RU75670U1 - SOIL VERTICAL PROBE - Google Patents

SOIL VERTICAL PROBE Download PDF

Info

Publication number
RU75670U1
RU75670U1 RU2007114972/22U RU2007114972U RU75670U1 RU 75670 U1 RU75670 U1 RU 75670U1 RU 2007114972/22 U RU2007114972/22 U RU 2007114972/22U RU 2007114972 U RU2007114972 U RU 2007114972U RU 75670 U1 RU75670 U1 RU 75670U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
heat
probe
ground
polyethylene
Prior art date
Application number
RU2007114972/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Анатольевич Жилин
Лев Федорович Егоров
Александр Вячеславович Журавлев
Александр Вячеславович Пиастров
Виктор Васильевич Сапрыкин
Александр Владимирович Столовник
Александр Владимирович Щербаков
Original Assignee
Илья Анатольевич Жилин
Лев Федорович Егоров
Александр Вячеславович Журавлев
Александр Вячеславович Пиастров
Виктор Васильевич Сапрыкин
Александр Владимирович Столовник
Александр Владимирович Щербаков
Общество с ограниченной ответственностью "Терминал Столица"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Илья Анатольевич Жилин, Лев Федорович Егоров, Александр Вячеславович Журавлев, Александр Вячеславович Пиастров, Виктор Васильевич Сапрыкин, Александр Владимирович Столовник, Александр Владимирович Щербаков, Общество с ограниченной ответственностью "Терминал Столица" filed Critical Илья Анатольевич Жилин
Priority to RU2007114972/22U priority Critical patent/RU75670U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU75670U1 publication Critical patent/RU75670U1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области техники получения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта земли и может быть использована в качестве грунтового теплообменника в аппаратурно-технологических схемах получения низкопотенциальной тепловой энергии из земли посредством тепловых насосов.The utility model relates to the field of technology for producing low-grade thermal energy from ground soil and can be used as a ground-type heat exchanger in instrumentation and technological schemes for producing low-potential thermal energy from ground through heat pumps.

Созданная конструкция грунтового вертикального зонда меньше зависит от негативного влияния поверхностного слоя грунта, имеющего в зимних условиях или в условиях мерзлоты отрицательную температуру. Поставленная задача решена созданием конструкции грунтового зонда, состоящая из двух основных элементов: основная нижняя часть, выполненная из полиэтиленовых труб соединенных уголком в виде U-образника, изготавливаемой и опускаемой на месте в скважину; верхняя часть - выполненная в виде полиэтиленовой трубы того же диаметра с теплогидроизоляционной рубашкой на глубину промерзания грунта, которая изготавливается в производственных условиях и соединяется на месте с основной частью методом электротермосварки.The created design of the vertical soil probe is less dependent on the negative influence of the surface soil layer, which has a negative temperature in winter or in frozen conditions. The problem was solved by creating a soil probe design, consisting of two main elements: the main lower part, made of polyethylene pipes connected by a corner in the form of a U-sample, manufactured and lowered into place in the well; the upper part is made in the form of a polyethylene pipe of the same diameter with a thermo-hydroinsulating jacket to the depth of freezing of the soil, which is manufactured under production conditions and connected in place with the main part by electrothermal welding.

Практическая ценность полезной модели заключается в повышении эффективности теплового насоса.The practical value of the utility model is to increase the efficiency of the heat pump.

Description

Область применения предлагаемой полезной модели относится к технике получения низкопотенциальной тепловой энергии из грунта земли посредством тепловых насосов. Грунтовый вертикальный зонд является устройством, используемым в аппаратурно-технологических схемах с тепловыми насосами для отбора тепла из грунта при циркуляции в них теплоносителя.The scope of the proposed utility model relates to techniques for producing low-grade thermal energy from soil through heat pumps. Soil vertical probe is a device used in hardware and technology circuits with heat pumps for heat extraction from the soil when the coolant circulates in them.

Основным техническим устройством данной схемы (фиг.1) является тепловой насос 1, реализующий процесс переноса низкотемпературной тепловой энергии из грунта тепла на более высокий температурный уровень. В качестве устройства для перекачки тепла из земли используются вертикальные грунтовые зонды (теплообменники) 2, через которые в замкнутом цикле циркулирует теплоноситель, подогреваемый за счет тепла земли и отдающий тепло в тепловом насосе для прямого использования. Теплоноситель циркулирует по трубам (чаще всего полиэтиленовым или пропиленовым), уложенным в вертикальных скважинах глубиной от 50 до 200 м. Известен с десяток разных конструкций зондов, порой весьма необычных (например в виде труб, замурованных в сваи фундамента дома), но наиболее применимыми являются U-образный и труба в трубе.The main technical device of this scheme (Fig. 1) is a heat pump 1 that implements the process of transferring low-temperature thermal energy from heat soil to a higher temperature level. As a device for pumping heat from the earth, vertical soil probes (heat exchangers) 2 are used, through which a heat carrier circulates in a closed cycle, which is heated by the heat of the earth and which transfers heat to the heat pump for direct use. The coolant circulates through pipes (most often polyethylene or propylene) laid in vertical wells with a depth of 50 to 200 m. There are dozens of different probe designs that are sometimes very unusual (for example, in the form of pipes walled in the foundation piles of a house), but the most applicable are U-shaped and pipe in the pipe.

Обычно используют два типа вертикальных грунтовых теплообменников (фиг.1):Usually two types of vertical soil heat exchangers are used (FIG. 1):

- U-образный теплообменник, представляющий собой две параллельные трубы, соединенные в нижней части. В одной скважине располагаются одна или две (реже три) пары таких труб. Преимуществом такой схемы является относительно низкая стоимость изготовления. Двойные U-образные теплообменники - наиболее широко используемый в Европе тип вертикальных грунтовых зондов.- U-shaped heat exchanger, which is two parallel pipes connected at the bottom. One or two (rarely three) pairs of such pipes are located in one well. The advantage of such a scheme is the relatively low manufacturing cost. Double U-shaped heat exchangers are the most widely used type of vertical soil probes in Europe.

- коаксиальный (концентрический) теплообменник, который представляет собой две трубы различного диаметра, одна из которых за счет меньшего диаметра располагается внутри другой трубы. Коаксиальные теплообменники могут быть и более сложных конфигураций (фиг.1).- coaxial (concentric) heat exchanger, which consists of two pipes of different diameters, one of which is located inside the other pipe due to the smaller diameter. Coaxial heat exchangers can be more complex configurations (figure 1).

Анализ современного состояния техники применения грунтовых зондов позволил установить, что основное внимание при оптимизации процесса теплопередачи от грунта к An analysis of the current state of the technology of using soil probes made it possible to establish that the main attention in optimizing the heat transfer process from soil to

вертикальному грунтовому зонду [1, 2, 3] уделяется исключению воздушных сред по всей глубине скважины. С этой целью пробуренные скважины с установленными вертикальными грунтовыми зондами заливаются глинистыми растворами или их комбинацией с бетоном и цементом для создания гомогенности и снижения сопротивления теплопередаче при равно близких значениях теплопроводности. Как показали исследования в Германии и Швейцарии [2], поставленная задача была достигнута и среднее значение отбираемого тепла грунтовым зондом определилось в диапозоне 30÷100 Вт на 1 м скважины в зависимости от структуры грунта (глина, песок, торф, влажность и т.д.).vertical soil probe [1, 2, 3] is given to the exclusion of air throughout the depth of the well. For this purpose, drilled wells with installed vertical soil probes are filled with clay solutions or their combination with concrete and cement to create homogeneity and reduce heat transfer resistance with equally close values of thermal conductivity. As studies in Germany and Switzerland showed [2], the task was achieved and the average value of the heat extracted by the soil probe was determined in the range of 30 ÷ 100 W per 1 m of the well depending on the soil structure (clay, sand, peat, humidity, etc. .).

Хотя и в настоящее время во всех развитых странах использование грунтового тепла земли с применением вертикальных грунтовых зондов получило широкое распространение, но анализ имеющихся данных позволил [2] установить, что основной объем реализации тепловых насосов с грунтовыми зондами обуславливается двумя обстоятельствами:Although at present in all developed countries the use of ground heat of the earth using vertical soil probes has become widespread, an analysis of the available data has allowed [2] to establish that the main volume of sales of heat pumps with soil probes is due to two circumstances:

1. применение тепловых насосов с грунтовыми зондами с использованием тепла земли характерно для стран с умеренно мягким климатом, а именно Испания, Греция, Италия, Германия и др., где сосредоточено до 75° от общего объема.1. the use of heat pumps with soil probes using the heat of the earth is typical for countries with a moderately mild climate, namely Spain, Greece, Italy, Germany and others, where it is concentrated up to 75 ° of the total volume.

2. в странах с холодным климатом (Швеция, Норвегия, Россия и др.) предопределены направления в сторону использования тепла с применением горизонтальных коллекторов (море, сбросные очищенные стоки).2. In countries with a cold climate (Sweden, Norway, Russia, etc.), directions towards the use of heat using horizontal collectors (sea, sewage treated sewage) are predetermined.

Понятно, что в обоих вариантах имеется достаточно высокая эффективность, обусловленная достаточно небольшой разницей в температурах пользователя и исходной, а также минимальными потерями тепла при доставке нагретого теплоносителя до теплового насоса ввиду мягких погодных условий.It is clear that in both cases there is a sufficiently high efficiency due to a rather small difference in the user and initial temperatures, as well as minimal heat losses during the delivery of the heated coolant to the heat pump due to mild weather conditions.

В странах же с более холодным климатом, сопровождающимся промерзанием поверхностного слоя земли до 1,5÷2 м, применение вертикальных грунтовых зондов осложняется ухудшением условий теплопередачи из недр земли, а именно повышенными теплопотерями при прохождении теплоносителя через промерзлый слой грунта.In countries with a colder climate, accompanied by freezing of the surface layer of the earth to 1.5 ÷ 2 m, the use of vertical soil probes is complicated by the deterioration of heat transfer conditions from the bowels of the earth, namely, increased heat losses when the coolant passes through the frozen ground layer.

Выполненные исследования и расчеты свидетельствуют, что в зоне грунта с минусовой температурой (порядка -3° ÷ -5°С), прилегающей к поверхности земли (до 5 м) существуют условия для охлаждения теплоносителя, который поступает в грунтовой зонд через поверхностный слой из теплового насоса и охлаждения выводимого нагретого теплоносителя на 3-5°С при прохождении его через тот же слой грунта в тепловой насос.The studies and calculations show that in the soil zone with a minus temperature (of the order of -3 ° ÷ -5 ° C) adjacent to the earth's surface (up to 5 m), there are conditions for cooling the coolant that enters the soil probe through the surface layer from the heat pump and cooling the output heated coolant at 3-5 ° C as it passes through the same soil layer into the heat pump.

Снижение температуры подаваемого теплоносителя в тепловой насос на 3-5°С предопределяет при прочих равных условиях снижение коэффициента полезного действия Reducing the temperature of the coolant supplied to the heat pump by 3-5 ° C determines, other things being equal, a decrease in the efficiency

теплового насоса, а именно повышение дополнительных энергетических затрат для достижения такой же мощности по теплу или уменьшением мощности теплового насоса при аналогичных эксплуатационных затратах.heat pump, namely the increase in additional energy costs to achieve the same heat capacity or by reducing the power of the heat pump at the same operating costs.

В качестве известных решений [4], способных устранить негативное влияние отрицательной температуры промерзшего грунта на температуру теплоносителя, могут быть:As known solutions [4] that can eliminate the negative influence of the negative temperature of frozen soil on the temperature of the coolant, there may be:

- устройство колодцев из железобетонных колец глубиной 2÷3 м для теплоизоляции выводимых и вводимых верхних концов грунтовых зондов (фиг.2);- the device of wells made of reinforced concrete rings with a depth of 2 ÷ 3 m for thermal insulation of the output and input upper ends of soil probes (figure 2);

- создание теплоизоляционной оболочки 4 на верхней части грунтовых зондов в процессе опускания зондов в скважину (фиг.3).- creating a heat-insulating shell 4 on the upper part of the soil probes in the process of lowering the probes into the well (figure 3).

Практика показывает, что издержки при строительстве, обустройстве и эксплуатации теплоизоляционных колодцев и лотков (фиг.2) значительны, что ведет к капитальным дополнительным и эксплуатационным затратам. Кроме этого, при организации отопления больших по площади (свыше 1000 м2) офисно-производственных помещений при небольшой мощности грунтового зонда (не более 4-5 КВт) использование колодцев с целью снижения теплопотерь проблематично.Practice shows that the costs in the construction, arrangement and operation of heat-insulating wells and trays (figure 2) are significant, which leads to additional capital and operating costs. In addition, when organizing heating of large-area (over 1000 m 2 ) office-production premises with a small soil probe power (not more than 4-5 kW), the use of wells in order to reduce heat loss is problematic.

Вариант установки грунтового зонда с последующим нанесением изоляционного слоя, в качестве которого используются полуцилиндры-скорлупы из пенополиуретана, которые используются, как правило, для теплоизоляции трубопроводов, на верхние концы грунтового зонда (фиг.3), наиболее приближен к решению поставленной задачи. К сожалению, изготовление теплоизоляционной рубашки на месте не позволяет осуществить качественную изоляцию, которая, как показала практика, не обеспечивает требуемые показатели по теплогидроизоляции вследствие некачественной стыковки рубашки с полиэтиленовой трубой и приходит в негодность вследствие механических разрушений в процессе опускания зонда. Кроме этого, пенополиуретановые полуцилиндры-скорлупы, наряду с низким коэффициентом теплопроводности (не более 0,028-0,045 Вт/°С) склонны к частичному поглощению влаги (до 10% на границе поверхности), что в условиях влажного грунта на глубине до 5,0 м способствует снижению сопротивления теплопередаче.The option of installing a soil probe with the subsequent application of an insulating layer, which is used as a shell half-cylinder made of polyurethane foam, which are used, as a rule, for thermal insulation of pipelines, at the upper ends of the soil probe (Fig. 3), is closest to solving the task. Unfortunately, the manufacture of a heat-insulating shirt in place does not allow for high-quality insulation, which, as practice has shown, does not provide the required performance for thermal waterproofing due to poor-quality joining of the shirt with a polyethylene pipe and becomes unusable due to mechanical damage during the lowering of the probe. In addition, polyurethane shell half-cylinders, along with a low coefficient of thermal conductivity (not more than 0.028-0.045 W / ° C) are prone to partial absorption of moisture (up to 10% at the surface boundary), which in wet soil at a depth of up to 5.0 m Helps reduce heat transfer resistance.

Целью настоящего патента на полезную модель является создание такой конструкции грунтового зонда, которая бы меньше зависела от негативного влияния поверхностного слоя грунта, особенно в условиях мерзлоты и от технических решений принимаемых на месте в процессе монтажа грунтовых зондов.The purpose of this utility model patent is to create a soil probe design that would be less dependent on the negative effects of the surface soil layer, especially in frozen ground and on technical decisions made on the spot during the installation of soil probes.

Поставленная задача решается созданием условий максимального сопротивления теплопередаче в системе поверхность грунтового зонда - грунт (глинистый раствор), что The problem is solved by creating conditions for maximum resistance to heat transfer in the system of the surface of the soil probe - soil (clay solution), which

позволило бы повысить температуры как теплоносителя на выходе из зонда, так и на входе до 5 м ниже уровня поверхности земли в случае отрицательной температуры грунта путем подбора (установки) теплогидроизоляционной рубашки с более высокими коэффициентами теплогидросопротивления и созданием унифицированной конструкции вертикального грунтового зонда.It would make it possible to increase the temperatures of both the coolant at the probe outlet and at the entrance up to 5 m below the ground surface in the case of negative soil temperature by selecting (installing) a thermo-waterproofing jacket with higher thermal resistance coefficients and creating a unified design of a vertical soil probe.

Для улучшения качества теплоизоляционной оболочки и соответственно более надежной конструкции предлагается вариант, когда грунтовый зонд разделяется на 2 составных элемента, а именно:To improve the quality of the heat-insulating shell and, accordingly, a more reliable design, an option is proposed when the soil probe is divided into 2 components, namely:

- основная (нижняя) часть U-образного зонда из двух полиэтиленовых труб высокого давления с наконечникоми с длиной в зависимости от глубины скважины;- the main (lower) part of the U-shaped probe from two high-pressure polyethylene pipes with a tip with a length depending on the depth of the well;

- отдельная (верхняя) часть из таких же полиэтиленовых труб и высотой от 3 до 5 м (превышающей глубину промерзания грунта на 1,5÷2 м) и имеющая отводы для соединения с основной частью зонда и коллектором.- a separate (upper) part of the same polyethylene pipes and a height of 3 to 5 m (exceeding the depth of freezing of the soil by 1.5 ÷ 2 m) and having bends for connection with the main part of the probe and the collector.

Места стыка теплогидроизоляционной рубашки и полиэтиленовой трубы уплотняются с помощью термоусадочных муфт. Качество проверяется на месте. Соединение верхней и нижней (основной) части зонда осуществляется на месте с применением электротермосварки.The joints of the heat-insulating jacket and the polyethylene pipe are sealed using heat-shrink sleeves. Quality is checked on site. The connection of the upper and lower (main) part of the probe is carried out on site using electric heat welding.

Предметом заявки на полезную модель является создание конструкции грунтового зонда, состоящей из двух составных элементов: основной - нижняя часть, выполненная из полиэтиленовых труб, соединенных уголком в виде U-образника, изготавливаемой и опускаемой на месте; верхней части - выполненной в виде теплогидроизоляционного участка (рубашка) полиэтиленовой трубы на глубину ниже промерзания грунта, изготавливаемой в производственных условиях, и которая соединяется на месте с основной частью методом электротермосварки. С целью снижения потерь тепла и предотвращения набухания теплогидроизоляции предусмотрено применение теплоизоляционных материалов, которые в сочетании с имеющимися показателями величины теплопроводности (на порядок меньше, чем грунт), имеют высокие показатели по коэффициентам сопротивления проникновению влажности. Это может быть трубчатая изоляция на основе вспененного каучука (например: Kaiflex ST) или же теплоизоляция из пенополиуретана в полиэтиленовой пленке в гофрированной гидрозащитной оболочке. Для таких вариантов теплогидроизоляционных изоляций величина коэффициента теплопроводности колеблется в области 0,02-0,03 Вт/°С (при 10°С) и коэффициентов сопротивления проникновению влажности от 3000 до 7000. Кроме этого, высокое качество данной теплогидроизоляции достигается за счет изготовления ее в производственных условиях и гарантируется системой дистанционного контроля The subject of the application for a utility model is the creation of a soil probe design consisting of two components: the main one is the lower part made of polyethylene pipes connected by a corner in the form of a U-sample made and lowered in place; the upper part - made in the form of a thermo-waterproofing section (shirt) of a polyethylene pipe to a depth below the freezing of the soil, manufactured under industrial conditions, and which is connected in place with the main part by electric heat welding. In order to reduce heat loss and prevent swelling of thermal insulation, the use of thermal insulation materials is provided, which, in combination with the available indicators of the thermal conductivity (an order of magnitude less than the soil), have high rates of moisture penetration resistance coefficients. This can be tubular insulation based on foamed rubber (for example: Kaiflex ST) or thermal insulation made of polyurethane foam in a plastic film in a corrugated waterproof membrane. For such options for thermal insulation, the value of the thermal conductivity varies in the range of 0.02-0.03 W / ° C (at 10 ° C) and moisture penetration resistance from 3000 to 7000. In addition, the high quality of this thermal insulation is achieved by manufacturing it in production conditions and guaranteed by a remote control system

влажности. В качестве верхней составной части может быть использована гибкая полиэтиленовая двойная труба с теплоизоляцией из пенополиуретана в гофрированной полиэтиленовой оболочке, диаметр которых равен диаметрам труб основной части зонда. Конструктивное оформление разработанной модели грунтового зонда приведено в (фиг.4 и 5) и описано в примерах применения.humidity. A flexible polyethylene double pipe with heat insulation made of polyurethane foam in a corrugated polyethylene sheath, the diameter of which is equal to the diameters of the pipes of the main part of the probe, can be used as the upper component. The design of the developed model of the soil probe is shown in (Figs. 4 and 5) and described in the application examples.

Практическая ценность предлагаемой полезной модели подтверждена проведенными опытами по установке подобных грунтовых зондов на теплопункте с применением теплового насоса DS - 5017 в сравнении с грунтовыми зондами, не защищенными теплогидроизоляцией. Было достигнуто повышение температуры поступающего в тепловой насос теплоносителя на 3-4°С. Температура выводимого из теплового насоса теплоносителя в грунтовой зонд соответственно была выше также на 3-4°С.The practical value of the proposed utility model is confirmed by experiments on the installation of such soil probes in a heat station using a DS - 5017 heat pump in comparison with soil probes not protected by thermal insulation. An increase in the temperature of the coolant entering the heat pump was achieved by 3-4 ° C. The temperature of the heat carrier removed from the heat pump to the soil probe was correspondingly also higher by 3-4 ° С.

Преимуществами предлагаемой полезной модели грунтового вертикального зонда является следующее:The advantages of the proposed utility model of a vertical soil probe is the following:

- унификация геотермических зондов, в результате чего повышается качество и надежность изделия, сокращается время на установку геотермических зондов;- unification of geothermal probes, as a result of which the quality and reliability of the product increases, the time for installing geothermal probes is reduced;

- применение более водоустойчивых материалов, повышающих наряду с повышенной теплоизоляцией и сопротивление проникновению влаги;- the use of more waterproof materials that increase along with increased thermal insulation and resistance to moisture penetration;

- расширение географии внедрения тепловых насосов, в частности в северных районах Российской Федерации.- expansion of the geography of introducing heat pumps, in particular in the northern regions of the Russian Federation.

Пример 1. В пробуренную скважину ⌀ 140 мм и глубиной 70 м опускается грунтовой зонд (фиг.4), состоящий из основной части - U образная труба из полиэтилена ⌀ 40 мм (5) с наконечником и общей высотой 66 м, предварительно залитый 30%-ным раствором этиленгликоля в воде. При достижении глубины 65 м, на верхние концы опускаемого U-образника приваривается второй элемент, представляющий собой подобные полиэтиленовые трубы диаметром 40 мм и длиной 4 м. покрытые теплогидроизоляционной рубашкой из пенополиуретана или вспененного каучука (6) толщиной 20 мм и высотой 3,5 м, защищенной сверху полиэтиленовой оболочкой. В верхней и нижней части гидротеплоизоляционной рубашки в месте ее контакта с трубой установлены термоусадочные муфты (7) с целью исключения попадания влаги в гидротеплоизоляционный слой рубашки. Подобный элемент устанавливается на обоих концах зонда. Верхняя часть зонда соединяется с основной (нижней) частью зонда с применением электротермосварки, после чего грунтовой зонд опускается на требуемую глубину, в него доливается раствор этиленгликоля. На выводимые участки зонда Example 1. In a drilled well ⌀ 140 mm and a depth of 70 m, a soil probe (Fig. 4) is lowered, consisting of the main part - a U-shaped pipe made of polyethylene ⌀ 40 mm (5) with a tip and a total height of 66 m, pre-filled with 30% solution of ethylene glycol in water. Upon reaching a depth of 65 m, a second element is welded to the upper ends of the lowered U-gage, which is similar polyethylene pipes with a diameter of 40 mm and a length of 4 m. Covered with a thermo-waterproof jacket made of polyurethane foam or foamed rubber (6) 20 mm thick and 3.5 m high protected on top by a plastic sheath. Shrink sleeves (7) are installed in the upper and lower parts of the thermal insulation jacket at the point of its contact with the pipe in order to prevent moisture from entering the thermal insulation layer of the jacket. A similar element is installed at both ends of the probe. The upper part of the probe is connected to the main (lower) part of the probe using electric heat welding, after which the soil probe is lowered to the required depth, and ethylene glycol solution is added to it. On the output sections of the probe

устанавливаются для цели термоконпенсации мягкие вставки, представляющие собой гибкие (гофрированные) теплоизоляционные участки полиэтиленовых труб, снижающие потери тепла и учитывающие изменение высоты зонда вследствие изменения температуры (40÷50 см) (фиг.4).soft inserts are installed for the purpose of thermal condensation, which are flexible (corrugated) insulating sections of polyethylene pipes that reduce heat loss and take into account the change in probe height due to temperature changes (40 ÷ 50 cm) (figure 4).

Температура выводимого теплоносителя из зонда составила +3°С, вместо + -1°С, а поступающего в землю (после теплового насоса) -1°С, вместо -4°С. Температура наружного воздуха -15°С, тепловой насос DS 5107. Расчет показывает, что производительность насоса увеличилась при этом на 0,8 КВт.The temperature of the heat carrier removed from the probe was + 3 ° С, instead of + -1 ° С, and that entering the earth (after the heat pump) was -1 ° С, instead of -4 ° С. The outdoor temperature is -15 ° С, the heat pump DS 5107. The calculation shows that the pump performance increased by 0.8 kW.

Пример 2. Условия, аналогичные в Примере 1, за исключением того, что теплоизоляционный элемент выполнен в виде теплоизоляционной рубашки с двумя полиэтиленовыми трубами (фиг.5) того же диаметра, что и основная труба грунтового зонда. После опускания основного элемента грунтового зонда теплоизоляционный элемент соединяется сразу с обоими концами основного элемента грунтового зонда. Подобным образом осуществляется защита стыковочных соединений. Разница в том, что теплоизоляция и термокомпенсация обеспечивается гофрированной 2-х трубной теплогидроизоляцией из ППУ.Example 2. Conditions similar to Example 1, except that the heat-insulating element is made in the form of a heat-insulating shirt with two polyethylene pipes (Fig. 5) of the same diameter as the main pipe of the soil probe. After lowering the main element of the soil probe, the heat-insulating element is connected immediately to both ends of the main element of the soil probe. Similarly, docking joints are protected. The difference is that the thermal insulation and thermal compensation is provided by a corrugated 2-pipe thermal insulation from polyurethane foam.

Было установлено, что при эксплуатации теплового насоса ДS 5107.3 при наружной температуре воздуха -15°С температура теплоносителя вводимого в тепловой насос составила +3, 4°С вместо -1°С, а после теплового насоса теплоноситель, поступающий в грунтовой зонд имел температуру 0,2°С, вместо -3,6°С. При этом производительность насоса по тепловой энергии увеличилась на 1,0 кВт.It was found that during the operation of the DS 5107.3 heat pump at an external air temperature of -15 ° С, the temperature of the heat carrier introduced into the heat pump was +3, 4 ° C instead of -1 ° C, and after the heat pump the heat carrier entering the soil probe had a temperature of 0 , 2 ° C, instead of -3.6 ° C. At the same time, the pump capacity for thermal energy increased by 1.0 kW.

Список литературы:Bibliography:

1. «Еще о принципах работы тепловых насосов» Центр возобновляемой энергетики. www.energy-center.ru1. "More on the principles of operation of heat pumps" Renewable Energy Center. www.energy-center.ru

2. Использование низкопотенциальной тепловой энергии земли в теплонасосных системах. Г.П.Васильев, Н.В.Шилкин. Журнал «АВОК» №2, 2003 год.2. The use of low-potential thermal energy of the earth in heat pump systems. G.P. Vasiliev, N.V. Shilkin. AVOK Magazine No. 2, 2003.

3. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Люском. Архитектура. ГУП «НИАЦ», 2001 год.3. Guidance on the use of heat pumps using secondary energy resources and alternative renewable energy sources. Lusk. Architecture. State Unitary Enterprise "NIAC", 2001.

4. Тепловые насосы. Техника для комфорта Stiebel Eltron, TCP / Haqer, Deutschland, 37601 Holzminden. Стр. 59-66.4. Heat pumps. Comfort technology Stiebel Eltron, TCP / Haqer, Deutschland, 37601 Holzminden. Page 59-66.

Claims (1)

Грунтовый вертикальный зонд, опущенный в скважину, для извлечения низкопотенциального тепла из грунта земли, выполненный в виде U-образной полиэтиленовой трубы, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя из грунта земли в тепловой насос и обратно, отличающийся тем, что состоит из двух состыкованных между собой электротермосваркой составных частей: нижняя основная часть выполнена в виде U-образной трубы, а верхняя часть - в виде участка труб, покрытых на глубину промерзания грунта теплогидроизоляционной рубашкой из пенополиуретана или вспененного каучука, защищенной сверху полиэтиленовой оболочкой, верхний и нижний край которой прихвачены с полиэтиленовой трубой термоусадочными манжетами.
Figure 00000001
A vertical soil probe lowered into the well to extract low potential heat from the ground, made in the form of a U-shaped polyethylene pipe, which circulates the coolant from the ground to the heat pump and vice versa, characterized in that it consists of two components joined together by electrothermal welding : the lower main part is made in the form of a U-shaped pipe, and the upper part is in the form of a section of pipes coated to the depth of freezing of the soil with a thermo-waterproofing jacket made of polyurethane foam or foam rubber, protected from above with a polyethylene sheath, the upper and lower edges of which are sealed with a polyethylene pipe by heat-shrink cuffs.
Figure 00000001
RU2007114972/22U 2007-04-23 2007-04-23 SOIL VERTICAL PROBE RU75670U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114972/22U RU75670U1 (en) 2007-04-23 2007-04-23 SOIL VERTICAL PROBE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114972/22U RU75670U1 (en) 2007-04-23 2007-04-23 SOIL VERTICAL PROBE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU75670U1 true RU75670U1 (en) 2008-08-20

Family

ID=39748336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007114972/22U RU75670U1 (en) 2007-04-23 2007-04-23 SOIL VERTICAL PROBE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU75670U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664276C2 (en) * 2016-04-19 2018-08-15 Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" Method of regulation of the geothermal heat pump system and device for its implementation
RU185165U1 (en) * 2017-04-18 2018-11-23 Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" SPACE FOR DOUBLE U-SHAPED SOIL HEAT EXCHANGER (PROBE)
RU198052U1 (en) * 2019-07-23 2020-06-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Symmetric spacer for U-shaped soil probe
RU2739298C1 (en) * 2019-12-18 2020-12-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Geothermal device for waterproof soils

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664276C2 (en) * 2016-04-19 2018-08-15 Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" Method of regulation of the geothermal heat pump system and device for its implementation
RU185165U1 (en) * 2017-04-18 2018-11-23 Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" SPACE FOR DOUBLE U-SHAPED SOIL HEAT EXCHANGER (PROBE)
RU198052U1 (en) * 2019-07-23 2020-06-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Symmetric spacer for U-shaped soil probe
RU2739298C1 (en) * 2019-12-18 2020-12-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Geothermal device for waterproof soils

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6615601B1 (en) Sealed well direct expansion heating and cooling system
US7234314B1 (en) Geothermal heating and cooling system with solar heating
US11549725B2 (en) System for storing and retrieving thermal energy
WO2004027333A2 (en) Insulated sub-surface liquid line direct expansion heat exchange unit with liquid trap
JP2016502634A (en) Operation method of thermal energy storage equipment
US8776867B2 (en) Modular, stackable, geothermal block heat exchange system with solar assist
Yang et al. Demonstration study on ground source heat pump heating system with solar thermal energy storage for greenhouse heating
RU75670U1 (en) SOIL VERTICAL PROBE
EP3012554A1 (en) Dual-layer cool-and-heat-purpose salt-exclusive solar pond and cross-season energy-storing cooling and heating system
CN103925739A (en) Closed single-tube vertical borehole ground-coupled heat pump system
Wong et al. Recent inter-seasonal underground thermal energy storage applications in Canada
CN205119565U (en) Supplementary ground of road heat source source heat pump system
WO2014145685A1 (en) Bi-field solar geothermal system
CN105040744A (en) Thermal insulation device of foundation under plateau frozen earth condition and construction method of thermal insulation device
CN201488350U (en) Water tank for solar water heater and solar water heater
CN101893332B (en) Double-circulation instantaneous solar energy water heater
CN110296462B (en) Ground source heat pump heat exchange device utilizing phase change energy storage and construction method
CN201024199Y (en) Solar pool device for extracting lithium from brine
CN101003988A (en) Construction system of heat collection and heat storage from solar energy
RU2683059C1 (en) Method of extraction and use of geothermal heat for cooling soils around subway tunnels
CN113339873A (en) Novel cold-proof and anti-freezing system and method for cold-region high-ground-temperature tunnel
CN201170667Y (en) Solar water heater with vacuum tube for natural circulation antifreeze verandah type hot pipe
RU2664271C2 (en) Ground heat exchanger of geothermal heat pump system with moistening of ground and method for its application
CN102853471A (en) Solar heating bath system accumulating heat in summer
CN117212863A (en) Compact limestone geothermal single-well artificial heat storage coupling solar heat accessing and heating system

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090424