь. Зонды по 15 метров. Всё в рамках закона. До первого водоноса осталось весьма далеко и глубоко.


Геозонды медные. Внутри у них фреон. Называется DX-контур. Это вот фото из ВК ребят, которые мне делали всё.

Мой ТН носит гордое название "Экомер".

Поискал их сейчас в интернете. Ничего не понял, что-то там про "Умград", но сайт не работает.

Тем не менее, их инженер (а может и мозговой центр) Антон продолжает оказывать мне сервисную поддержку, доп денег за это не берёт. Очень грамотный человек, ответственный - повезло мне.


Та-дам! Сейчас я озвучу цену. 510 000 руб за ТН - это геоконтур, сама машина, пуско-наладка. Цена 2019 года.


Теперь напишу про минусы.

Самый жирный минус - шум. ТН низкочастотно гудит. Я его "вывесил" на "столик". "Ножки" стола - трубы, вбитые в землю под домом, чтобы ТН не передавал звук и вибрацию через полы.

Также переобвязал ТН сам прошлой осенью. Убрал гофронерж (я посчитал, что гофра даёт дополнительный шум при прокачке воды через неё), сделал полипропилен. Непосредственно к ТН подача-обратка через резиновые рукава в металлической оплётке. Стало тише, но не идеально.

На Пикабу мне один добрый человек дал консультацию, как можно снизить шум от ТН через постройку звукоизоляционной коробки вокруг него #comment_218019188. Займусь, зима длинная.


Что ещё можно допилить в моей ситуации - добавить радиаторы или фэнкойлы для большей теплоотдачи от СО. Это позволит снизить температуру подачи и температуру конденсации фреона у ТНа. От этого будет выше СОР, меньше шум компрессора и дольше жизнь компрессора.


Про СОР.  Coefficient of performance - сколько тепла ТН даёт на 1кВт сожранной электры.

Мой ТН показывает наилучший СОР 5,5. Это осенью, на отогревшемся за лето геоконтуре и при температуре воды в СО около 24 С. Самый низкий СОР 2,2 - в разгар морозов, с температурой воды на подаче 49 С.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
Автор поста оценил этот комментарий

Можно идиотский вопрос: ЗАЧЕМ там фреон? Чем вам антифриз не подошёл и честный жидкостный контур? Дешевле, это во-первых, а главное, он не течёт. А фреон течёт, как ни старайся.

Да, сам тепловой насос делается на газе. Но вот передачу энергии куда проще делать жидкостью. И причина №0 — она на несколько порядков медленнее утекает и дешевле стоит. Обычно делают на основе глицерина.

раскрыть ветку (14)
1
Автор поста оценил этот комментарий

На мой взгляд, Вы заблуждаетесь

0
Автор поста оценил этот комментарий

Нулевое - как часто Вы заправляете фреоном свой кухонный холодильник? Почему ТН нужно заправлять чаще?

Первое - для жидкостного (обычно пропиленгликолевого, а не глицеринового) контура нужны более широкие скважины.

Второе - на перекачку холодного вязкого гликоля через кучу скважин нужно также потратить дополнительную энергию.

Третье - дополнительный теплообменник гликоль-фреон это затраты и некоторые потери энергии в процессе теплообмена.

Четвертое - фреон может вымораживать землю и получать энергию за счёт фазового перехода жидкость-лёд в земле.

раскрыть ветку (4)
1
Автор поста оценил этот комментарий
0) В холодильнике существенно короче контур. Там лет 10-15 вообще не трогай. А вот с длинными контурами всё плохо. Течёт этот газ, даже сквозь металл течёт, мелкие у него молекулы, а поверхностного натяжения вовсе нет считай. А ежели там ещё и электропотенциал нарисовался — может потечь и того веселее.
1) Ну нужны чуть шире скважины — ну и бес с ними, пусть будут.
2) На низкой скорости сопротивление жидкости тоже низкое. А вот с газом всё куда круче, ламинарного потока он не даст, и будет жрать энергию только так на свою турбулентность — по тонкой трубке, да с инеем внутри. И какая разница, в какой момент необходимую энергию передашь газу, всё равно её потратишь. Компрессор потребляет немало.
3) Потери энергии куда? Теплообмен практически на 100% эффективен.
4) Разумеется, он будет вымораживать землю. И фреон, и гликоль. На фазовом переходе, кстати, много не сделаешь, это не полезный, а вредный процесс, снижающий теплопроводность.
раскрыть ветку (3)
0
Автор поста оценил этот комментарий

0) молекулы настолько мелкие, что полезут через кристаллическую решётку меди? или о чём речь? может быть, течёт через коррозию, трещины, плохую пайку?
1) хм. ну, сделайте мне 20 скважин на 70 мм вместо 20 скважин на 40 мм. за ту же цену.

2) про иней сомневаюсь, там же если вода в фреоновом контуре, то это жопа жопная. компрессор и есть основной потребитель энергии в тепловом насосе.

а вообще, это надо в цифрах считать. если верно помню, на гликоль ставят "циркули" по 500 Вт.

3) ну, как куда? недоохладился гликоль фреоном и "тёпленький" ушёл обратно в землю. отсюда и потери.

4) чойта вдруг, фазовый переход стал вредным? наоборот. при обмерзании зонда растёт его площадь теплообмена с окружающим грунтом. и, кстати, фазовый переход очень энергоёмкая штука, особенно, у воды.

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий
0) течёт даже сквозь кристаллическую решётку. И кислород, кстати, тоже так умеет, если патиной не покрылась.
1) Скважины реально не самая дорогая задача в земле. Особенно если вертикальные без заёбов, тупо буровой машиной. Обычно самая дорогая задача — доставить оборудование, а уж высверлить в земле 70мм, а то и все 1000 — ты просто не видел с какой скоростью столбы ставят в промышленных масштабах. Но даже ручная электробурилка копает шустро, не камень и ладно.
2) Про иней не сомневайся. Воды там мало, но есть. И кроме воды хватает, чему подзасрать ламинарность. Газ весьма склонен к турбулентности, хватает самого уже фазового перехода. Ему и булькать надо, и шуметь...
3) С чего это недоохладилась гликоль фреоном? Нафига так быстро гонять? В конце концов, теплообменник дай достаточных размеров и будет счастье. Проще всего — тупо бочка, и в неё спираль или несколько. Возможно даже с циклом оттайки. Можно эту бочку даже закопать, если есть основания считать узел необслуживаемым. Другой вопрос, медь туда или алюминий — это скорее вопрос коррозии. Насколько я знаю, можно дать присадок чтобы алюминий не корродировал. В идеале теплообменник вообще штампованный, то есть чтобы алюминий ещё и площадь давал.

Да, фазовый переход у воды весьма теплоёмкий. Но когда уже замёрзло, лёд имеет низкую теплопроводность. Именно это причина низкой глубины промерзания земли. Иначе бы растения не выживали.
раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий

DX контур это плохо. скоро сломается.

0
Автор поста оценил этот комментарий

Жидкость в трубках надо качать принудительно, иначе никакой быстрой теплопередачи не будет. Фреон в медной трубке работает без перекачки

раскрыть ветку (2)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Как раз с точностью до наоборот. Жидкость в трубах надо медленно перекачивать, а фреон — гонять по трубам. Ключевую-то роль имеет ёмкость земли как резервуара, а значит нужна большая площадь контакта. А труба медная тоненькая, толстую совать разоришься.
раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Ключевое - для жидкости нужен насос. А фреон в тепловой трубке сам себя гоняет

0
Автор поста оценил этот комментарий

Десятью градусами из земли "честным" жидкостным контуром не очень то согреешься.

раскрыть ветку (4)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Почему?? В чём принципиальная разница-то в теплообмене? В контуре земли же не происходит процесса ни конденсации, ни испарения. Теплообмен медленный. А между металлом и жидкостью теплообмен более чем хороший, ничуть не хуже чем между металлом и газом. Я больше скажу, можно за счёт большего количества скважин отказаться и от металла, вместо этого дав пластик. Потому что с пластиком возни меньше, и ему не нужна антикоррозионная обработка.


Тут западло чуть в другом кроется: летом систему надо греть куда больше, чем нужно на теплоотвод из помещения. Потому придётся добирать тепло ещё и с улицы. А проблема в том, что горячая земелька начинает серьёзно испарять влагу. И мало того, что растениям сухая земля вредит, так и само испарение отжирает тепло. Собственно, из-за этого и предпочитают котлован скважинам.

раскрыть ветку (3)
0
Автор поста оценил этот комментарий

DX контур (это где прямое испарение) даёт СОР выше, чем контур с гликолем. По крайней мере, когда я изучал это на форумхаусе, писали именно так. Там основными минусами DX контура считали плохой возврат масла из зондов и большой объём хладагента.

раскрыть ветку (2)
3
Автор поста оценил этот комментарий
Откуда же возьмётся это выше — вам не объясняли. А неоткуда ему взяться. Компактность - да, выше. А ценники ой. А цена работы кусь-кусь. А цена ошибки п-ц полный. А жидкостную соберёт пьяный сантехник, и у него получится.
раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Тогда каждому своё

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества