Контура заземления размеры: Диаметр стержней заземления (трубы, прутка, штыря, электрода, арматуры). Толщина полосы заземления.

Диаметр стержней заземления (трубы, прутка, штыря, электрода, арматуры). Толщина полосы заземления.

Один из распространенных типов заземления является стержень заземления. Его характерная особенность заключается в том, что он представляет собой вертикальное заземление, которое состоит из кругообразного металлического штыря, состоящего из меди или стали. Размеры такого штыря:

• диаметр стержней заземления — от 15 до 20 мм;
• длина стержней заземления — от 1 до 1,5 м.

Как правило, в таком вертикальном заземлении диаметр должен быть не менее 16 мм. Чаще всего используется металлическая арматура, которая имеет диаметр от 18 до 20 мм. Монтаж заземления начинается с определения типа грунта, где планируется последующая установка заземления. далее рабочие снимают верхний слой грунта на расстоянии не менее 0,5 метра. После чего начинается сам монтаж заземления.

Особенности диаметра стрежней 

При монтаже электрики следуют правилу, что применение минимальных размеров конструкций, создают необходимый контакт с землей и обеспечивает подходящее значение такого сопротивления. Такие размеры чаще всего следующие:

1. диаметр трубы заземления не менее 16 мм;
2. диаметр горизонтальных (также они выполняют соединительную функцию) не менее 10 мм;
3. в случае использования труб:
   1. их диаметр должен составлять не менее 32мм;
   2. толщина их стенки — не менее 3,5 мм.

Правильное определение и применение при монтаже диаметра прутка для заземления позволяет добиться поставленных целей такого заземления. 

Виды стержней заземления

Разновидность стержней заземления основана на использовании того или иного металла при изготовлении такого стрежня, поэтому различают омедненные, оцинкованные и нержавеющие стержни. Появление в эксплуатации омедненных стержней заземления обусловлена заменой дорогостоящих медных стержней заземления.  Аналогично на замену медных стержней заземления пришли оцинкованные, в которых процесс протекания немного медленнее. 

Для указанных разновидностей диаметр электрода заземления ничем не отличается и равен 14, 16 или 20 мм. На практике довольно редко используется диаметр большого значения. Тип соединения стержней между собой сводится к двум видам:

1. Резьбовое соединение;
2. Самостыкующиеся заземлители.

Резьбовое соединение характеризуется тем, что здесь соединительным элементом выступают специальные муфты, приводящие конструкцию в действие. При самостыкующимся заземлители отсутствуют дополнительные вспомогательные соединительные элементы. Также в таком виде соединения надежность конструкции обеспечивается самой конструкцией. 

Диаметр стержней заземления в зависимости от грунта

При заземлении диаметр штыря полностью зависит от грунта, который влияет на удельное сопротивление. Таким образом, традиционно используются следующие размеры, имеющие поперечное сечение заземляющего штыря:

• обычный — 1/2 »;
• сырой — 5/8 »;
• твердый – 3/4 ».

Учитывайте, что такие показатели используются исключительно при общей длине штыря равной 3 метрам. Если длина более 3 метров, то используется 3/4 ». как можно заметить, то диаметр арматуры для заземления зависит от ряда критериев и поэтому монтаж заземления невозможно осуществить самостоятельно. 

Стальная полоса в заземлении

Электрики знают о важности использования стальной полосы для заземляющего контура. При монтаже заземления для бытового использования применяется стальная полоса, толщина которой равна 4-5 мм при ширине 40-50 мм. Толщина полосы заземления, используемая на промышленных предприятиях, имеет аналогичные показатели. Стальная полоса в заземлении одновременно выравнивает потенциалы и направляет заряд в грунт. 

Стальная полоса в заземлении должна быть пластичной, прочной, а главное свариваться без каких-либо ограничений. Отдавайте предпочтение полосам для изготовления контура заземления прокатом обычной точности, состоящие из стали. Также не стоит забывать о возможно коррозии, поскольку часть элементом заземления находится под землей. Лучшим способом защититься от коррозии – нанесение на посолы защитного цинкового слоя. 

Главная заземляющая шина в заземлении 

Неотъемлемым элементом конструкции, как электроприбора, так и заземляющего устройства является главная заземляющая шина. Функциональная особенность ее заключается в правильном соединении заземляющих и защитных проводов. Изготовлена такая шина исключительно из меди, чтобы обеспечивать минимальную проводимость, а применение алюминиевых шин не допускается. Иные характеристики главной заземляющей шины определяются индивидуально. Устройство, размеры, схема и толщина шины заземления в совокупности создают единую систему заземления, которая направлена на защиту человека от воздействия электрического тока.

Почему заземление делают треугольником – нормы ПУЭ

Далеко не всегда возле здания имеется контур заземления, монтаж которого производился при постройке дома. В этих случаях для повышения электробезопасности желательно изготовить такую конструкцию самостоятельно. Традиционная форма таких устройств — треугольная, но почему заземление делают треугольником? Это просто традиция или такая конструкция является оптимальной?

Для чего нужно заземление

Напряжение сети, необходимое для работы электроприборов, является опасным при прикосновении. В обычной ситуации все токоведущие части изолированы от металлического корпуса, но при повреждении изоляции на корпусе оказывается опасное напряжение и главное, для чего нужно заземление — уменьшить его величину практически до нуля.

Если аппарат не заземлён, то при контакте людей с таким устройством электрический ток проходит через тело, а в заземлённом приборе он идёт по пути меньшего сопротивления через заземляющий проводник РЕ и контур заземления. Поэтому в сетях 0,4 кВ сопротивление контура должно составлять не более 4Ом.

Контур заземления в виде треугольника своими руками

Изготовить и подключить заземление треугольником можно самостоятельно. Для этого необходимо иметь навыки монтажных и сварочных работ и небольшое количество уголков, полосы или труб из углеродистой стали.

Размеры треугольника для заземления

Конструкция такого заземления представляет собой равносторонний треугольник, по углам которого вертикально в землю забиты стальные уголки 50х50, трубы 32х3,5 или прутки Ø16мм. Верхние концы стержней соединены прутом Ø10мм или аналогичными трубами или уголками.

Отвод выполняется стальной полосой 40х4, подключение к электропроводке производится медным проводом 10мм².

Размеры контура заземления в частном доме зависят от типа почвы, но для большинства видов грунта они составляют:

• длина стержней — 2-3 метра;
• сторона треугольника — не менее 1,2 метра;
• глубина канавы — 1 метр.

Инструкция как сделать заземление треугольником

Монтаж самодельного контура заземления производится в следующей последовательности:

1. Выбор места. Перед тем, как сделать заземление, необходимо выбрать место для его установки. Над будущим контуром не должно быть деревьев, корни которых при росте могут разрушить стержни и перемычки между ними. Оптимальный вариант расположения — под клумбой, при поливе которой будет падать сопротивление заземления.
2. Земляные работы. На расстоянии 1 метра от фундамента нужно нарисовать равносторонний треугольник со стороной 2,5-3 метра и линию отвода от него к стене здания. По линиям разметки выкопать канаву глубже уровня промерзания почвы.
3. Забить заземлители. Для облегчения забивания концы уголков можно обрезать под углом 30°, концы труб необходимо дополнительно сплющить.
4. Сборка конструкции. После забивания уголков верхние концы необходимо соединить между собой. Эта операция выполняется при помощи электросварки отрезками труб, уголков или полосы 40х4. Места соединений окрашиваются или покрываются антикоррозионной смазкой.
5. Подвод заземления к зданию. Он производится в канаве стальной полосой 25х4 и поднимается по стене на высоту 20см. Допускается выполнить его из такого же профиля, как соединительные перемычки, а из полосы изготовить только последний отрезок. Участок, находящийся над землёй необходимо окрасить в жёлтые и зелёные полосы.
6. Контрольная проверка. До завершения земляных работ необходимо при помощи специального прибора проверить качество изготовления заземления. Сопротивление контура должно быть не более 4 Ом.
7. Подключение контура к электропроводке. Согласно ПУЭ п.1.7.117 для этой операции необходимы стальная полоса или прут сечением 75мм², медный проводник 10мм² или алюминиевый провод 16мм².

Обязательно ли делать контур заземления в виде треугольника

Изначально контур заземления изготавливался из углеродистой стали путём забивания электродов в землю. Такая конструкция имеет ряд недостатков.

Они связаны с тем, что такая сталь подвержена коррозии и разрушению с уменьшением площади контакта с почвой и увеличением сопротивления контура. Поэтому для обеспечения длительной работы заземления необходимо увеличивать длину электродов.

Однако в землю не получится забить пруты или уголки длиной 6-10 метров, а ограниченная длина прутков приводит к необходимости установки нескольких, не менее трёх электродов, соединённых прутками или трубами из такого же материала.

При линейном расположении электродов разрушение одного из соединительных прутков приведёт к отсоединению участка, расположенного дальше от места подвода заземления к зданию.

Поэтому основная причина, почему заземление делают треугольником, в том, что в такой конструкции каждый угол треугольника соединён с остальными электродами двумя соединителями и разрушение одного из них не приводит к увеличению сопротивления контура.

Однако, несмотря на то, что такая форма является более надёжной, она не предписывается ни одним нормативным документом и при использовании более качественных материалов допускается изготавливать конструкцию любой удобной формы.

В частности, согласно ПУЭ п.1.7.35 рекомендуется использовать в качестве контура заземления элементы металлоконструкций, заборов или беседок находящиеся под землёй.

Почему заземление треугольником устарело

Заземлять корпуса электроприборов начали с момента начала использования электроэнергии в быту, позже оно начало упоминаться в различных нормативных документах. Требование к наличию заземления содержится в Правилах Устройства Электроустановок, первое издание которых появилось в СССР в 1949 году.

Вплоть до сегодняшнего дня единственными инструментами при его изготовлении являлись кувалда и электросварка, а материалом для изготовления конструкции выбиралась углеродистая сталь, поэтому самая надёжная форма конструкции была треугольная.

В настоящее время для монтажа контура заземления используются более современные методы и материалы, что даёт возможность монтажа глубинного заземления из одного глубинного электрода.

Благодаря такой конструкции и высокой коррозийной стойкости применяемых материалов установка заземления производится за полчаса без значительных объёмов земляных работ, а срок службы контура составляет более 100 лет.

Какой может быть форма контура заземления

В связи с тем, что в нормативных документах отсутствуют требования к форме конструкции, а имеются только технические параметры, форма контура заземления может быть любой. Главное, чтобы он обеспечивал надёжную защиту от поражения электрическим током и этим требованиям может соответствовать любая конструкция.

1) Треугольник

Это традиционная форма контура. Изготавливается из трёх стальных заземлителей длиной не менее 2,5 метра, соединённых перемычками. Вся конструкция должна находиться в земле глубже уровня промерзания почвы.

Отличается низкой ценой, простотой монтажа и сравнительно высокой надёжностью. Используется при наличии большого свободного места.

2) Линейный контур

Конструкция этого контура аналогична треугольной, но заземлители располагаются в линию. Такая система используется при необходимости заземлить несколько объектов и подключение электрощитков к контуру производится на всей протяжённости конструкции.

Этот контур может располагаться вдоль стены дома или между рядом расположенными зданиями. Линейный контур менее надёжен, чем треугольный, но его монтаж может быт предпочтительным в условиях нехватки места.

3) Модульно-штыревое заземление

Такая конструкция является современным способом монтажа заземления. Она представляет собой длинный стержень, находящийся в земле и состоит из следующих элементов:

• Стальные стержни длиной 1,5 метра. На концах стержней нарезана резьба для соединения отдельных деталей в прут необходимой длины. Поверхность стержней имеет медное покрытие для защиты от коррозии.
• Латунные муфты. Используются для соединения отдельных стержней в цельную конструкцию.
• Латунные зажимы. Необходимы для подключения стержня к отводящей полосе.
• Наконечник, облегчающий вход стержня в землю и насадка для передачи импульса от вибромолотка при забивании.
• Для защиты от коррозии и лучшего контакта на все резьбовые соединения дополнительно наносится токопроводящая графитная паста.

Такая конструкция защищена от коррозионного разрушения, занимает мало места на участке и не требует большого объёма земляных работ.

Вывод

В ПУЭ, ГОСТах и других нормативных документах отсутствует указание на форму контура заземления и его конструкцию. Единственное требование, это чтобы сопротивление заземлителей в сетях 220/380В было не более 4 Ом.

Основой причиной, почему заземление делают треугольником, является применение некачественных материалов и необходимость увеличить срок службы конструкции, но допускается и любая другая форма, в том числе использование естественных заземлителей, таких, как заборы, беседки и другие металлоконструкции, находящиеся в земле, креме трубопроводов.

Оптимальным вариантом монтажа контура заземления в наше время является модульно-штыревое заземление. Эта конструкция изготавливается из современных материалов, не подверженных коррозии, занимает мало места на приусадебном участке и устанавливается в течение 30 минут.

Похожие материалы на сайте:

• Монтаж заземления своими руками
• Виды заземлений согласно ПУЭ
• Из чего должен состоять контур заземления

Часто задаваемые вопросы о геотермальном контуре заземления

— Dandelion Energy

Что такое контур заземления?

Заземляющий контур представляет собой серию труб, проложенных под землей на такой глубине, где температура остается неизменной круглый год. Он служит критическим звеном, позволяющим геотермальным тепловым насосам использовать землю в качестве источника тепла или поглотителя тепла, в зависимости от того, требуется ли отопление или охлаждение.

Как работает контур заземления?

Всего в нескольких футах от поверхности земли земля поддерживает стабильные 50-55 градусов независимо от температуры наружного воздуха. Эта разница температур позволяет земле действовать как источник тепла зимой и поглотитель тепла летом. Геотермальный тепловой насос (расположенный внутри дома) улавливает эту энергию, циркулируя теплопроводную жидкость через подземный контур.

Зимой жидкость поглощает тепло более теплой земли и переносит его в тепловой насос, где оно поступает в теплообменник и используется для обогрева вашего дома.

Летом происходит обратный процесс, когда тепло дома улавливается и высвобождается в более прохладную землю, в результате чего ваш дом комфортно кондиционируется.

Типы систем контура заземления

Существует несколько типов конструкций контура заземления, но все они подпадают под две основные категории: замкнутый контур и разомкнутый контур.

Геотермальные системы с замкнутым контуром

Существует 3 типа геотермальных систем с замкнутым контуром: вертикальные, горизонтальные и пруд/озеро. Поскольку петли пруда/озера требуют наличия на территории источника воды, они встречаются относительно редко, и мы не обсуждаем их подробно.

Горизонтальный контур заземления

Горизонтальный контур заземления устанавливается на большой площади земли и требует достаточно места для рытья траншей длиной в сотни футов и глубиной 6-10 футов. Горизонтальные контуры заземления можно использовать только при наличии достаточного дворового пространства и легкости рытья траншей.

Установка горизонтального контура заземления

Для установки горизонтальной системы рабочие используют траншеекопатели или экскаваторы для рытья траншей на глубине 5–10 футов под землей, а затем устанавливают ряд пластиковых труб, составляющих геотермальный теплообменник. Затем они засыпают траншею, стараясь не допустить повреждения труб острыми камнями или мусором. Обычная практика состоит в том, чтобы свернуть трубу в гибкую форму, чтобы поместить поле петли на меньшей площади. Хотя это уменьшает количество необходимой земельной площади, это потребует установки большего количества труб.

Эта конфигурация, как правило, наиболее экономична, поскольку требует рытья траншей, а не бурения.

Вертикальный контур заземления

Вертикальный контур заземления устанавливается в одной или нескольких скважинах на глубине от 200 до 500 футов в земле. Каждое отверстие имеет диаметр от 5 до 6 дюймов, и если у вас их несколько, расстояние между ними составляет около 20 футов. Эта конфигурация идеальна для домов с ограниченным пространством во дворе, когда скальные образования расположены очень близко к поверхности, или для модернизаций, когда желательно минимальное нарушение ландшафта.

Установка вертикального контура заземления

Для установки вертикального контура подрядчик должен использовать буровое оборудование для бурения вертикального отверстия диаметром 6-8 дюймов в земле глубиной 200-500 футов. Затем в отверстие вставляется одинарная трубная петля с U-образным изгибом внизу. После того, как труба будет вставлена, отверстие будет залито, заполняя его снизу вверх.

Затирка выполняет две основные функции:

1. Обеспечивает контакт между трубами и землей для улучшения теплопередачи.
2. Изолирует скважину от любых водоносных горизонтов или грунтовых вод, которые могли проникнуть в процессе бурения. Защита окружающей среды под землей с помощью надлежащего цементирующего материала так же важна, как и обеспечение теплопередачи между системой трубопроводов и окружающей землей.

Вертикальные контуры, как правило, более дороги в установке, но требуют меньшего количества трубопроводов и меньшей площади земли, чем горизонтальные контуры. Dandelion Geothermal в настоящее время устанавливает только вертикальные системы контура заземления. Этот тип геотермальной системы идеально подходит для городских или пригородных районов в долине реки Гудзон и в столичном регионе Нью-Йорка, где пространство имеет большое значение.

Компания Dandelion разработала инновационный запатентованный комплект ультразвукового бурения, который легче, чище и может быть установлен в 14 раз быстрее, чем обычный буровой станок.

Геотермальные системы с открытым контуром

Геотермальные системы с открытым контуром извлекают воду непосредственно из колодца или пруда и пропускают ее через теплообменник вода-хладагент в блоке геотермального теплового насоса. После передачи тепла между извлекаемой водой и тепловым насосом вода выбрасывается обратно в колодец, в пруд или в дренажную канаву в зависимости от местных норм.

Этот метод заземления используется реже, но может быть экономически эффективным, если грунтовых вод много.

Установка с разомкнутым контуром

Системы с разомкнутым контуром являются самыми простыми в установке и успешно используются на протяжении десятилетий в областях, где это разрешено местными нормами. В этом типе системы грунтовая вода из водоносного горизонта подается по трубопроводу непосредственно из скважины в здание, где она передает свое тепло геотермальному тепловому насосу. После того, как вода покидает здание, она выбрасывается обратно в тот же водоносный горизонт через второй колодец, называемый сбросным колодцем, расположенный на подходящем расстоянии от первого. Следует консультироваться с местными природоохранными органами всякий раз, когда рассматривается система открытого цикла.

Поскольку в системах с открытым контуром вода используется «однократно», их часто называют системами «накачки и сброса». Производительность системы GSHP может со временем ухудшиться, если присутствуют проблемы с качеством воды (высокое содержание минералов или растворенных твердых веществ и т. д.) или если водоснабжение по какой-либо причине уменьшается.

Каковы размеры геотермальных контуров заземления?

Размер заземляющего контура зависит от размера геотермального теплового насоса, состояния грунта и общего климата. Чем больше нагрузка на отопление и охлаждение дома, тем больше требуется геотермальный тепловой насос и, следовательно, тем больше требуется контур заземления.

Каков срок службы контура заземления?

Геотермальные контуры заземления могут служить более 50 лет — даже до 100 лет!

После установки заглубленный контур заземления будет постоянным приспособлением на участке до тех пор, пока есть здание для обогрева и охлаждения.

Какой материал используется для изготовления контуров заземления?

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) и сшитый полиэтилен (PEXa) являются единственными материалами, официально одобренными Международной ассоциацией геотермальных тепловых насосов (IGSHPA) для замкнутых геотермальных систем. Полиэтилен, самый распространенный в мире пластик, используется в самых разных областях, таких как упаковка для пищевых продуктов, пластиковые бутылки и пакеты, вкладыши для бассейнов и, конечно же, геотермальные трубы.

Согласно данным Института пластиковых труб, полиэтиленовая труба долговечна, устойчива к коррозии и может даже выдержать повреждения, вызванные землетрясением.

Компания Dandelion Geothermal использует ПЭВП, пищевой пластик, часто используемый для изготовления молочных кувшинов.

Какая жидкость циркулирует по контурам заземления?

В геотермальных системах с замкнутым контуром обычно циркулирует смесь воды и небольшого количества антифриза для снижения точки замерзания раствора. Смесь Dandelion состоит всего из 22% пропиленгликоля.

Dandelion Geothermal использует смесь воды и пропиленгликоля, пищевого нетоксичного антифриза, обычно используемого в качестве добавки в питьевых смесях, заправках, смесях для тортов, безалкогольных напитках, попкорне, хлебе и молочных продуктах.

Откуда Лютик берет воду, используемую для заполнения контура заземления?

Мы используем воду домовладельца для заполнения контура. Это делается только один раз и требует умеренного количества воды. Одна и та же вода используется снова и снова в замкнутом цикле.

Могут ли геотермальные контуры заземления повредиться или дать течь?

Заземляющие контуры из полиэтилена высокой плотности чрезвычайно устойчивы к коррозии и химическому воздействию, что означает, что нормальное (или ненормальное) движение воды и жидкостей под землей практически никогда не повредит им.

Когда строительство завершено, весь узел трубопровода находится под давлением и проверяется на герметичность перед вводом в эксплуатацию. Это гарантирует отсутствие утечек в системе перед запуском.

Однако в редких случаях они могут быть повреждены:

1. Механическая травма. Любая механическая работа, выполняемая в поле петли, может повредить петли заземления, особенно при сверлении глубоких отверстий под столбы.
2. Утечки из-за плохих сварных соединений. Это ошибка установки, при которой контуры заземления «холодно сплавлены», но железо не удерживалось на арматуре достаточно долго.

Dandelion Geothermal требует, чтобы все стыки/соединения трубопроводов выполнялись с помощью сварки, и не позволяет использовать заглубленные механические фитинги.

Можно ли проехать через контуры заземления?

Да, по ним можно безопасно проехать, если их зарыть в землю. Тем не менее, если земля все еще мягкая после установки, она не будет сильно уплотнена.

Пока земля не затвердеет, мы рекомендуем положить лист фанеры (или что-то подобное) над дорожкой для шин, чтобы распределить нагрузку от проезжающих по ней транспортных средств.

Можно ли посадить деревья на участке, где установлены контуры заземления?

Мы не рекомендуем сажать деревья там, где установлены контуры заземления, по двум основным причинам:

1. Корневая система деревьев может разрастаться в петли . Может быть трудно отремонтировать или добавить систему трубопроводов, не повредив дерево.
2. Морозильные трубы. Учитывая температуру жидкости, на которую рассчитана система, возможно, почва вокруг труб замерзнет. Это может негативно сказаться на дереве.

Спросите у установщика геотермальных систем, на каком безопасном расстоянии можно устанавливать деревья от контуров заземления.

Может ли радон попасть в дом в результате установки контура заземления?

Геотермальная установка сама по себе не должна оказывать существенного влияния на уровень радона в доме. Если какой-либо домовладелец беспокоится о радоне в своем доме, мы рекомендуем ему обратиться к специалисту по смягчению последствий.

Какой уровень обслуживания требуется контурам заземления?

Контур заземления не требует технического обслуживания, очистки или перезарядки.

Трубопроводы контура заземления и изделия

За исключением систем с открытым контуром, в которых вода перемещается к тепловому насосу и от него с помощью насоса из озера или стоячей колонны, большинство контуров заземления представляет собой замкнутую циркуляцию внутри полиэтилена высокой плотности (трубы из полиэтилена высокой плотности). ). Обычно это умеренная толщина стенки SDR-11. Это означает, что диаметр отверстия в 11 раз больше толщины стенки трубы. Это соотношение будет пропорционально применяться ко всем размерам труб из ПЭВП с маркировкой SDR-11. Наша забота в геотермальных применениях с замкнутым контуром заключается в том, чтобы стенка трубы была достаточно тонкой для эффективной передачи тепла, но достаточно толстой, чтобы быть прочной и избегать изгибов или раздавливания. Такие стандарты дают гарантированный срок службы в 50 лет, и почти все, кто обсуждает этот срок службы, утверждают, что 200 лет больше похожи на него.

Труба из полиэтилена высокой плотности в качестве контура заземления может быть заглублена на любую глубину (предпочтительно не менее четырех футов) в горизонтальной конфигурации. Это может происходить в ряде конфигураций с одной или несколькими трубами в траншеях или более широких вырытых котлованах. Его также можно закрепить петлей в конфигурации «Slinky»® и разместить плоско (а иногда и вертикально) в траншее. Вероятно, наиболее распространенное применение заземляющего контура с трубой из ПЭВП — это когда труба погружается в виде длинной прямой петли в пробуренную скважину и заливается цементным раствором, который затвердевает и расширяется после закачки для заполнения скважины снизу вверх. Этот раствор представляет собой смесь мелкого чистого песка, бентонита и воды. Оба вида труб 9Конфигурации 0024 представлены в другом месте на этом веб-сайте как. ГОРИЗОНТАЛЬНО и ВЕРТИКАЛЬНО. Наиболее распространенными размерами диаметра прямых участков трубопровода при горизонтальном и вертикальном использовании являются 3/4 дюйма и 1 дюйм.

Семь петель справа на глубине шести футов давали температуру, показанную слева, в середине зимы после их захоронения. По трубам из полиэтилена высокой плотности с внутренним диаметром 3/4 дюйма циркулирует раствор 80 % воды / 20 % метанола, который в этой конфигурации с замкнутым контуром называется «рассолом». Рассол поступает из контура заземления и проходит через теплообменник внутри теплового насоса. прежде чем отправиться обратно в другую поездку. Он движется по кругу, накачивая (в данном случае) примерно 20 галлонов в минуту.

Термометры с цифровым зондом (выше) вставляются во временные отверстия в металлических коленах сразу за тепловым насосом. В этом диагностическом тесте они регистрируют разницу в 5,1 градуса между входящим и исходящим солевым раствором. Эти 20 галлонов в минуту соляного раствора с температурой 5°F используются для испарения внутреннего хладагента теплового насоса. Этот газообразный хладагент подается в компрессор (присутствует во всех холодильниках, кондиционерах и тепловых насосах), где он «перегревается» за счет сжатия. Подъем порой превышает сто градусов! Затем горячий газ приводится в действие, нагревая воздух в воздуховоде или водопроводную воду. При летнем похолодании процесс обратный; нежелательное тепло направляется в контур заземления и поглощается окружающей грязью. Подробная информация об этой модификации 7-тонного грузовика приведена в другом месте на этом веб-сайте.

Температуры, показанные на приведенной выше фотографии, являются примерно средними для работающего теплового насоса, работающего на грунте, к середине зимы. Хотя они кажутся недостаточно высокими, чтобы принести пользу людям, помните, что они предназначены для испарения газообразного хладагента. Это фазовый переход, когда требуется много энергии (переход от жидкости к пару), и контур заземления выполняет эту тяжелую работу за нас. Наружный зимний воздух может сделать это в тепловом насосе воздух-воздух, но далеко не так легко. Вот почему геотермальные тепловые насосы (или, если хотите, геотермальные тепловые насосы) являются наиболее эффективной технологией теплопередачи.

Процесс вертикального бурения требует, чтобы долото было повернуто и забито в землю. Наиболее распространенная глубина бурения — обеспечить одну тонну мощности нагрева / охлаждения на отверстие, и это обычно составляет 200 футов вниз, что дает нам 400 футов теплообменной трубы после завершения заливки цементным раствором. Прочная горная порода различных видов является стабильным материалом для бурения и обеспечивает наилучшую теплопроводность через цементный раствор в петлю (или наоборот). Равномерные грунты также часто бывают легкими, но любой бурильщик скажет вам, что они могут столкнуться практически с чем угодно, иногда требуя вытягивания обсадной трубы и замены долота.

Другое оборудование контура заземления —

Это SlimJim® Lake Plate. Слева две пластины имеют балластные трубы (вверху) и «ножки» опорной трубы внизу. Цель состоит в том, чтобы доставить эти теплообменники на дно большого пруда или озера. Это место находится ближе всего к более теплой земле внизу и дальше всего от зимнего холодного воздуха у поверхности. Одна пластина считается одной тонной грузоподъемности, поэтому заменяет трубу из полиэтилена высокой плотности длиной от 400 до 600 футов, уложенную в траншею и закопанную. Соединения коллекторной трубы можно увидеть в верхней и нижней части двух пластин. Стеллаж всплывает и буксируется в положение, где два балласта затоплены, в результате чего этот стеллаж погружается на дно пруда/озера.

Сварка (соединение) трубы из ПЭВП —

Труба из ПЭВП, проходящая под землей, должна быть соединена с замкнутым циркуляционным контуром, независимо от того, где она используется: скважина, траншея, поле или под водой. Это означает, что отводящие трубопроводы должны быть соединены с подающими и обратными трубами коллектора, по которым рассол подается к тепловому насосу и обратно. А для этого требуются стыки труб вдоль пути.

Одним из старейших способов соединения двух концов этого типа труб является сварка встык. Края концов труб подготавливают, нагревают, а затем сплавляют друг с другом с приложением соответствующего давления. Это десятилетний метод, который использовался для соединения (желтой) трубы из полиэтилена высокой плотности, по которой транспортируется природный газ (под давлением, превышающим давление рассола в контуре заземления). Это очень надежно, если все сделано правильно. Далее следует серия изображений, показывающих этапы завершения слияния. [Предупреждение — это тренировочные сплавы на коротких сегментах, а иногда и на сегментах меньшего размера, но реальная вещь одинакова для всех размеров в полевых условиях.]

Фотогалерея стыковой сварки HDPE  
Нажмите на изображения ниже, чтобы увеличить их, и добавьте подпись . Используйте стрелку вправо, чтобы перейти к следующему изображению крупным планом.

На представленной выше галерее показано стыковое соединение (пример) соединения подающих и обратных коллекторов для отвода рассола от теплового насоса к отводящей трубе, расположенной в горизонтальной или глубокой скважине, где происходит наибольший теплообмен. место. Когда такие коллекторы соединяют множество кольцевых линий (например, в больших полях контуров для коммерческих или промышленных зданий), они собираются вместе внутри механического помещения по отдельности (как многие проходки спагетти через стены) или добавляются к большим коллекторным трубам, чтобы меньше ( или только две) трубы входят в механическую зону, что предпочтительнее. На фотографиях ниже показано, как можно собрать много коллекторных труб и отправить только две в механическую зону внутри помещения. Это достигается за счет использования подземного (доступного для человека) хранилища.

Фотогалерея ПЭВП Electro-Fusion   
Нажмите на изображения ниже, чтобы увеличить их, и добавьте подпись . Используйте стрелку вправо, чтобы перейти к следующему изображению крупным планом.

Метод электросварки (см. выше) удобен, когда вы разрезаете и укладываете магистральный трубопровод внутри пространства здания с изменением направления и отсутствием места для какого-либо компрессионного аппарата для стыковой сварки или для раструбной сварки с необходимым нагревательным утюгом. , разъединение и повторное соединение обогреваемой арматуры. С помощью электросварки можно отрезать, подогнать и вставить все трубы на место, а затем вернуть их с помощью электросварочной машины, которая (после считывания штрих-кода фитинга) автоматически применит правильное количество тепла сопротивления, необходимого для плавления (расплава). ) раструб и два конца трубы соединяются в неразъемное соединение.

Соединения коллекторов для больших полевых систем контура —

В больших нежилых зданиях необходимы большие контурные поля, часто объединяющие несколько коллекторов, прежде чем циркулирующий рассол попадет в механическое помещение здания. Вместо большого количества меньших заголовков, ведущих к зданию, они часто группируются в подземном своде, ближе к петлевому полю. Затем один комплект больших коллекторных труб (подающая и обратная) ведет в механическое помещение. Использование хранилища с отдельными коллекторами и клапанами позволяет использовать насос для жидкости меньшего размера для выполнения процесса промывки и продувки воздухом, поскольку за один раз можно промывать и продувать один коллектор с соответствующей скоростью потока. Если бы систему нужно было промывать и продувать со всеми открытыми и циркулирующими коллекторами, для этой работы потребовался бы насос в несколько раз больше.