Размеры контур заземления: Заземление треугольником размеры. как сделать контур заземления дома?

Содержание

Размер контура заземления для частного дома

В статье будет затронут вопрос устройства заземления в частном доме, даче или на небольшом производстве своими руками. Многие ошибочно полагают, что заземление — это ненужная, дополнительная вещь, которую из вредности, требует энергоснабжающая организация или проверяющие инспектора.

Самое главное, что должен понять любой потребитель электроэнергии — заземление это неотъемлемая часть любого электроснабжения. Это такая же необходимость, как установка автоматических выключателей в распредщитке, прибора учета и другой аппаратуры.

Чтобы качественно выполнить заземление, необходимо произвести большой объем земляных работ. Грубо рассчитывайте, что минимум, Вам придется вручную вырыть один кубометр земли. Также необходим будет сварочный аппарат и умения сварочных работ.

Самый оптимальный вариант выполнить заземление собственными руками, так как не все электрики любят это делать, да и те кто берется, в большинстве своем делают это не качественно.

И так, как же правильно делается контур заземления?

Существует два самых распространеных варианта контура заземления — треугольником и линейный, в виде сплошной полосы вдоль дома.

Оба правильные. Какой выбрать, решать Вам самим, исходя из свободного пространства возле дома.

контур заземления треугольником

линейный контур заземления

Материал для контура заземления

Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Материал из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:

  • ⚡рифленая арматура
  • ⚡круглая сталь диаметром менее 10мм

Из чего можно делать:

  • ⚡круглая сталь 14мм и более (меньшим диаметром электрод проблематично забить в землю)
  • ⚡стальной уголок размерами минимум 40*40*5

Конец уголка или круглой стали срезают на угол в 30 градусов.

Это наиболее оптимальный угол для вхождения стали в землю.

Горизонтальный заземлитель делают из стальной полосы 40*4.

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Обязательные условия которые необходимо соблюдать при устройстве заземления в частном доме:

  • ⚡длина электрода, который забивается в землю. Он должен быть минимум 2,5-3 метра

Изначально лучше брать электрод длиной 3м. Так как в процессе забивания его кувалдой, будет расплющиваться та часть, по которой наносится удар. В конце Вам придется болгаркой несколько сантиметров такого расплющенного электрода срезать.

  • ⚡расстояние между электродами. Оно также должно быть 2,5-3 метра

Вне зависимости от того, какого вида у Вас контур — в виде треугольника или прямой линии. Это связано с явлением растекания тока от заземлителей. Если электроды будут забиты ближе чем 2,5м то получается нет никакой разницы, сколько электродов Вы забили.

Работать они будут почти как один электрод.

  • ⚡заглубление траншеи от планировочной отметки земли — 0,7-0,8м

Траншея — это место для укладки полосы, связывающей электроды. При меньшем углублении траншеи, полоса будет подвержена воздействию осадков и быстрому процессу коррозии. При большем углублении — опять возникает риск воздействия сырости от грунтовых вод.

  • ⚡расстояние контура заземления от фундамента дома — не менее 1м
  • ⚡после раскопки траншеи ее подсыпают песком для лучшего отвода воды от горизонтального заземлителя.

Заглубление электродов

Когда весь материал и траншеи готовы приступают к процессу забивания электрода. Для облегчения процесса в яму подливают немного воды. Вертикальный электрод можно забивать двумя способами:

  • ⚡кувалдой
  • ⚡мощным перфоратором или отбойным молотком с насадкой

Первоначально верхний конец электрода будет на большой высоте. Поэтому потребуется стремянка.

Забивать до конца весь электрод в землю не надо. Минимум 20см оставляйте на поверхности, так как в этом месте нужно будет приварить полосу. Длина сварочного шва — не менее 6-10см. Сам шов прокрашивается.

Ни в коем случае не красьте горизонтальные и вертикальные заземлители.

Тем самым Вы увеличите сопротивление заземления и ухудшите связь с землей.

Чтобы улучшить контур заземления, можно его соединить с уже существующими металлическими конструкциями заглубленными в земле — например с забором.

Соединение заземления с электрощитом

Когда контур сделан, его необходимо соединить с электрощитом. Здесь уже можно использовать не полосу, а проволоку диаметром 10мм. С горизонтальным заземлителем ее связывают сваркой, а с корпусом щита при помощи болтового соединения.

Также Вы можете вывести полосу горизонтального заземлителя на поверхность возле щита, и приварив к полосе болт, медным проводником сечением 10мм2 соединить контур с щитовой. Болтовое соединение должно быть на поверхности и доступно для ревизии.

Проверив надежность соединения сварочных швов, траншею засыпают землей. На этом монтаж контура заземления окончен.

Эксплуатация современной бытовой и компьютерной техники без заземления чревата ее выходом из строя. На значительной части нашей страны, особенно в сельской местности, системы электропередач старого образца. В них наличие защитного заземления не предусмотрено или они находятся в таком состоянии, что просто не удовлетворяют требованиям электробезопасности. Потому приходится владельцам делать самим заземление частного дома или дачи.

Что оно дает

Защитное заземление необходимо для обеспечения электробезопасности в доме. Правильно выполненное, появлении тока утечки оно ведет к немедленному срабатыванию УЗО (повреждение электроизоляции или при прикосновение к токоведущим частям). Это — главная и основная задача этой системы.

Вторая функция заземления — обеспечение нормальной работы электрооборудования. Для некоторых электроприборов наличия защитного провода в розетке (если он есть) недостаточно. Необходимо подключение к заземляющей шине напрямую. Для этого обычно есть специальные зажимы на корпусе. Если говорить о бытовой технике, то это микроволновая печь, духовка и стиральная машина.

Основная задача заземления — обеспечить электробезопасность частого дома

Мало кто знает, но микроволновка без прямого подключения к «земле» во время работы может существенно фонить, прием уровень излучения может быть опасным для жизни. В некоторых моделях на задней стенке можно увидеть специальную клемму, хотя в инструкции обычно только одна фраза: «необходимо заземление» без уточнения как именно его желательно сделать.

При прикосновении мокрыми руками к корпусу стиральной машины часто ощущается пощипывание. Оно неопасно, но неприятно. Избавиться можно подключив «землю» напрямую на корпус. В случае с духовкой ситуация аналогична. Даже если она не «щиплет», прямое подключение более безопасно, так как проводка внутри установки работает в очень тяжелых условиях.

С компьютерами дело обстоит еще интереснее. Подключив напрямую «земляной» провод к корпусу, вы можете разы поднять скорость работы Интернета и свести к минимуму количество «зависаний». Вот так просто из-за наличия прямого соединения с заземляющей шиной.

Нужно ли заземление на даче или в деревянном доме

В дачных поселках делать заземление надо обязательно. Особенно, если дом построен из горючего материала — деревянный или каркасный. Дело в грозах. На дачах очень много элементов, притягивающих молнии. Это колодцы, скважины, трубопроводы, лежащие на поверхности или закопанные на минимальную глубину. Все эти объекты притягивают молнии.

На дачах высока вероятность попадания молнии

Если громоотвода и заземления нет, попадание молнии почти равнозначно пожару. Пожарной части поблизости нет, так что огонь распространится очень быстро. Потому в паре с заземлением делайте еще и молниеотвод — хоть пару стержней метровой длины, прикрепленных к коньку и соединенных при помощи стальной проволоки с заземлением.

Системы заземления частного дома

Всего систем шесть, но в индивидуальной застройке применяется, в основном, только две: TN-S-C и TT. В последние годы рекомендована система TN-S-C. В этой схеме нейтраль на подстанции глухозаземлена, а оборудование имеет непосредственный контакт с землей. К потребителю земля (PE) и нейтраль/ноль (N) ведется одним проводником (PEN), а на входе в дом снова разделяется на два отдельных.

Система заземления TN-S-C

При такой системе достаточная степень защиты обеспечивается автоматами (УЗО не обязательны). Недостаток — при отгорании или повреждении провода PEN на участке между домом и подстанцией на земляной шине в доме появляется фазное напряжение, которое ничем не отключается. Потому ПУЭ предъявляет жесткие требования к такой линии: должна быть обязательная механическая защита провода PEN, а также периодическое резервное заземление на столбах через 200 м или 100 м.

Тем не менее, многие линии электропередачи в сельской местности этим условиям не удовлетворяют. В этом случае рекомендована к использованию система TT. Также эта схема должна использоваться в отдельно стоящих открытых хозяйственных пристройках с земляным полом. В них есть риск прикоснуться одновременно к заземлению и грунту, что может быть опасным при системе TN-S-C.

Система заземления частного дома TT

Разница в том, что «земляной» провод на щиток идет от индивидуального контура заземления, а не от трансформаторной подстанции, как в предыдущей схеме. Такая система устойчива к повреждениям защитного провода, но требует обязательной установки УЗО. Без них защиты от поражения электрическим током нет. Поэтому ПУЭ определяет ее только как резервную, если имеющаяся линия не удовлетворяет требованиям системы TN-S-C.

Система заземления ТТ в более понятном изображении

Устройство заземления частного дома

Некоторые старые линии электропередачи вообще не имеют защитного заземления. Все они должны меняться, но когда это произойдет — вопрос открытый. Если у вас именно такой случай, необходимо сделать отдельный контур. Варианта два — сделать заземление в частном доме или на даче самостоятельно, своими руками или доверить исполнение кампании. Услуги кампаний дороги, но имеется важный плюс: если в процессе эксплуатации возникнут проблемы, вызванные неправильным функционированием системы заземления, возмещает ущерб кампания, которая производила монтаж (должно быть прописано в договоре, внимательно читайте). В случае самостоятельного исполнения все на вас.

Устройство заземления в частном доме

Состоит система заземления частного дома из:

  • заземлителей-штырей,
  • металлических полос, их объединяющих в одну систему;
  • линии от контура заземления до электрощитка.

Из чего делать заземлители

В качестве штырей можно использовать металлический прут диаметром 16 мм и больше. Причем брать арматуру нельзя: поверхность у нее каленая, что меняет распределение тока. Также каленый слой в земле быстрее разрушается. Второй вариант — металлический уголок с полочками 50 мм. Эти материалы хороши тем, что в мягкий грунт их можно забить кувалдой. Чтобы это было легче делать, один конец заостряют, на второй приваривают площадку, по которой проще бить.

В качестве стержней можно использовать трубы, уголок, металлический стержень

Иногда используют металлические трубы, один край которых сплющен (заварен) в конус. В нижней их части (около полуметра от края) сверлятся отверстия. При пересыхании грунтов распределение тока утечки значительно ухудшается, а в такие стержни можно заливать соляной раствор, восстанавливая работу заземления. Минус этого способа — приходится под каждый стержень копать/бурить скважины — забить их кувалдой на нужную глубину не получится.

Глубина забивания штырей

Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60-100 см. В регионах с засушливым летом желательно чтобы штыри находились хотя бы частично во влажном грунте. Потому используются в основном уголки или прут длиной 2-3 м. Такие размеры обеспечивают достаточную площадь соприкосновения с грунтом, создающую нормальные условия для рассеивания токов утечки.

Чего делать нельзя

Работа защитного заземления состоит в том, чтобы рассеивать по большой площади токи утечки. Происходит это за счет плотного контакта металлических заземлителей — штырей и полос — с грунтом. Поэтому элементы заземления никогда не красят. Это очень сильно снижает токопроводимость между металлом и землей, защита становится неэффективной. Предотвратить коррозию в местах сварки можно антикоррозионными составами но не краской.

Второй важный момент: заземление должно иметь маленькое сопротивление, а для этого очень важен хороший контакт. Он обеспечивается сваркой. Все соединения провариваются, причем качество шва должно быть высоким, без трещин, каверн и других дефектов. Еще раз обращаем внимание: заземление в частном доме нельзя делать на резьбовых соединениях. Со временем металл окисляется, разрушается, сопротивление многократно возрастает, защита ухудшается или вообще не работает.

Использовать только сварные соединения

Очень неразумно использовать в качестве заземлителя трубопроводы или других металлические конструкции, находящиеся в земле. Какое-то время такое заземление в частном доме работает. Но со временем стыки труб из-за электрохимической коррозии, активизированной токами утечки, окисляются и разрушаются, заземление оказывается нерабочим, как и трубопровод. Потому такие виды заземлителей лучше не использовать.

Как правильно сделать

Сначала разберемся с формой заземлителя. Наиболее популярный — в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого забиты штыри. Есть еще линейное расположение (те же три штуки, только в линию) и в виде контура — штыри забиваются вокруг дома с шагом около 1 метр (для домов площадью более 100 кв. м). Штыри между собой соединены металлическими полосами — металлосвязью.

Самая популярная модель заземлителя

Порядок действий

От края отмостки дома до места установки штыре должно быть не менее 1,5 метров. На выбранном участке копают траншею в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м. Глубина траншеи 70 см, ширина — 50-60 см — чтобы было удобно варить. Одну из вершин, как правило, расположенную ближе к дому, соединяют с домом траншеей имеющей глубину не менее 50 см.

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см. Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см.

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь — полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм 2 ). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

После проверки сопротивления заземления (в общем случае оно не должно превышать 4 Ом), траншеи засыпают землей. В грунте не должно быть крупных камней или строительного мусора, земля послойно утрамбовывается.

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм 2 .

Выход заземления у стены дома с приваренным на конце болтом

В электрощитке заземление подключается к специальной шине. Причем, только на специальную площадку, начищенную до блеска и смазанную консистентной смазкой. От этой шины «земля» подключается к каждой линии, которая разводится по дому. Причем разводка «земли» отдельным проводником по ПУЭ недопустима — только в составе общего кабеля. Это значит, что если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему. Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования. Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте. В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

Модульная штырьевая система

Все описываемые ранее устройства — из забиваемых уголков, труб и стрежней — называют традиционными. Их недостаток — большой объем земельных работ и большая площадь, которая требуется при устройстве заземлителя. Все потому, что необходима определенная площадь контакта штырей с грунтом, достаточная для того чтобы обеспечить нормальное «растекание» тока. Сложность может вызвать и необходимость сварки — по другому соединять элементы заземления нельзя. Зато плюс этой системы — относительно небольшие затраты. Если делать традиционное заземление в частном доме своими руками, оно по-максимуму обойдется в 100$. Это если покупать весь металл и платить за сварку, а остальные работы проводить самостоятельно

Набор модульной системы заземления

Несколько лет назад появились модульные штыревые (штырьевые) системы. Это комплект штырей, которые забиваются на глубину до 40 м. То есть получается очень длинный заземлитель, который уходит на глубину. Фрагменты штыря соединяются друг с другом при помощи специальных хомутов, которые не только фиксируют их, но и обеспечивают качественное электрическое соединение.

Плюс модульного заземления — малая площадь и меньший объем работ, которые необходимы. Требуется небольшой приямок со сторонами 60*60 см и глубиной 70 см, траншея, соединяющая заземлитель с домом. Штыри длинные и тонкие, забивать их в подходящий грунт несложно. Вот тут и подошли к основному минусу: глубина большая, и если на пути встретиться, например, камень, придется начинать сначала. А вынуть стержни — это проблема. Они не сварены, а выдержит или нет хомут — вопрос.

Второй минус — высокая цена. Вместе с установкой обойдется вам такое заземление в 300-500$. Самостоятельная установка проблематична, так как забивать эти стержни кувалдой не получится. Нужен специальный пневматический инструмент, который научились заменять перфоратором с ударным режимом. Еще необходима проверка сопротивления после каждого забитого стержня. Но если вы не хотите связываться со сваркой и земельными работами, модульное штыревое заземление — неплохой вариант.

Преимущество треугольной формы контура

Какое преимущество над контуром в виде полосы имеет треугольник? Оно заключается в том, что такая конструкция занимает меньшую площадь, соответственно земляных работ будет значительно меньше. Да и соединять штыри гораздо проще в яме, чем в узкой и длинной траншее. Однако самое главное преимущество треугольного заземления — заключается в надежном функционировании защиты, т.к. если перемычка из металла между электродами повредится, заземляющее устройство будет все равно рабочим (с другой стороны).

Высота каждого заземляющего электрода имеет определенные нормы и составляет 2 – 3 метра. Форма расположения электродов в земле – равнобедренный треугольник, расстояние между которыми должно быть не меньше 1,2 м. Для того чтобы получить хорошее контактное соединение, используется металлическая пластина, которая накладывается с помощью сварки. Чтобы подвести заземление от контура к дому рекомендуется использовать шину из такого же металла или провод из стали подходящего сечения. Размеры уголка должны быть не менее 50х50 мм.

Этапы установки

Сделать заземление треугольником можно по следующей пошаговой инструкции:

  1. На выбранном месте помечаем места закапывания вертикальных электродов. После чего нужно выкопать траншею глубиной до одного метра. Глубина должна быть ниже промерзания земли. Линии конструкции должны образовывать треугольник, длина стороны которого указывается в расчетах.
  2. Затем необходимо вырыть траншею от конструкции к силовому щитку. Угол контура, к которому будет подсоединяться щиток, выбирается самый ближний. Это делается для экономии материалов.
  3. Далее необходимо забить электроды в землю, оставив над грунтом 20 см.
  4. С помощью стальной полосы необходимо сделать замкнутую систему. Она приваривается к электродам и образует треугольник.
  5. От ближайшей точки прокладывается полоса к силовому щитку и выводится на стену.
  6. К подведенной к шкафу планке приварить болт, при этом его резьба должна быть наружу. Это означает, что привариваться будет шапка болта. Чтобы подключить заземление к щитку в доме, важно заранее в стене высверлить отверстие для заземляющего кабеля.
  7. С помощью гайки присоединяется заземляющий кабель к болту. После этого необходимо обработать места сварки и соединений специальными веществами от коррозии и герметиком.

Инструкция в картинках выглядит следующим образом:

Завершающим этапом установки заземлителя своими руками будет проверка сопротивления заземления. Для этого нужно иметь специальный электрический прибор, который называется омметр. Но так как такой прибор стоит не дешево, то лучше пригласить специалиста из энергоуправления. Специалисту нужно сделать замеры и внести данные в паспорт контура заземлителя.

Важно проверку делать в сухую погоду, так как атмосферная влага может дать погрешности измерению. Норматив сопротивления контура не должен превышать 4 Ом для сети 220 Вольт. Если же сопротивление превышает этот показатель, то нужно доработать заземление. Для этого нужно добавить еще один заземлитель или сделать конструкцию в форме ромба.

В случае, если параметры соответствуют всем нормам и требованиям и подтверждается низкое сопротивление контура, то можно зарывать траншею. Делается это однородным грунтом, без щебня и мусора. Подключать заземление к щитку следует не параллельно, а отдельно каждую техническую единицу.

Есть еще один способ проверить сопротивление без вызова специалиста. Для этого достаточно иметь лампу, мощность которой не меньше 100 Вт. Источник света одним контактом подсоединяется к системе, а вторым – к фазе. Если треугольник установлен правильно, то лампочка будет гореть ярко. Если же она светит тускло, значит контакты между заземлителями слабые и стыки нужно будет переделывать. Если свет вообще не горит, то треугольник установлен неправильно. В этом случае следует проверить саму схему и посмотреть где была допущена ошибка.

На видео ниже наглядно показывается, как собрать заземляющий контур треугольной формы:

Вот и все, что хотелось вам рассказать о том, как сделать заземление треугольником своими руками. Надеемся, предоставленные схемы, фото и инструкция по монтажу были для вас полезными!

Будет полезно прочитать:

Контур заземления

Конструкция и глубина заложения контура заземления:

Как известно, верхние слои грунта подвержены значительным климатическим изменениям. Вследствие этого сопротивление контура заземления будет тем стабильнее, чем глубже он расположен в грунте. Для уменьшения влияния погодных условий на сопротивление заземления верхнюю часть контура устанавливают в грунт на глубину не менее 0,7 метра или ниже глубины промерзания
Расстояние, в конструкции, между вертикальными заземлителями должно быть не менее их длины. Это обусловлено тем, что токи, растекающиеся с параллельно соединенных одиночных заземлителей, оказывают взаимное влияние, возрастает общее сопротивление заземляющего контура, которое тем больше, чем ближе расположены вертикальные заземлители друг к другу.

На схеме приведён принцип конструкции : L – длина одиночного заземлителя; K – расстояние между соседними (смежными) заземлителями, где расстояние «K» должно быть не менее «L». Из этого следует, что размер (габариты) контура заземления треугольник или другой конфигурации пропорционально зависит от длины вертикальных заземлителей.
Вертикальные заземлители, в таком контуре заземления, имеют относительно небольшую длину и забиваются один за другим по прямой линии, треугольником или в другом порядке, с соблюдением расстояний, между вертикальными электродами, для снижения экранирования.

Также, следует учитывать — если горизонтальный заземлитель выполнен из полосы, то для обеспечения хорошего контакта с почвой — полоса должна устанавливаться строго на ребро.
Если монтаж контура осущестляется чёрным металлом (уголок, полоса и другие), то соединения элементов выполняются только сваркой, для металлов с антикоррозионным покрытием разрешается использовать специальные зажимы, поперечные габариты для материалов не должны быть меньше значений указанных нормативами.

Классический контур заземления из уголка и полосы

В качестве вертикальных электродов в таком заземляющем устройстве чаще всего применяется стальной уголок длиной 2-3 метра, который забивается ручным способом — кувалдой. В качестве горизонтального соединительного часто используется стальная полоса с поперечными габаритами 4х40 мм. Проводник присоединяется к смонтированным заземлителям только сваркой. Как уже отмечалось, если горизонтальный заземлитель выполнен из полосы, то полоса должна устанавливаться строго на ребро.
Площадь поперечного сечения, диаметр и толщина стенки металлического проката для контура заземления должны выбираться с учетом защиты от коррозии, соответствующих термических и механических воздействий, эти значения указаны в нормативных документах.
Заземлители и проводники, проложенные в земле, должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.(ПУЭ)

Материал

Профиль сечения

Диаметр,
мм

Площадь поперечного сечения, мм

Толщина
стенки, мм

Сталь:

Круглый:

 

 

 

 

для вертикальных заземлителей;

16

 

для горизонтальных заземлителей

10

 

Прямоугольный

100

4

 

Угловой

100

4

 

Трубный

32

3,5

Сталь
оцинкованная:

Круглый:

 

 

 

 

для вертикальных заземлителей;

12

 

для горизонтальных заземлителей

10

 

Прямоугольный

75

3

 

Трубный

25

2

Медь:

Круглый

12

 

Прямоугольный

50

2

 

Трубный

20

2

 

Канат многопроволочный

1,8*

35

 


__________
* Диаметр каждой проволоки.
Классический контур заземления из стального уголка и арматуры имеет свои достоинства и недостатки.

Порядок монтажа контура заземления

  • производится выбор оптимального места для монтажа контура заземляющего устройства;
  • разработка грунта, если простыми словами — выкапывается траншея;
  • монтаж вертикальных заземлителей и горизонтального проводника;
  • поэтапные замеры прибором сопротивления;
  • окончание работ при получении требуемого результата проверки;
  • оформление и выдача документов о состоянии заземления.

Сейчас, с появлением широкого выбора заводских комплектующих можно выполнить монтаж используя модульные электроды — установка выполняется путем поэтапного наращивания и забивания модульной конструкции на требуемую глубину. Такие заземлители в зависимости от вида почвы могут прокладываться в земле вручную или с помощью соответствующих электрических, бензиновых или пневматических молотов. На фото представлен пример многоэлектродного контура, выполненного нами из омедненной стали.
Что касается технической стороны монтажа самого контура заземления, то главный характерный показатель, определяющий его качество — это способность пропускать электрический ток в землю и чем она больше, тем лучше — предъявляемые требования нормированы и проверяются измерениями. Огромное влияние на это оказывают: используемый материал, тип грунта.

Особенности контура заземления молниезащиты дома:

Устанавливая контур заземления для молниезащиты дома, следует руководствоваться ПУЭ и Инструкцией по молниезащите.
Базой знаний при монтаже заземляющего устройства для молниезащиты служит Инстукция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87( I- II- III категории). В иструкции для каждой категории молниезащиты указаны  минимальное допустимое количество вертикальных заземлителей в контуре заземления, их расположение и длина вертивальных и горизонтального электродов.
Пример (молниезащита III категории) из пункта 2.26. …каждый токоотвод от стержневых и тросовых молниеприемников должен быть присоединен к заземлителю, состоящему минимум из двух вертикальных электродов длиной (L) не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом длиной (C) не менее 5 м;
 
ПУЭ 1.7.55. ….Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.

Проверка сопротивления контура заземления:

Главный показатель качества установленного контура заземления для частного дома (и не только) — это сопротивление растеканию тока, точное значение которого возможно узнать только после измерений прибором.

Проверка сопротивления контура, на соответствие нормам приёмо — сдаточных испытаний ПУЭ, выполняет электроизмерительная лаборатория и выдаётся протокол. В дальнейшем, проверка сопротивления растеканию тока заземляющих устройств должно производиться в сроки, установленные ПТЭЭП, а также после каждого капитального ремонта. Периодичность проверки в полном объеме производится не реже 1 раза в 12 лет. Проверка коррозионного состояния элементов, находящихся в земле: Локальные коррозионные повреждения в земле выявляются при осмотрах со вскрытием грунта. Если элементы конструкции выполнены из чёрного металла (уголков, труб, полосы и т.п.), то самыми уязвимыми для коррозии являются сварные соединения и такие места проверяются в первую очередь.

Как подключить контур заземления к электросети частного дома

Следует понимать, что только выполнить монтаж и подключить контур заземления к электросети частного дома — не гарантия для обеспечения электробезопасности. Для этого, должны быть строго соблюдены требования к электроустановкам указанные как в главе пуэ 1.7. «Заземление и защитные меры электробезопасности», так и в главе 7.1. «Электроустановки жилых, общественных, административных и бытовых зданий».
Эти требования являются взаимосвязанными и их частичное выполнение может привести к непредсказуемым последствиям, как для электрической, так и пожарной безопасности.

Осуществлять выбор системы заземления и подключать заземляющее устройство к электросети дома, должен квалифицированный специалист в строгом соответствии с требованими базы правил ПУЭ.

Требования к выбору систем заземления и запрет на применение для конкретных электроустановок приведены в соответствующих пунктах — некоторые из них приведены ниже:.
1.7.57. Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN.

1.7.59. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО.

1 — заземление трансформатора;
2 — контур заземления, независимый от нейтрали трансформаторной подстанции .
При этом для системы заземления ТТ должно быть соблюдено условие:
Ra Ia ≤ 50 B, где Ia— ток срабатывания защитного устройства; Ra— суммарное спротивление заземлитель + заземляющий проводник, на линиях устанавливается УЗО с уставкой не более 30(мА)
Отметим, что организация системы ТТ вынужденная мера для загородного частного сектора, строительных бытовок, палаток торговли и других.


Как мы уже информировали официальной формулировки «контур заземления» в нормативах нет, но его составляющие и поключение к электросети часного дома, дачи, коттеджа или иного объекта — должны соответствовать регламентированным документам.
Искусственный заземлитель контура — совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, специально выполняемый для целей заземления. Эффективность конкретного заземлителя зависит от характера грунта, а число заземляющих электродов выбирают в зависимости от характера грунта и его сопротивления.
542.2.1 Типы, материалы и размеры заземляющих электродов должны обеспечивать коррозионную и необходимую механическую прочность на весь срок службы.
542.2.4 При выборе типа и глубины установки заземляющих электродов должны быть учтены возможности механического повреждения и минимизации воздействия высыхания или промерзания грунта.
542.2.5 При применении в заземляющих устройствах разных материалов должна быть предусмотрена возможность возникновении электрической коррозии.
542.2.8 Если заземлитель состоит из частей, которые должны быть соединены вместе, соединение должно быть выполнено экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешенным механическим соединителем.
К заземляющим устройствам, предназначенным применения в земле, предъявляют следующие требования:
— они должны надежно обеспечивать требования защиты установки;
— протекание токов замыкания на землю и токов защитных проводников на землю не должно создавать опасности от нагрева, термомеханических и электромеханических воздействий и опасности поражения электрическим током;
— при необходимости они должны удовлетворять функциональным требованиям;
— соответствовать условиям внешних воздействий (см. МЭК 60364-5-51), например, механических воздействий и коррозии.
Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.
1.7.117. Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм2.
Заземляющие электроды в грунте:
D.1 Общие требования для контура заземления(и не только).
Сопротивление заземляющего электрода контура заземления зависит от его размера, формы и удельного сопротивления грунта в который его заглубляют. Это удельное сопротивление часто изменяется по длине и глубине. Удельное сопротивление почвы выражается в Омах — сопротивление цилиндра площадью поперечного сечения основания 1 м2 и длиной 1 м. Характер поверхности и растительности может дать некоторую информацию относительно более или менее благоприятной характеристики почвы для установки заземлителя. Более надежная информация обеспечивается при наличии результатов измерений на заземляющих электродах, установленных в подобной почве. Удельное сопротивление почвы зависит от влажности и температуры, оба эти параметра изменяются в течение года. Влажность — под влиянием гранулирования почвы и ее пористости. Практически, удельное сопротивление почвы увеличивается при уменьшении влажности. Грунты в зонах подтопления рек, как правило, не подходят для устройства заземлителей. Эти грунты состоят из каменной основы, являются сильно проницаемыми и легко затопляются отфильтрованной водой с высоким удельным сопротивлением. В этом случае должны устанавливаться глубинные электроды, чтобы достигнуть более глубоких слоев грунта, у которых может быть лучшая проводимость. Мороз значительно увеличивает удельное сопротивление почвы, которое может достигать нескольких тысяч Ом в замороженном слое. Толщина этого замороженного слоя в некоторых областях может составить один метр и более. Засуха также увеличивает удельное сопротивление почвы. Эффект засухи может наблюдаться в некоторых областях до глубины 2 м. Значения удельного сопротивления при таких условиях могут быть такого же порядка как и во время мороза.
D.3 Заземляющие электроды контура заземления (и не только)заглубленные в грунт.
Заземляющие электроды, входящие в контур заземления, заглубленные в грунт могут быть выполнены из:
— стали горячего цинкования,
— стали в медной оболочке,
— стали с медным покрытием,
— нержавеющей стали,
— голой меди.
Соединения между различными металлами не должны быть в контакте с почвой. Не следует применять другие металлы и сплавы. Минимальная толщина и диаметры деталей принимаются для обычных рисков химического и механического старения. Однако, эти размеры могут быть не достаточными в ситуациях,где присутствуют существенные риски коррозии. С такими рисками можно встретиться в почвах, где распространяют блуждающие токи, например возвратные токи постоянного тока в цепях электрической тяги или в близи установок катодной защиты. В этом случае должны быть приняты специальные меры предосторожности. Заземляющие электроды должны быть заглублены в самых влажных частях грунта. Они должны быть расположены вдали от свалок отходов, где возможна фильтрация, например, экскрементов, жидких удобрений, химических продуктов, кокса, и другие, которые могут их разъесть и расположены максимально далеко от оживленных мест.


© el-line2.ru

Как рассчитать и подключить контур заземления частного дома своими руками

Безопасная работа электропроводки частного дома во многом зависит от наличия контура заземления – он способствует отведению блуждающих токов и защищает все домашние электроприборы от статического напряжения. Кроме того, отвечает за безопасность человека и защищает его от поражения электрическим током. Контур заземления частного дома, хотя и является сложной системой, требующей проведения специальных расчетов, все же в исполнении он представляет собой довольно простую конструкцию, изготовить которую самостоятельно не представляет никакого труда. Предлагаем вместе с сайтом stroisovety.org подробно изучить устройство и принципы самостоятельного монтажа контура заземления.

Контур заземления частного дома фото

Как рассчитать контур заземления

Расчет заземляющего контура необходим для того, чтобы правильно определить его сопротивление и форму, на которые влияют несколько факторов – это размеры и количество заземляющих электродов, расстояние между ними и электропроводность грунта. Именно эти факторы необходимо взять в учет при расчете контура заземления.

Начнем по порядку, и для начала определимся, для какого материала необходимо производить расчет. Монтаж контура заземления может выполняться из разного материала, но в основном это:

  • металлический уголок;
  • труба;
  • арматура.

Монтаж контура заземления своими руками фото

Чтобы эти изделия служили на благо вашей безопасности как можно дольше, к их сечению выдвигают некоторые требования.

  • Труба – вне зависимости от диаметра, она должна иметь толщину стенок не менее 3,5мм.
  • Уголок – опять же, не зависимо от ширины полок, толщина металла не должна быть меньше 4мм.
  • Арматура или круглый прокат должен быть диаметром не менее 16мм.
  • Размеры полосы, служащей для связки заземляющих электродов, должны составлять 4х12мм.

При всем этом используемом материале длина заземляющих электродов составляет 1,5-2м.

Расчет контура заземления

Сопротивление контура заземления рассчитывается отдельно для каждого элемента системы, после чего суммируется. Как правило, расчетные данные значительно отличаются от фактических. Это связанно с тем, что в зависимости от глубины, удельное сопротивление уменьшается.

Рассчитать сопротивление заземляющего контура можно по формуле R= R1/ Kи*N,

в данном случае R1 – это сопротивление одного электрода, Ки – коэффициент использования, характеризующий нагрузку электрической цепи, и N – количество заземляющих электродов.

Расчет контура заземления нужен для того, чтобы определить количество необходимых электродов. Ленивым людям все расчеты можно осуществить с помощью компьютерной программы «Электрик v.6.6».

Как сделать контур заземления своими руками

Как монтировать контур заземления своими руками

Определив количество необходимых электродов, можно приступать к монтажу заземления. Следует понимать, что установить эти электроды можно разными способами – линейным или в виде какой-либо фигуры. Наиболее распространенная схема контура заземления – это треугольник, но здесь необходимо учитывать возможности пространства приусадебного участка. Если места хватает, то лучше расположить электроды квадратом или треугольником, если нет, то придется разместить их в линию. По большому счету это не очень важно.

Траншея для контура заземления частного дома фото

Итак, копаем траншею в виде необходимой формы на глубину 0,7м и забиваем вертикальные электроды. Расстояние между электродами примерно должно равняться их длине – если монтировать замеляющий контур в виде треугольника или квадрата, то эта величина должна характеризовать длину их граней. Забивать электроды необходимо так, чтобы в канаве они выступали на высоту 0,2м.

Ну а дальше все просто – вооружаемся сварочным аппаратом и стальной полосой. Задача заключается в том, чтобы соединить между собой все имеющиеся электроды. Здесь выдвигаются повышенные требования к сварке. Полосы и электрод необходимо сварить сплошным швом во всех возможных местах, а чтобы свести на нет процесс коррозии металла, выступающие электроды и полосу нужно покрыть слоем грунтовки.

Прежде чем закапывать получившуюся конструкцию, устройство контура заземления необходимо подключить к домашней электропроводке. Для этого также понадобится прокопать траншею и провести металлическую полосу вплоть до распределительного щитка, где и выполняется его непосредственное подключение.

Контур заземления своими руками

Проверка контура заземления частного дома

Но и это еще не все – чтобы избежать лишней земельной работы, нужно выполнить проверку контура заземления. По большому счету, проверку контура и замеры его сопротивления должны проводить соответствующие организации, на что выдавать определенный сертификат соответствия. Но в случае самостоятельного контроля воспользуйтесь прибором под названием «клещи» – с его помощью можно провести вычисления, не прибегая к разрывам цепи и использованию сложной устаревшей техники с множеством электродов.

Проверка контура заземления частного дома

Пользоваться таким прибором не сложно – устанавливаете переключатель в режим измерения сопротивления, замыкаете клещи вокруг стальной полосы заземления, после чего прибор выдает показания, которое согласно всем нормам не должно превышать 4Ом.

Только после такой проверки на соответствие нормам сделанный своими руками контур заземления можно закапывать. Не забудьте качественно уплотнить грунт. Проливать водой его не стоит – просто по мере подсыпания земли ее нужно хорошенько утрамбовывать. Со временем почва даст усадку и при необходимости можно будет выполнить дополнительную подсыпку.

Когда можно закапывать контур заземления частного дома

Подключение контура заземления к распределительному щитку своими руками

Задаваясь вопросом, как сделать контур заземления, нельзя упускать из виду процесс его подключения к внутренней цепи электропитания. Это соединение должно быть надежным и долговечным. Как правило, стальную полосу, идущую от контура, связывают со щитком медной жилой сечением не менее 6 квадратов. К полосе кабель подключается с помощью болта, оснащенного гайкой и двумя шайбами, а к щитку – специальной шиной с клеммами, к которой и подключаются отдельные ветви заземляющих проводов внутренней электропроводки дома.

Подключение контура заземления к распределительному щитку

Теперь вы знаете, как делается контур заземления частного дома и, вооруженные теорией, можете приступать к практике. Главное помните, что все должно делаться как можно качественнее, а соединения выполняться самым надежным способом.

Автор статьи Юрий Пановский

инструкция, таблицы и формулы для просчитывания сопротивления заземляющего устройства, пример вычисления и онлайн-калькулятор

Защита от статического электричества устанавливается в случаях работы оборудования из материалов, проводящих ток. Расчет контура заземления выполняется с учетом принятых стандартов.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Принципы и правила вычислений согласно ПУЭ

Перед рассчетом параметров заземления электрических проводников, а также их размеров, надо определить тип грунта. Рекомендуется использовать собранную установщиком информацию и постоянные значения, указанные в таблицах. При выполнении подсчетов нужно руководствоваться требованиями ГОСТа и Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Порядок расчета и исходные данные

Для определения допустимого вертикального или горизонтального заземления следует:

  1. Рассчитать контур.
  2. Подготовить заземляющие электроды и проводники.
  3. Воспользоваться формулами для расчета.

Определение оптимального контура защитного заземления

Для получения оптимального растекания напряжения подбирается форма контура. Устройство представляет собой прямую линию либо геометрическую фигуру.

Менее затратным вариантом при определении необходимого контура заземления будет использование линейной схемы, в соответствии с которой нужно только выкопать одну траншею.

В процессе эксплуатации показатели напряжения и формы растекания могут измениться, потому при расчетах используется поправочный коэффициент. Подходящим вариантом будет применение треугольной формы контура: монтаж электродных элементов выполняется по вершинам геометрической фигуры. Для частного домовладения достаточно будет использовать три электрода.

Алекс Жук подробно рассказал о вычислении параметров заземления, а также количества проводников и электродов.

Электроды и проводники — выбор и расчет

Вертикальные электродные элементы являются основными составляющими, которые учитываются при расчете контура заземления. Длина приспособлений определяется расстоянием между ними. Непосредственно от размера электродов зависит и величина сопротивления. Значение сечения определяется в соответствии с ПУЭ, в связи с этим необходимо создать максимально износостойкую систему.

При выборе нужных размеров нужно иметь ввиду, что чем бо́льшая часть электрода погружается в землю, тем более эффективным получится контур. Для увеличения метража повышается количество самих стержней или берутся элементы с более высокими показателями длины. Здесь потребитель выбирает самостоятельно, что ему сделать проще: установить много электродов в землю или забивать каждый из них максимально глубоко.

Правила выбора и расчета:

  1. Длина электродных элементов выбирается с учетом того, что заземляться они должны не менее, чем на 0,5 м (среднее значение сезонного промерзания грунта). Установка стержня ниже этого показателя обеспечит корректную работу всех электрических приборов независимо от погодных условий.
  2. Расстояние между вертикальными элементами. Показатель определяется конфигурацией контура, а также длиной составляющих.

Трехметровые электроды устанавливать сложнее. Оптимальным считается использование двухметровых элементов с небольшим отклонением в большую либо меньшую сторону.

Канал «Дни Решений» рассказал о теоретических особенностях определения параметров необходимого защитного заземления и нюансах создания контура.

Размеры материала для заземления

Подбор материалов начинается с расчета минимальной длины.

МатериалПрофиль сеченияДиаметр, ммПлощадь поперечного сечения, ммТолщина стенки, мм
Черная стальКруглый
Для заземлителей вертикального типа16
Для горизонтальных устройств10
В форме прямоугольника1004
В виде угла1004
Трубный323,5
Оцинкованная стальКруглый
Для заземлителей вертикального класса12
Для горизонтальных элементов10
Для устройств с прямоугольным профилем753
Трубный252

Формулы расчета

Для вычислений применяются формулы, исходя из характеристик заземлителя. Необходимо будет посчитать величину сопротивлений растекания тока, а также вертикального стержня.

Как определить сопротивление растеканию тока

Пример расчета приведен на изображении. Выбор формул зависит от расположения стержня электрода. Роль играет и вид логарифма.

Универсальная формула расчета сопротивления вертикального стержня

Обозначение символов:

  • Рэкв — параметр эквивалентного сопротивления почвы, измеряющийся в Ом/м;
  • d — диаметр изделия, мм;
  • L — размер непосредственно стержня, измеряется в метрах;
  • Т — значение расстояния от середины изделия до поверхности земли.
Таблицы вспомогательной информации для расчета заземления

Значение удельного сопротивления почвы зависит от степени влажности грунта. Для обеспечения максимальной стабильности заземлителя, а также предотвращения негативного воздействия погодных условий, его нужно установить на глубине 0,7 м.

Показатели для различных видов почвы.

Тип грунтаЗначение удельного сопротивления, Ом
Торф20
Земля, чернозем50
Глинистый грунт60
Супесь150
Песок, если грунтовые воды находятся на расстоянии 5 метров500
Песчаный, когда подземное течение расположено на глубине более 5 м1000

Установку системы заземления необходимо производить так, чтобы стержень полностью проходил верхний слой почвы, а также часть нижнего. При этом надо учитывать сезонный климатический коэффициент.

Величина сопротивления грунта.

Разновидность электродаКлиматическая зона местности
1234
Вертикальный1,8/21,5/1,81,4/1,61,2/1,4
Горизонтальный4,5/73,5/4,52/2,51,5
Климатические признаки зон, в градусах
Среднее значение самой низкой температуры в январеВ диапазоне от -20 до +15От -14 до +10От -10 до 0От 0 до +5
Величина самой высокой точки температуры, измеряется в июлеВ диапазоне от +16 до +1818-2222-2424-26
Расчет вертикальных заземлителей – таблица и формула

Расчет производится по формуле N=(R1*X)/R2. R2 представляет собой нормируемую величину сопротивления растекания тока электрода, который определяется стандартом ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации установок потребителя).

Нормы, которых следует придерживаться.

Свойства электрооборудованияВеличина удельного сопротивления почвы, ОмЗначение сопротивления заземляющего электрода, Ом
Искусственное заземляющее устройство, к которому подключаются генераторные и трансформаторные установки
660/380максимум 10015
больше 1000,5*р
380/220не более 10030
больше 1000,3*р
220/127максимум 10060
больше 1000,6*р
Формула расчета горизонтального проводника

Коэффициенты использования заземлителей.

ГоризонтальныеВертикальные
Расположение по контуру
Количество

Сотношение расстояний между электродами и их длиной, м

Число элементовЧисленность стержней и длина, м
40,450,550,6540,690,780,85
50,40,480,6460,620,730,8
80,360,430,6100,550,690,76
100,340,40,56200,470,640,71
200,270,320,45400,410,580,67
300,240,30,41600,390,550,65
500,210,280,371000,360,520,62
700,20,260,35
1000,190,240,33
Размещение в один ряд
КоличествоСоотношение расстояния и длины, мКоличествоПараметры соотношения расстояний между устройствами и их длиной, м
40,770,890,9220,860,910,94
50,740,860,930,780,870,91
80,670,790,8550,70,810,87
100,620,750,82100,590,750,81
200,420,560,68150,540,710,78
300,310,460,58200,490,680,77
500,210,360,49
650,20,340,47

Канал «Не только СТРОЙКА» рассказал о методике ведения расчетов параметров заземления с помощью специальной программы индивидуально для каждого жилого дома.

Пример расчета контура заземления

Для изготовления заземлителя обычно используется металлический уголок длиной 2,5-3 метра и размером 50х50 мм. При установке расстояние между элементами должно соответствовать их длине, или 2,5-3 метра. Показатель сопротивления для глиняного грунта будет 60 Ом*м. Согласно таблице климатических зон, значение сезонности для средней полосы составит около 1,45. Сопротивление будет равно: 60*1,45=87 Ом*м.

Пошаговый алгоритм монтажа заземления:

  1. Выкопать возле дома траншею по контуру глубиной 0,5 м.
  2. Забить в ее дно металлический уголок. Габариты его полки подобрать с учетом условного диаметра электродного элемента, который вычисляется по формуле d=0.95*p=0.995*0.05=87 Ом*м.
  3. Определить глубину залегания средней точки уголка: h=0.5*l+t=0,5*2,5*0,5=1,75 м.
  4. Подставить данное значение в ранее описанную формулу для расчета величины сопротивления одного заземлителя. Полученный параметр в итоге составит 27,58 Ом.

Необходимое число электродов можно определить по формуле N=R1/(Kисп*Rнорм). В результате получится 7. Изначально в качестве Кисп применяется цифра 1. В соответствии с табличными данными, для семи заземлительных устройств значение составит 0,59. Подставив полученную величину в формулу расчета, получаем результат: для дачного участка необходимо использовать 12 электродных элементов.

Соответственно, производится новый перерасчет с учетом этого параметра. Кисп по таблице теперь составит 0,54. Если использовать это значение в формуле, то в результате получится 13 штук. Тогда величина сопротивления электродов будет равна 4 Ома.

Расчет заземляющего устройства в режиме онлайн

Ускорить расчетный процесс помогает применение онлайн-калькулятора.

Алгоритм работы:

  1. Вычислить удельное сопротивление грунта ρ (1), учитывая его неоднородность. Для этого выбирать состав верхнего и нижнего слоя земли. Калькулятор сам подбирает необходимые значения для ρ1 и ρ2.
  2. Указать климатическую зону (коэффициент k1) и ввести остальные параметры. R1 (2) и R2 (3) определяют сопротивление заземлителей — горизонтального и вертикального.
  3. Провести расчет R (4) на основании полученных результатов.
  4. Ознакомиться с итогом.

Рекомендуется проверить, соответствует ли нормам (ПУЭ 1.7.101) сопротивление заземляющих устройств. Если оно превышает допустимое значение, надо изменить исходные параметры. В частности, уменьшить или увеличить количество вертикальных заземлителей.

Видео

Канал «Pro Дом» рассказал об алгоритме проведения расчетов для установки заземлительных электродов в бумажном формате и выборе резисторов.

67 — От чего зависит заземление

От чего зависит заземление

Заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал уходит в землю тем самым, защищая человека от поражения электрическим током. Сопротивление заземления является основным качественным показателем заземлителя и напрямую зависит от таких факторов как:

— тип, структура и свойства грунта, которые в итоге определяются такой величиной как сопротивление растеканию тока

— конфигурация заземлителя, в частности площадь электрического контакта электродов заземлителя с грунтом

 Удельное сопротивление грунта

Параметр определяет собой уровень «электропроводности» земли как проводника, он определяет, как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток, поступающий от заземлителя. Чем меньше это значение, тем меньше будет сопротивление заземления.

Удельное электрическое сопротивление грунта (Ом*м) — это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, его влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Лучше всего для монтажа контура заземления подходят такие грунты: торф, суглинок, влажная глина. Плохо подходят: песок, камень, скала.

Конфигурация заземлителя

Сопротивление заземления напрямую зависит от площади электрического контакта электродов заземлителя с грунтом, которая должна быть как можно большей. Чем больше площадь поверхности заземлителя, тем меньше сопротивление заземления.

Чаще всего, для увеличения площади контакта заземлителя с грунтом используется несколько соединенных вместе коротких электродов, размещенных на некотором расстоянии друг от друга (контур заземления). В этом случае площади единичных электродов суммируются и качество заземления улучшается.

Для прогнозирования величины будущего заземления производится расчет заземляющего устройства, определяются его размеры и форма. Как известно, контур заземления состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника. Вертикальные заземлители вбиваются в почву на определенную глубину. Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с шиной заземления в электрощите.

При расчете учитываются размеры, количество и размещение всех элементов контура заземления друг относительно друга, также определяется глубина заложения электродов. Расчет проводится по специальным методикам, учитывающим различные факторы, в том числе многослойность и неоднородность грунта, взаимное влияние друг на друга токов растекания одиночных заземлителей, ориентацию и соотношение размеров электродов, и другие. Эти расчеты можно проводить как вручную, так и с помощью специального программного обеспечения в автоматизированном режиме.

После монтажа заземления его сопротивление обязательно должно проверяться. Для этого необходимо использование специальных приборов и утвержденной методики измерения. Специалисты нашей электротехнической лаборатории обладают необходимым опытом и допусками для измерения и проверки вашего заземления. Наша электролаборатория укомплектована необходимыми приборами, инструментами, оборудованием и выдает официальное заключение. В случае отсутствия заземления на вашем объекте или если его сопротивление не соответствует нормам, наша организация в рамках оказания дополнительных услуг поможет вам смонтировать и подключить контур заземления, что обеспечит высокую электробезопасность вашего дома на долгое время.

Как сделать контур заземления дома?

Итак, у вас возникла необходимость выполнить контур заземления для своего дома. Вы много чего слышали на этот счет, но не знаете, как сделать правильно. Рассмотрим, как выполнить контур заземления, чтобы он соответствовал всем нормативным документам.


Согласно нормативным документам в системах заземления TN (система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена) рекомендуется выполнять повторное заземление PE и PEN-проводников питающих линий на вводе их в электроустановки зданий.

Хоть и в ПУЭ написано, что в качестве заземлителя могут выступать различные естественные заземлители, я бы вам посоветовал лучше забить свой отдельный контур заземления.

Стоит иметь ввиду, что сопротивление контура повторного заземления не нормируется!

Например, в ТКП 45-4.04-149-2009 контур повторного заземления рекомендуют выполнять двумя вертикальными электродами длиной 5м каждый. Именно такой контур я делаю в своих проектах.

На самом деле контур может быть любой конфигурации. В качестве вертикальных электродов могут выступать круг диаметром 12-16мм либо металлический уголок толщиной полки не менее 4мм и площадью поперечного сечения не менее 100мм2.  Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле приведены в таблице:

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

В агрессивных грунтах рекомендуется использовать оцинкованные либо медные заземлители.

Во многих контур заземления ассоциируется именно с таким вот контуром в виде треугольника:

Контур заземления в виде «треугольник»

Здесь в качестве вертикальных электродов применили металлические уголки, которые обварили стальной полосой. Стальная полоса укладывается на ребро. Глубина заложения горизонтальной полосы должна  быть не менее глубины промерзания грунта. В общем случае -0,7м.

В стесненных условиях вертикальные электроды можно расположить в один ряд. Рекомендуется расстояние между электродами делать равным длине электродов. Если электроды по 5м, то расстояние должно быть 3-5м.

Чем больше удельное сопротивление почвы, тем больше рекомендуется забивать электродов и тем глубже должны быть электроды.

Контур заземления должен быть расположен на расстоянии не менее 1м от фундаментов зданий и сооружений, а также инженерных сетей.

Для защиты от коррозии все сварные соединения должны быть окрашены. Поскольку стальную полосу по дому прокладывать не совсем удобно, то можно перейти на медный провод сечением не менее 10мм2.

В теме по подключению генератора к дому имеется картинка, где наглядно видно, куда необходимо завести контур заземления.

Остались вопросы? Пишите…

Советую почитать:

Контур заземления. Для чего, что, как?

Для чего необходимо заземление?

Для безопасной эксплуатации электроприборов необходимо, чтобы они были заземлены. В этом случае вы гарантированно не получите электротравму, а сложная и чувствительная электроника не пострадает, если накопится статическое электричество. При проектировании и капитальном ремонте зданий предусматривается монтаж контура заземления, если он не был установлен ранее.

Электрический ток всегда течет по пути наименьшего сопротивления. Представим ситуацию, когда в неисправном приборе питающий провод (фаза) из-за нарушения изоляции замыкает на металлический корпус. Внешне это никак не проявляется, но если вы дотронетесь до корпуса, то получите удар током, так как он пойдет через вас. Если же корпус будет соединен с землей, то ток по пути наименьшего сопротивления уйдет в землю, а прикосновение к корпусу прибора будет безопасным.

Аналогично происходит со статическим электричеством. При наличии заземления оно не накапливается на корпусах техники, постоянно стекая в землю, поэтому не может вывести из строя электронную начинку. Дело в том, что микросхемы очень чувствительны к высокому напряжению. И хотя при электростатическом пробое сила тока ничтожна, зато напряжение может достигать нескольких тысяч вольт.

Что такое контур заземления?

Контур заземления представляет собой конструкцию из металлических проводников, соединенных определенным образом и зарытых в землю. Через него заземляются все электроприборы, находящиеся в доме. Задача контура обеспечить наиболее эффективное растекание в землю электрического тока при пробоях на корпус и нарушениях изоляции. Поскольку ток всегда течет по пути наименьшего сопротивления, контур должен обеспечить это.

Расчет заземления требует специальных знаний, а установка конструкции определенных навыков, поэтому только специалисты способны грамотно выполнить монтаж контура заземления. Стоимость работ при этом зависит от типа контура и особенностей почвы. Электрический ток хорошо растекается в песчаном, глинистом и черноземном грунтах, особенно при их высокой увлажненности. Но нет смысла устанавливать контур заземления на скальной породе. Она плохо проводит ток, и контур будет неэффективным.

Электроприборы заземляются не напрямую, а через розетки со специальным контактом, который соединен с жилой, уходящей на контур заземления. В этом случае при включении в сеть неисправного прибора, даже если не сработает предохранитель или устройство защитного отключения, прикасаться к нему будет безопасно.

Как устроен контур заземления?

Когда проводится монтаж контура заземления, цена работы во многом зависит от трудоемкости. В общем случае недалеко от распределительного щита выкапывается траншея в виде равностороннего треугольника со сторонами 1-3 метра. Ее глубина около 50 см. В вершины треугольника вбиваются заземляющие электроды. Можно приобрести специальные, а можно использовать металлический уголок со стороной не менее 50 мм. Вбивают на глубину около 3 метров. Верхние концы электродов соединяют между собой металлической полосой, крепят при помощи сварки. К такой конструкции не менее чем в двух местах подсоединяется заземляющий провод, идущий от дома.

Вместо треугольной траншеи можно выкопать прямую длиной не менее 4 метров. Заземляющие электроды вбиваются в метре друг от друга и так же соединяются металлической полосой. Какой вариант выбрать, зависит от особенностей расположения дома.

Размер контура и необходимое заглубление электродов в основном зависит от характеристик грунта. Если почва сухая и имеет высокое электрическое сопротивление, требуется контур большого размера с максимально возможным заглублением. Поэтому стоимость монтажа контура заземления можно определить только на месте, изучив все условия.

Монтаж контура заземления?

Если вы планируете строительство или капитальный ремонт своего дома, то вам не обойтись без проекта. Только специалист с профильным образованием сможет грамотно рассчитать устройство всех инженерных коммуникаций. В том числе он спроектирует всю электрику и предложит оптимальный именно для вас вариант заземления, стоимость монтажа которого будет минимально возможной в вашем конкретном случае.

Не стоит экономить на проекте. В нем будет изложено, как следует вести работы, соблюдая все строительные нормы и правила. Это большое подспорье для монтажников, которым не придется гадать, какого сечения нужен провод и на какую глубину следует вбивать заземляющие электроды.

Чтобы электрика в вашем доме работала надежно, закажите ее монтаж в нашей компании. Мы работаем в этой сфере 6 лет и сдали в эксплуатацию 800 объектов. Наши специалисты имеют огромный опыт, все делают быстро и качественно.

В области электрики мы выполняем любые виды работ, в том числе и монтаж заземления. Цена определяется при выезде нашего инженера на объект и после подписания договора никогда не меняется. Мы строго соблюдаем строительные нормы и предоставляем гарантию. За адекватную цену вы получаете комфортное и надежное жилье, в котором все инженерные сети исправны и долгие годы не потребуют ремонта или реконструкции.

Варианты геотермальной петли

| МНГХПА : МНГХПА

Геотермальные тепловые насосы

Minnesota, как правило, предназначены для более строгих требований холодного северного климата с дополнительным высокоэффективным летним охлаждением. Геотермальный земляной контур, или грунтовый теплообменник (GHEX), является сердцем и душой системы геотермального теплового насоса (GHP). Это место, где тепло извлекается из земли для обеспечения геотермального отопления зимой и где тепло отводится для охлаждения летом с использованием подземной системы трубопроводов, которая обычно состоит из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) определенного размера и количества. змеевики труб, заполненные раствором антифриза и воды, который циркулирует между GHEX и тепловым насосом, где происходит теплообмен.

Даже в разгар зимы температура на глубине 6-8 футов под землей в Миннесоте остается стабильной на уровне 46-52 градусов. F. Это движущий принцип экономических преимуществ геотермальной энергии. Однако, вопреки тому, что часто думают, температура земли непосредственно вокруг закопанного GHEX обычно не остается постоянной. Поскольку тепло извлекается зимой и отводится летом, сезонные колебания температуры грунта в пределах поля непосредственного контура обычно колеблются от 32 (мороз) до 75 градусов.Ф. по дизайну. Это одна из причин, по которой внутри системы используется антифриз, обычно метаноловый спирт или пропиленгликоль.

Система с открытым контуром, в которой не используется подземная «закрытая» система трубопроводов, а вместо этого прокачивается обычная колодезная вода через GHP, а затем выбрасывается наружу к элементам после того, как тепло от нее было использовано, на самом деле выигрывает от большего постоянная температура грунта круглый год, особенно температура колодезной воды.

Ни один тип петли не обязательно лучше другого: тип, размер и конструкция GHEX определяются большим количеством факторов, в том числе размером участка, деревьями, ландшафтом, геологией участка, фактическими требованиями к отоплению и охлаждению и относительными затратами на установку. .Некоторые примеры приведены ниже.

ПРИМЕЧАНИЕ. Вопросы, касающиеся ограничений собственности, зонирования и ограничений водно-болотных угодий для геотермальных грунтовых теплообменников, всегда следует направлять в соответствующий орган власти, обладающий соответствующей юрисдикцией.

СИСТЕМЫ ЗАКРЫТОГО КОНТУРА

ГОРИЗОНТАЛЬНО ВЫКОПАННЫЕ ЗЕМЛЯНЫЕ КОНТУРЫ:

Горизонтально выкопанные или проложенные в траншеях грунтовые системы теплообмена требуют наибольшей площади поверхности для заглубленных систем GHEX с замкнутым контуром, но они, как правило, являются наиболее экономичным вариантом с начальной стоимостью по сравнению с вертикальными или горизонтальными системами.Из-за того, что обычно требуются обширные земляные работы, доступное пространство обычно является ограничивающим фактором. Неглубокая скала также может быть сложной задачей.

«Первоначальный» горизонтальный GHEX состоял из единственной петли трубы, закопанной в длинную узкую траншею на некоторой глубине под землей. По этой трубе вода циркулировала к тепловому насосу и от него, извлекая или отводя тепло геотермальным способом, как это требовалось во время работы теплового насоса. Добавление антифриза в воду внутри этого замкнутого контура расширило диапазон низких рабочих температур системы ниже точки замерзания и защитило водяной змеевик теплового насоса от обледенения или растрескивания во время зимней эксплуатации.Это также позволило спроектировать более короткую петлю, что потенциально снизило затраты на установку.

Вскоре было обнаружено, что укладка более длинной одинарной трубы взад-вперед на различной глубине внутри еще более короткой траншеи еще больше снижает требования к пространству и затраты без обязательного ущерба для геотермальной мощности. Путем параллельного объединения нескольких контуров трубопровода на одном консолидированном трубопроводном коллекторе также можно реально получить системы большей производительности.

Эти развивающиеся подходы были в первую очередь нацелены на максимальное повышение производительности системы при минимальном пространстве и затратах на установку, и они заложили практическую основу для того, как подход к проектированию и установке GHEX с горизонтальной выемкой грунта применяется и по сей день — с широким диапазоном вариаций.

Миннесота Соображения: В Миннесоте обычно нецелесообразно использовать траншеекопатель для выемки горизонтальных петель. В климате, где глубина промерзания достигает 4-7 футов, горизонтальные трубопроводные системы GHEX лучше укладывать горизонтально на дно более широкой траншеи, выкопанной машинным способом, или открытой ямы, вырытой не менее чем на два фута ниже уровня самого глубокого годового промерзания. Выемки открытым способом часто выбираются в грунтах, где обрушение может произойти внутри более узкой (например, шириной с ковш) траншеи, что может серьезно ухудшить применение.Чтобы свести к минимуму затраты на земляные работы и сэкономить место с ограниченным снижением производительности системы, в горизонтальных конструкциях GHEX, как правило, используются более длинные трубы, свернутые в более плотные массивы, на меньшей площади земляных работ, чем обычно требуется для одной прямой трубы.

Как правило, количество отдельных трубчатых змеевиков, используемых в сборке GHEX, будет таким же, как и номинальная грузоподъемность GHP, т. е. 6-тонный тепловой насос будет использовать 6 змеевиков одинаковой длины в GHEX.Одна катушка на траншею является эмпирическим правилом. Катушки соединены между собой параллельно на общий подающий-обратный коллектор (коллектор). В более крупных системах не более 10 катушек обычно используют один и тот же заголовок, прежде чем разделить общее количество катушек между двумя — за некоторыми исключениями. Диаметр трубы из полиэтилена высокой плотности, используемой для змеевиков, обычно составляет 3/4 дюйма или 1 дюйм, а трубы большего диаметра используются для коллекторов.

Траншеи обычно выкапываются глубиной от 6 до 8 футов и длиной до 150 футов (обычно 100 футов) с общей общей траншеей.Катушки труб, содержащие от 500 до 800 футов каждая, определяемые конструкцией, используются для каждого траншейного змеевика. Иногда их раскатывают вперед-назад по всей длине траншеи несколько раз линейным, равномерно расположенным «беговым треком»… или раскладывают, как колоду карт, от одного конца траншеи к другому радиально. «хлипкая» мода. В любом случае оба конца трубы змеевика наматываются на один и тот же конец траншеи для установки коллектора. Расстояние между витками и количество витков определяются конструкцией.

В открытых карьерах след выемки грунта и размещение рулонов, как правило, более консолидированы, чем при разнесенных траншеях. Глубина остается примерно такой же, но открытые раскопки часто обеспечивают большую гибкость в соответствии с неправильными формами и размерами собственности. Площадь раскопок составляет примерно 400-500 кв. футов на тонну в Миннесоте, в зависимости от требований к площади и состояния почвы.

Для оптимальной теплопередачи насыщенные или даже влажные почвы, часто встречающиеся в низинах, предпочтительнее сухих.В более сухих почвах увеличение расчетной длины контура и/или расстояния между ними часто может компенсировать более низкую скорость теплопередачи. То же можно сказать и о введении системы всасывающих трубопроводов, размещенной непосредственно над змеевиками GHEX, куда периодически может отводиться дождевая или поверхностная вода. Такие соображения обычно учитываются в конкретных условиях на каждом участке.

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ :

Грунтовые системы теплообмена с вертикальным бурением требуют наименьшей площади поверхности для закрытых систем GHEX с замкнутым контуром.Как правило, они являются самыми дорогими из всех вариантов с обратной связью, но иногда являются единственно возможными в зависимости от доступного пространства, геологии участка и требований к конструкции системы. В то время как конструкции вертикальных GHEX могут сильно различаться, общее эмпирическое правило заключается в использовании одной скважины на номинальную тонну мощности GHP, пробуренной на глубину от 150 до 250 футов с расстоянием между скважинами от 15 до 25 футов. Возможна большая глубина бурения для уменьшения количества (или расстояния) скважин… и более короткие скважины в большем количестве могут использоваться, если этого требуют более мелкие условия бурения.

Чаще всего одиночный контур трубы с U-образным изгибом на конце размещается по всей длине каждой скважины, которая затем заполняется снизу вверх специальным цементным раствором для повышения проводимости и защиты от эрозии водоносного горизонта. Также возможны несколько труб с U-образным изгибом на отверстие, если требуется дополнительная теплоемкость из-за определенных ограничений на месте. Каждая вертикальная труба затем соединяется с системой горизонтальных коллекторных трубопроводов, которая заглублена на глубину от 6 до 8 футов с трубами подачи и возврата к GHP и от него.

В Миннесоте правильный выбор размеров, проектирование и установка имеют решающее значение для производительности вертикального GHEX и восстановления сезонного контура поля… особенно в северных применениях гидравлического GHP «только для нагрева», где исключение летнего геотермального охлаждения — часто по конструкции — не позволяет отвод тепла обратно в поле контура между отопительными сезонами. Кроме того, при бурении в скальных породах закон Миннесоты требует, чтобы несъемная обсадная труба применялась к каждой скважине вдоль любой «рыхлой» покрывающей породы (почвы) между коренной породой и поверхностью.В то время как обсадная труба не требуется в неконсолидированных породах только , глубина до коренной породы часто может решить или разрушить проект вертикального бурения из-за стоимости.

СИСТЕМЫ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО СВЕРЛЕНИЯ :

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) становится все более распространенным методом размещения геотермальных грунтовых теплообменников. Системы с горизонтальным сверлением имитируют системы с вертикальным сверлением почти во всех аспектах (включая нанесение цементного раствора), за исключением того, что они горизонтальные.Этот метод часто просто описывается как «вертикальная система, установленная на боку»… что также означает, что обычно требуется гораздо больший размер участка, чем система с вертикальным бурением или даже с горизонтально-траншейной системой, поскольку все должно располагаться горизонтально под недвижимость.

Минимальная требуемая длина составляет примерно 225 футов U-образной петли на номинальную тонну мощности теплового насоса при минимальной глубине и расстоянии 15 футов… хотя на меньшем участке можно просверлить два или три более коротких отверстия и объединить их в одно. или даже сложить их вертикально (т.г., на горизонтальных глубинах 15, 30 и 45 футов). На более крупных участках, где можно бурить гораздо более длинные скважины ГНБ, можно использовать меньшее количество скважин для достижения достаточной геотермальной мощности.

Одним из преимуществ систем с горизонтальным бурением по сравнению с другими методами является то, что их можно устанавливать под конструкциями, газонами и садовыми препятствиями, игровыми площадками и т. д., не нарушая существующие конструкции. Это часто обеспечивает доступ к зонам теплообмена земли, которые в противном случае были бы недоступны.Системы с горизонтальным бурением также могут быть установлены с меньшими затратами в областях, где глубина до породы невелика, а экономичность бурения в скале или бурения неглубоких скважин, чтобы оставаться над скалой, делает систему с вертикальным бурением более непомерно высокой.

ПЕТЛИ ДЛЯ ПРУДОВ И ОЗЕР:

Многим может показаться нелогичным, что скромный пруд на заднем дворе, покрытый толстым слоем зимнего льда, может служить адекватным источником геотермального тепла в течение всего отопительного сезона в Миннесоте, но эту возможность стоит изучить на участках с такими доступный ресурс.Как и в подземной замкнутой системе, в контуре пруда используется «заглубленная» замкнутая система трубопроводов, по которой циркулирует раствор антифриза и воды для осуществления теплообмена между теплообменником геотермального пруда (PHEX) и тепловым насосом.

Петля пруда может быть сконструирована и построена по-разному, но основной принцип остается одним и тем же для всех: вода в своем «самом тяжелом» состоянии имеет температуру 39 град. F. и имеет тенденцию отдыхать в собственном изолированном температурном слое на дне в течение всего года.Это идеальное место для PHEX. Зимой, так как отбирается тепло от 39 град. вода вокруг петли закручивается, вода охлаждается и поднимается за счет собственного конвективного тока вверх к поверхности. Это притягивает «свежие» окружающие 39 град. вода из термоклина непосредственно вокруг PHEX. Точно так же летом, когда тепло отводится, нагретая вода также мигрирует вверх от PHEX, поскольку более холодная окружающая вода втягивается обратно вокруг него.

Чаще всего для прудовых систем используется тот же тип материалов для труб из полиэтилена высокой плотности, который используется для контуров заземления; однако требования к длине трубы на номинальную тонну, как правило, значительно короче, а змеевики обычно могут быть сконфигурированы более компактно, чем в подземных системах.В некоторых случаях катушки труб с завода просто снабжены прерывистыми прокладками между слоями трубы, чтобы обеспечить конвективный поток воды между ними. Иногда змеевики свободно разбросаны внутри какого-то защитного кожуха или «клетки», изготовленной из оцинкованной проволочной сетки… или они просто распластаны в единый облегающий массив. В каждом случае PHEX обычно строится на берегу, как-то слегка утяжеляется (воздух внутри змеевиков труб все еще должен поддерживать их умеренную плавучесть), спускается в пруд и погружается во время заполнения системы.Трубы коллектора подачи-возврата затем закапываются в траншею ниже уровня промерзания от пруда до здания.

Варианты конструкции PHEX включают использование медных трубок (вместо HDPE) и специально изготовленного пластинчатого теплообменника модульного типа из нержавеющей стали. В Стране 10 000 озер также можно подать заявку на получение специального разрешения через DNR Миннесоты на строительство и размещение геотермального «теплообменника энергии озера»… но только в том случае, если на участке нет других вариантов геотермальной петли.

Надлежащая конструкция контура, а также требования к размеру и глубине пруда зависят от конкретного применения; следует консультироваться только с квалифицированным и опытным проектировщиком или подрядчиком по геотермальной энергии , начиная с того, достаточно ли пригоден пруд для работы в качестве источника геотермального тепла. Правильно спроектированная и установленная система пруда обычно может снизить затраты на установку замкнутого контура, повысить производительность системы и предложить привлекательный эстетический компонент, который не может обеспечить контур заземления.Но несоответствующая конструкция контура пруда может привести к массовому ухудшению температуры и спеканию термостойкого льда вокруг змеевиков PHEX, что может привести к полной неработоспособности системы до конца зимы.

СИСТЕМЫ РАЗОМКНУТОГО КОНТУРА

Системы открытого цикла

, обычно называемые насосно-сбросными, используют обычную бытовую колодезную воду в качестве источника тепла для системы геотермального теплового насоса (GHP). Фактически не используется заглубленный грунтовой теплообменник с замкнутым контуром (GHEX). Установка часто так же проста, как тройник непосредственно в имеющуюся домашнюю водопроводную трубу в подвале и подключение ее к GHP… затем прокладка выпускной трубы оттуда в какое-то место на участке, где «использованная» геотермальная вода может быть сброшена напрямую. в дренажную канаву, плитку или пруд.Большие жилые или коммерческие системы могут быть немного более сложными, но принцип остается одинаковым для всех: тепло извлекается (или отводится) непосредственно в (или из) колодезной воды во время работы GHP.

Благодаря устранению затрат на материалы и установку GHEX, системы с открытым контуром, как правило, имеют значительное преимущество по первоначальной стоимости по сравнению с системами с замкнутым контуром. Они также, как правило, работают с более высокой эффективностью, чем замкнутые контуры в Миннесоте, из-за более высокой температуры воды на входе во время работы GHP зимой и более низких температур летом.Вместимость скважины, скорость извлечения, температура и качество, а также возможности сброса воды на объекте являются общими ограничивающими факторами. Для удаления минеральных отложений также может потребоваться некоторая периодическая очистка внутреннего водяного змеевика GHP обратной промывкой.

Minnesota Соображения: Департамент здравоохранения штата Миннесота (DOH) и Департамент природных ресурсов (DNR) должны проконсультироваться по всем проблемам, связанным с водой из колодцев и использованием воды, связанными с системами открытого цикла. Ниже приведены некоторые основные соображения:

Из-за относительно высоких объемов водопотребления во время пиковой сезонной работы системы открытого цикла, местный спад водоносного горизонта может вызывать озабоченность в некоторых районах; это может вызывать меньше беспокойства в других, где водоносный горизонт может быть более жизнеспособным или где сбрасываемые воды могут быть быстро возвращены в него.Местные подрядчики по бурению скважин и чиновники Министерства здравоохранения обычно очень помогают в определении этого.

Небольшие системы жилых помещений в Миннесоте, как правило, не выходят за установленные в настоящее время пределы использования воды в 10 000 галлонов. в день и 1 000 000 галлонов. в год без разрешения. Любая система, превышающая эти пределы, требует обращения в DNR за специальным разрешением на водопользование. Также не допускается сброс подземных вод непосредственно в поверхностные воды общего пользования; но допускается сброс непосредственно на поверхность земли — как в случае газонных спринклерных систем — или сброс в частный пруд, подземную дренажную плиту или выщелачивание (не глубже 15 футов.).

Разновидность насосно-сбросной системы, которая также разрешена в Миннесоте, заключается в том, что вода выкачивается непосредственно из озера или большого пруда, а затем сбрасывается обратно во время работы GHP в режиме обогрева и охлаждения. Однако качество воды в озере и особенно холодная зимняя температура воды накладывают некоторые ограничения на такие применения в условиях северного климата.

Скважины обратной закачки: Хотя это потребует дополнительных расходов на установку, можно получить скидку на бурение отдельной скважины с целью повторной закачки воды обратно в тот же водоносный горизонт, из которого она была первоначально взята.Это может быть единственным вариантом, доступным на объектах, где нет других возможностей сброса.

Колодцы с стоячей колонной: В Миннесоте (хотя и со смешанными результатами) начинает использоваться (хотя и со смешанными результатами) скважина обратной закачки со стоячей колонной, в которой используется коаксиальная система теплообмена внутри одной скважины для хозяйственно-питьевой воды. Вода забирается со дна скважины по «стоячей» термостойкой трубе и обратно закачивается в затрубное пространство между трубой и поверхностью скважины, где может происходить теплообмен при возврате воды обратно на забой. во время работы ГП.Этот тип системы ограничивается в основном твердыми горными породами и требует точного проектирования. Это может быть единственным вариантом в некоторых обстоятельствах, когда доступное пространство и возможности поверхностного стока полностью ограничены, и иногда он рассматривается как крайняя мера.

__________

Некоторые материалы взяты из Руководства по проектированию и установке геотермальных тепловых насосов для жилых и легких коммерческих помещений ИГШПА ; Ремунд, эт. и др., Государственный университет Оклахомы, Стилуотер, 2009 г.

Геотермальные конструкции — Buschurs Refrigeration

Наши геотермальные системы специально разработаны для вашего дома и двора

Когда вы будете работать с Buschurs Refrigeration над созданием своей геотермальной системы, мы разработаем идеально подходящую для вашего дома и двора систему. Каждая система специально рассчитана для ваших нужд.

Какая геотермальная конструкция подходит именно вам?

На выбор предлагается два основных геотермальных исполнения:

  • Геотермальная система с открытым контуром
  • Геотермальная энергия замкнутого цикла.

В конструкции с замкнутым контуром используется трубчатый теплообменник, называемый контуром заземления, который может быть установлен горизонтально или вертикально под поверхностью земли.

В каждой геотермальной системе хладагент циркулирует через внутренний теплообменник, встроенный в геотермальную установку, которая обычно устанавливается внутри вашего дома для передачи тепла от земли в воздух. Но для геотермальных конструкций с замкнутым контуром также есть два основных типа жидкостей, используемых в теплообменнике контура заземления.

  • Раствор воды и антифриза
  • Хладагент (фреон)

Одна из этих жидкостей контура циркулирует по трубке контура заземления, поглощая тепло земли. Геотермальные системы предлагают множество преимуществ, таких как: энергоэффективность, экономия средств и экологические преимущества.


Waterless™ с прямым обменом (DX) с вертикальным контуром, геотермальная

Геотермальная система отопления и охлаждения Waterless™ DX считается самой передовой, поскольку в ней НЕ используются водяные или пластиковые трубы в качестве грунтового теплообменника.Вместо этого в геотермальной конструкции Waterless™ DX используется только хладагент и высокопроводящий и более надежный медный контур заземления. Для дизайна Waterless™ требуется только круг диаметром 3 фута. Из всех конструкций контура заземления он оказывает наименьшее влияние на двор. На медную петлю распространяется пожизненная гарантия.


Геотермальная вертикальная петля

Конструкция с вертикальным контуром обычно используется, когда вы хотите добиться большей эффективности или когда пространство ограничено. Ваш двор не так сильно разорван с вертикальной петлевой конструкцией.Петля устанавливается с помощью буровой установки и пары пластиковых труб со специальными U-образными фитингами, которые вставляются в землю. Типичный дом требует трех колодцев глубиной около 210 футов. Раствор воды/антифриза циркулирует по пластиковым трубкам, поглощая тепло земли.

Если вам нужна максимальная геотермальная эффективность или ваша собственность находится на небольшом участке земли, геотермальная система с вертикальным контуром — это то, что вам нужно.

Геотермальная система отопления с вертикальным контуром использует сеть герметичных и находящихся под давлением пластиковых труб, которые пробурены вертикально в землю.Вертикальные контуры используются, прежде всего, в тех случаях, когда необходимо добиться максимальной энергоэффективности и/или в условиях ограниченного пространства. Пластиковая трубка вставляется в скважину глубиной в среднем от 150 до 300 футов. Температура грунта на этой глубине остается постоянной на уровне 55 градусов круглый год.

Требуемая длина и количество петель определяется размером и изоляцией/окнами (наряду с другими факторами теплопотерь) дома. Чтобы лучше понять преимущества вертикальной системы геотермального отопления, подпишитесь на наш бесплатный отчет о геотермальном отоплении и охлаждении.


Горизонтальная петля Геотермальная
Горизонтальные петли

устанавливаются на участках, где почвенные условия позволяют проводить экономичные земляные работы. Занимая больше земли, чем любая другая конструкция контура, горизонтальный контур может быть установлен, когда это позволяет пространство. Контур заземления состоит из теплообменника из пластиковых труб. Раствор воды/антифриза циркулирует по пластиковым трубкам, поглощая тепло земли.

Водяная геотермальная горизонтальная петлевая система использует сеть герметичных и находящихся под давлением пластиковых труб, которые горизонтально заглублены в землю, чуть ниже поверхности земли.Горизонтальная петля обычно закапывается на глубину 3-5 футов и имеет длину от 500 до 600 футов на тонну. Типичный дом требует от 1/4 до 3/4 акра для траншей. Заземляющий контур является ключевым компонентом геотермальной системы с использованием грунтовых вод. Таким образом, необходимо учитывать множество конструктивных факторов, чтобы обеспечить правильную установку системы с горизонтальным контуром. Обязательно спросите своего подрядчика о проектных параметрах, учитываемых для вашего геотермального контура.


Геотермальная петля с водой в пруду

Если ваш дом находится недалеко от большого водоема, пластиковый петлевой теплообменник можно установить в воде пруда (а не в почве).Установка пластиковой петли в пруд — вариант, который обычно рассматривается, если вы живете в умеренном климатическом поясе. Система контура геотермального пруда использует тепло, хранящееся в большом водоеме, таком как озеро или пруд. Раствор воды/антифриза циркулирует по пластиковым трубкам, погруженным в воду пруда, поглощая тепло от температуры воды. Ряд петель можно свернуть и утопить на дне. Пруда площадью 1/2 акра и глубиной 14 футов обычно достаточно для среднего дома.Чем глубже пруд, тем меньше колебания температуры воды при экстремальных температурах наружного воздуха. При установке петли для пруда требуется совсем немного земляных работ. Конструкция контура особенно важна для системы контура пруда, которая может привести к системным проблемам, если не принять во внимание должным образом. Обязательно обсудите конструкцию контура вашего проекта с вашим подрядчиком перед началом проекта.


Геотермальная система открытого цикла

Система с открытым контуром обычно устанавливается в сельской местности, где она может использовать 55-градусную колодезную воду в качестве источника тепла для вашего дома.Как правило, это не требует никаких внешних копаний. Геотермальная система с открытым контуром перекачивает воду из существующей скважины через геотермальную установку, где тепло отводится от воды. После удаления тепла из воды она остается чистой и может быть слита в несколько мест, например: в проточный ручей, пруд или в канализацию. Эта система обычно требует большего обслуживания в будущем, чем система с замкнутым контуром, поэтому обязательно обсудите любые вопросы будущего обслуживания с вашим подрядчиком.

Если вы живете в сельской местности, где есть колодец, и у вас нет места для заглубления контура заземления, вы можете рассмотреть возможность использования геотермальной системы с открытым контуром. Геотермальная система отопления с открытым контуром использует природное тепло земли, хранящееся в грунтовых водах глубоко под поверхностью земли. Геотермальные системы с открытым контуром идеально подходят для домов, в которых есть существующие колодцы или хороший потенциальный источник колодезной воды.

Геотермальные системы отопления с открытым контуром получают тепло из колодезной воды с температурой 55 градусов в режиме нагрева и охлаждения.Поскольку температура грунтовых вод остается очень постоянной в течение всего года, несмотря на большие колебания температуры наружного воздуха, ваш геотермальный блок отопления и охлаждения способен поддерживать свою эффективность независимо от того, насколько жарко или холодно на улице.

Вода из вашего колодца перекачивается в геотермальную установку, расположенную внутри дома. Вода проходит через теплообменник, который передает тепло от 55-градусной воды хладагенту, циркулирующему в геотермальной системе отопления.

Затем нагретый хладагент направляется в змеевик радиатора, который, в свою очередь, передает тепло воздуху, который распределяется по воздуховодам. В режиме кондиционирования система подает прохладный сухой воздух в ваш дом. Жесткость воды, высокое содержание железа и другие примеси в воде могут увеличить частоту обращений в службу поддержки и существенно повлиять на ожидаемый срок службы геотермальной станции с открытым контуром. Когда грунтовые воды доступны, эта система обычно имеет самую низкую стоимость установки.


Геотермальная система Slinky Loop

Конструкция петли Slinky представляет собой еще одну горизонтальную замкнутую конструкцию петли. Эта конструкция может сэкономить место, требуя меньшей площади земли и более короткой траншеи при рассмотрении вопроса об установке горизонтальной гибкой петли. Пластиковые трубы теплообменника обычно укладывают плоско по кругу на дно траншеи. Раствор воды/антифриза циркулирует по пластиковым трубкам, поглощая тепло земли. Изящная конструкция петли обычно закапывается на глубину 3-6 футов.Пластмассовый теплообменник контура заземления обычно укладывают горизонтально по кругу на дно траншеи. Раствор воды/антифриза циркулирует по пластиковым трубкам, поглощая тепло земли.

Другие конструктивные факторы следует учитывать при использовании гибкой системы петель, поэтому обязательно спросите своего подрядчика о параметрах конструкции петли.


Журнал HeatSpring — 5 советов по проектированию вертикальных или гибких геотермальных петлевых полей

Мы сочли полезным сосредоточиться как на статьях, которые помогут компаниям в их продажах и маркетинге, так и на проектировании и установке.Несколько недель назад я поделился статьей — спасибо Райану Карде — об анализе пути геотермального потока для проектирования контура заземления, которая была получена на дискуссионном форуме нашего курса углубленного проектирования геотермальной энергии. Я планирую поделиться более техническими обсуждениями, которые происходят в рамках курса. Если вы устанавливаете или проектируете геотермальные проекты, эти статьи будут вам полезны, если вы никогда не пройдете обучение. Это моя цель.

Если вам нужно больше узнать об основах высокопроизводительного строительства, а также о технологиях и принципах HVAC, мы создали для вас замечательный бесплатный курс.Наш бесплатный курс: High Performance Building and HVAC — это самый подробный и лучший бесплатный курс по высокоэффективным зданиям и системам HVAC, доступный в Интернете. Вы будете учиться у всех самых умных экспертов отрасли. В классе более 20 видеоуроков, множество заданий для чтения и ряд бесплатных инструментов. Это резко уменьшит вашу кривую обучения по этим предметам. Темы включают ограждения и вентиляцию жилых зданий, дома с нулевым потреблением энергии, принципы проектирования пассивных домов, отопление на биомассе, геотермальные тепловые насосы и солнечную тепловую энергию.Нажмите здесь, чтобы зарегистрироваться в программе High Performance Building and HVAC.

Вот несколько советов по вертикальной и тонкой конструкции ствола.

Конструкция с вертикальным отверстием

1)      Целевой (оптимальный) расход в зависимости от размера трубы:

  • 2,8–3,2 гал/мин на петлю для 3/4-дюймовых петель
  • 4–6 галлонов в минуту на петлю для 1-дюймовых петель
  • 5–9 галлонов в минуту на петлю для петель диаметром 1,25 дюйма

Оставаясь в пределах этих диапазонов расхода на петлю, вы удержите ваш расход значительно ниже максимального рекомендуемого расхода для потери напора (4 фута на 100 футов длины трубы, рис. 5.4) и выше минимального расхода, необходимого для турбулентного течения. Для конструкции с вертикальным отверстием я рекомендую использовать две петли по 6 галлонов в минуту на каждую петлю с трубой диаметром 1,25 дюйма.

2)      Было несколько вопросов относительно максимально рекомендуемой скорости потока, показанной на рис. 5.4, и оптимальных диапазонов скорости потока, которые я указал во время урока PowerPoint. Например, я рекомендую придерживаться предложенного диапазона расхода 5–9 галлонов в минуту на 1,25-дюймовую петлю. Имейте в виду, что оптимальная потеря напора составляет 1–3 фута на 100 футов длины трубы при выборе размера трубы для заданного расхода.Верхняя граница, показанная на графике (примерно 12,5 галлонов в минуту на 1,25-дюймовую петлю), показывает абсолютную максимальную рекомендованную потерю напора в трубе, равную 4 футам потери напора на 100 футов длины трубы.

Имейте в виду, что для труб диаметром 1 дюйм и 1,25 дюйма длина участка обычно больше (более глубокие отверстия соответствуют большей пропускной способности GSHP). Если ваша потеря напора составляет около 4 футов на 100 футов длины трубы, падение давления в стволе длиной 400 футов (длина участка 800 футов) может быть значительным (4 фута напора на 100 футов трубы x длина участка 800 футов). = 32 фута напора в самой петле!).

Облегающий дизайн

1)      Как упоминалось в уроке на этой неделе, я рекомендую использовать петли ¾ дюйма (одна петля на тонну для проектирования) для систем с горизонтальной траншеей. Большие размеры труб (1 дюйм и 1,25 дюйма) очень сложны в обращении и могут доставить вам головную боль в полевых условиях при попытке построить гибкие петли.

2)      Для гибких петель диаметром ¾ дюйма я обычно рекомендую использовать трубы длиной около 600–800 футов в траншее (поле «Длина трубы на траншею» в LoopLink).Вы можете уменьшить проектную длину GHEX без существенного влияния на производительность, используя минимальный EWT ​​27-28 градусов для этого проекта. В большинстве проектных работ, которые мы выполняем, мы используем минимальную EWT от 25 до 28 градусов для гибких петель, особенно когда температура почвы ниже 50 ° F.

3)      Целью проектирования GHEX является обеспечение такой же производительности при минимальных первоначальных затратах. Единственное, что волнует блок GSHP от GHEX, — это расход воды (галлонов в минуту) и EWT.Если GHEX с вертикальным бурением и GHEX с горизонтальным расположением траншей спроектированы так, чтобы обеспечить одинаковую EWT и расход воды, производительность теплового насоса будет одинаковой. В этот момент выбор одного над другим зависит от доступной площади земли и стоимости установки. Ваши эксплуатационные расходы изменятся только при изменении эффективности системы (например, при использовании другого минимального EWT).

Проект геотермальной системы: варианты контура

Как мы упоминали в нескольких недавних сообщениях в блоге, сейчас самое время установить геотермальную систему отопления и охлаждения.Срок действия 30-процентного федерального налогового кредита на установку новых геотермальных систем истекает всего через несколько недель. Не упустите возможность сэкономить! Запланируйте установку сегодня и наслаждайтесь всеми большими преимуществами использования геотермальной системы отопления и охлаждения в Ирмо, Южная Каролина.


Вместо того, чтобы снова рассматривать детали и требования федерального налогового кредита или преимущества использования геотермальных систем, мы хотим более подробно обсудить ключевой компонент этих систем. Этот компонент представляет собой геотермальный контур заземления.Этот контур играет жизненно важную роль в процессе геотермального теплообмена.

Что такое геотермальная петля?

Геотермальная система отопления и охлаждения представляет собой тепловой насос. Воздушные тепловые насосы обмениваются теплом с наружным воздухом. Летом они работают как кондиционеры, испаряя хладагент в помещении для отвода тепла из воздуха внутри, а затем конденсируя этот хладагент на открытом воздухе, чтобы высвободить тепло. Зимой они изменяют эту операцию, чтобы отбирать тепло из наружного воздуха, сжимать этот хладагент и отдавать тепло в помещении.

Геотермальные или геотермальные тепловые насосы обмениваются теплом с землей, а не с воздухом. Это означает, что они требуют использования различного оборудования для облегчения их конкретного метода теплообмена. Здесь вступает в действие геотермальная земляная петля.

Тепловой насос в геотермальной системе имеет много общего со стандартными тепловыми насосами. Однако фактический обмен теплом с землей осуществляется за счет этого контура заземления. В контуре циркулирует не хладагент, а раствор антифриза, который поглощает тепло из земли зимой или распределяет его летом.

Зимой этот раствор вытягивает тепло из земли. Он направляется к тепловому насосу и обменивается теплом с хладагентом в насосе. Оттуда все как обычно. Зимой хладагент в тепловом насосе обменивается своим теплом с этим раствором, который затем отдает его в землю.

Конструкция геотермальной петли

Одна из причин, по которой профессиональная установка геотермальной системы так важна, заключается в том, чтобы убедиться, что система спроектирована таким образом, чтобы она приносила наибольшую пользу вашему дому и имуществу.Тип геотермальной петли, используемой в системе, является основным фактором, который необходимо учитывать в процессе проектирования. Есть две основные категории: системы с замкнутым контуром и системы с открытым контуром.

Системы с замкнутым контуром включают следующие подкатегории.

  • Горизонтальные петли , которые обычно являются наиболее экономичным вариантом для жилых помещений. Для их установки требуется достаточно места на земле. Выкапываются траншеи и устанавливаются необходимые трубы.
  • Вертикальные петли , которые часто используются в коммерческих целях, где площадь земли недостаточна или почва слишком мелкая для горизонтальной установки. В земле бурятся отверстия глубиной от 100 до 400 футов, и в эти отверстия устанавливаются трубы. Они соединяются внизу U-образным изгибом, образуя петлю, а вертикальные петли соединяются с горизонтальным трубопроводом.
  • Петли для пруда/озера , которые могут использоваться на объектах с достаточным количеством водоемов и часто являются наиболее доступным типом петли для этих объектов.Никаких земляных работ или бурения не требуется, потому что петля просто устанавливается в воду. Спиральная труба должна быть опущена не менее чем на 8 футов, чтобы избежать замерзания.

В системах с открытым контуром в качестве теплоносителя используется колодезная вода или даже вода из поверхностных водоемов, что устраняет необходимость в передаче тепла между раствором антифриза и обычно используемым хладагентом. Вода циркулирует по всей системе, а затем возвращается в землю через подпиточный колодец или просто через поверхностный сброс.Этот метод, в частности, подлежит тщательному изучению местными нормами и правилами.

В дополнение к этим более стандартным вариантам геотермальной петли существуют также гибридные системы, которые сочетают в себе характеристики различных систем петли. Как вы понимаете, выбор, проектирование и установка системы геотермального контура — это не то, что может успешно сделать каждый. Это действительно требует навыков и опыта опытных, квалифицированных специалистов.

Запланируйте геотермальную установку с Fulmer Heating & Cooling.

Теги: геотермальная установка, геотермальная петля, Irmo, налоговый кредит
Понедельник, 5 декабря 2016 г., 10:24 | Категории: Геотермальная энергия |

Проекты геотермальных петель

DX | Waterless™ DX Геотермальная

Геотермальный источник

DX предназначен для вашего дома и вашего двора

Если вы заинтересованы в использовании геотермальной системы DX для обогрева и охлаждения вашего дома, ваш подрядчик начнет с определения того, какая конструкция контура подходит для ваших нужд, пространства и дома.

Существует четыре различных типа конфигураций петель, которые могут быть установлены в зависимости от вашей собственности.
Каждый дом или здание следует рассчитывать в соответствии с его потребностями в отоплении и охлаждении. Это определит размер вашей системы и необходимое количество контуров заземления. Конфигурация петли определяется в зависимости от размера вашей собственности и особенностей ее земли.


Диагональная петля

Диагональная конфигурация контура заземления пробуривается под постоянным углом от 70 до 100 футов в землю с использованием небольшой буровой установки и использует от четырех до 12 контуров на систему.Этот тип конфигурации позволяет установщику выкопать яму диаметром три фута на поверхности. Поскольку для этого требуется лишь небольшое пространство и траншея, ведущая к дому, меньше вашего двора будет разорвано. Это приводит к превосходной эффективности даже в условиях ограниченного пространства.

Отверстие высотой три фута в сочетании с диагональной конструкцией позволяет установщику поддерживать надлежащее расстояние между петлями для надлежащей теплопередачи, при этом занимая меньшую площадь.


Вертикальная петля

Конфигурация с вертикальной петлей выкапывается с помощью буровой установки для бурения в земле на 100 футов.Вертикальные петли размещаются вверх и вниз (вертикально). Используя от двух до шести петель, они размещаются на соответствующем расстоянии друг от друга, что позволяет им надлежащим образом передавать тепло. Это требует меньше места, чем горизонтальные петли, и обеспечивает большую эффективность, когда пространство во дворе ограничено.


Горизонтальная траншея

Конфигурация с горизонтальной петлей занимает большую часть земли, но позволяет вам вырыть несколько траншей на вашем участке, что может сэкономить на ваших затратах на установку, когда пространство во дворе не является проблемой.Типичная система требует установки от четырех до 12 петель в зависимости от размера системы и квадратных метров вашего дома.


Направленный бур

Иногда называют вертикальным стволом, а иногда — горизонтальным стволом; Конфигурация контура направленного бурения на самом деле является гибридом между вертикальным и горизонтальным контуром заземления. Длина петли обычно простирается примерно на 75-125 футов в нескольких направлениях, при этом она находится на глубине от 10 до 15 футов.Хотя эта конструкция требует большей площади земли, ее также можно установить с минимальными затратами земли на вашем дворе. Используя от 2 до 6 петель в системе, петли располагаются на соответствующем расстоянии друг от друга. Это позволяет им передавать большое количество тепла с глубины 15 футов ниже поверхности земли. Петли втыкаются в землю и расходятся веером в форме руки, возвращаясь обратно в дом в одном месте.


Хотите знать, как эти контуры заземления собирают энергию от земли? Узнайте, как работает геотермальная энергия с прямым обменом, здесь.

Геотермальная петля в Сент-Луисе — вызов специалиста по проектированию и установке

 

Геотермальная петля в Сент-Луисе

Компания Hoffmann Brothers устанавливает 4 различных типа петлевых систем: вертикальные петли, горизонтальные петли, петли для пруда/озера и открытые петли. Hoffmann Brothers является ведущим подрядчиком по геотермальному отоплению и охлаждению в Сент-Луисе, штат Миссури. Позвоните сегодня для аудита геотермальной энергии и узнайте об установке геотермальных тепловых насосов!

Независимо от того, находится ли ваша собственность в многолюдной городской среде Сент-Луиса, где требуется вертикальная система контура, или в менее ограниченном пригороде или сельской местности Сент-Луиса, где горизонтальный контур, контур озера или пруда может быть приемлемым вариантом, Hoffmann Brothers’ Команда проектировщиков готова предоставить вам геотермальную систему отопления и охлаждения, соответствующую вашим индивидуальным потребностям.Позвольте братьям Хоффманн начать бурение для установки геотермальной петли уже сегодня! Позвоните по телефону (314) 664-3011, чтобы обсудить, какая система геотермальной петли лучше всего подходит для вашего дома, с одним из наших менеджеров проектов.

Геотермальная система с замкнутым контуром Сент-Луис

Геотермальные системы с замкнутым контуром рециркулируют ту же воду или водную смесь через систему подземного контура, чтобы облегчить передачу энергии между вашим замкнутым геотермальным контуром и землей. Системы с замкнутым контуром являются наиболее эффективным вариантом геотермального контура, когда обильные природные запасы воды не доступны немедленно.На каждую тонну отопления или охлаждения HVAC требуется около 200 футов геотермальной петлевой системы для поддержки передачи энергии к земле и от земли. Компания Hoffmann Brothers является ведущим геотермальным подрядчиком в районе Сент-Луиса, и уже более 20 лет мы специализируемся на бурении с замкнутым контуром. Позвоните своему руководителю геотермального проекта Hoffmann Brothers по телефону (314) 664-3011, чтобы назначить встречу, или запросите предложение через нашу онлайн-форму.

Геотермальная система с вертикальным контуром Сент-Луис

Система с вертикальным контуром используется при установке системы геотермального теплового насоса.Этот тип контура является наиболее энергоэффективным и компактным вариантом замкнутого контура, используемым сегодня. Компания Hoffmann Brothers Heating & Cooling каждую неделю выполняет установку вертикальных контуров, причем это самый популярный тип контурных систем, устанавливаемых в районе Сент-Луиса.

Вертикальные контуры типичны для существующих домов или предприятий, которые заменяют свою старую систему отопления и охлаждения геотермальным тепловым насосом. Он также популярен для домов и предприятий, которые расположены в более городских районах, таких как Сент-Луис, штат Миссури, где не так много земли для копания.Вертикальные геотермальные петли также используются, когда земля вокруг дома или бизнеса слишком каменистая или почва, доступная для рытья траншей, ограничена.

Установка вертикальных контуров с геотермальными тепловыми насосами

Поскольку вертикальные геотермальные контуры выкапываются вертикально, для установки систем контуров требуется меньше места. При проектировании петлевых полей учитывается множество факторов, таких как общие требования к нагреву и охлаждению, количество доступного пространства и условия бурения.

Для установки вертикального геотермального контура братья Хоффманн просверливают отверстия в земле. Каждая установка уникальна для работы, но, как правило, на одну скважину приходится одна или несколько тонн общей мощности нагрева и охлаждения. Отверстия расположены на расстоянии около 15 футов друг от друга, чтобы свести к минимуму влияние соседних петель. Эти ямы обычно имеют глубину 150-300 футов. Затем в отверстия вставляются длинные U-образные петли из труб. Затем вертикальная петля засыпается или заливается раствором, а трубы соединяются с коллекторами в траншее, ведущей обратно к зданию.Трубопровод переносит жидкость в замкнутой системе к геотермальной установке и обратно внутри дома или предприятия.

Геотермальная горизонтальная заземляющая петля Проектирование и установка для Сент-Луиса

Горизонтальные геотермальные петли проходят параллельно поверхности земли и представляют собой наиболее экономичный вариант геотермальной петли для предприятий и домов, поскольку для этого типа геотермальной петли обычно требуется меньше земляных работ. На установку горизонтальной геотермальной петли могут отрицательно повлиять отложения твердых пород, которые могут помешать бурению горизонтальной петли.Hoffmann Brothers имеет большой опыт проектирования и установки горизонтальных геотермальных петлевых систем для новых строительных проектов. Доверьте установку вашей горизонтальной системы с замкнутым контуром специалистам по геотермальной инженерии компании Hoffmann Brothers.

Трубопровод для установки горизонтального контура геотермальной энергии

Для горизонтального контура системы геотермального теплового насоса земля должна быть достаточно большой, чтобы можно было вырыть траншеи. Экскаваторное оборудование копает траншеи глубиной от 6 до 8 футов и длиной от 100 до 300 футов, в зависимости от конструкции.

В горизонтальной системе используется несколько траншей. Трубопровод можно разместить в траншеях несколькими способами:

  • Одна труба
  • Несколько труб в узкой траншее
  • Несколько труб в более широкой траншее

Одним из преимуществ горизонтальной петлевой системы является возможность заложить траншеи в соответствии с размерами участка. Затем в этих траншеях последовательно укладываются параллельные трубы, позволяющие жидкости проходить по трубе.

Петля для геотермального пруда Сент-Луис — озера и пруды

Петля для пруда — отличный вариант для установки системы геотермального теплового насоса, когда рядом с домом или офисом имеется большой водоем.Поскольку геотермальные контуры пруда и озера расположены внутри водоема, затраты на земляные работы, связанные с установкой этих контуров геотермального озера и пруда на водной основе, минимальны.

Когда использовать установку геотермального пруда/озера

Водоема глубиной от 8 до 10 футов обычно достаточно для поддержания среднего дома. Водоем лучше всего, если он находится в пределах 200 футов от дома. В этой геотермальной системе используются змеевики труб обычно длиной от 300 до 500 футов.Катушки помещаются и закрепляются на дне водоема. Полиэтиленовые трубы спускаются в воду под землей, а затем длинные участки погружаются под воду. Труба может быть свернута в облегающую форму, чтобы ее больше можно было разместить на заданном пространстве. Жидкость циркулирует по трубопроводу, как и в грунтовых контурах, к геотермальной установке. Петли для пруда, используемые в замкнутой системе, не оказывают неблагоприятного воздействия на водную систему.

Группа экспертов по проектированию геотермальных контуров в компании Hoffmann Brothers готова к любой геотермальной установке. Просто позвоните нам по телефону (314) 664-3011!

Геотермальная система с открытым контуром Сент-Луис


Компания Hoffmann Brothers может установить геотермальные системы с открытым контуром для клиентов, имеющих доступ к обильным запасам подземных вод, которые можно использовать в качестве прямого источника энергии для геотермальной системы с открытым контуром.Для дома среднего размера потребуется скорость потока от 4 до 8 галлонов в минуту, чтобы максимизировать эффективность системы с открытым контуром.

Системы с открытым контуром, использующие грунтовые воды, часто оказываются более эффективными, чем системы с замкнутым контуром, поскольку система с открытым контуром обычно лучше сочетается с температурой грунтовых вод. Позвольте профессионалам Hoffmann Brothers установить вашу следующую геотермальную систему с открытым контуром — наша команда дизайнеров гарантирует, что вы будете удовлетворены установкой вашей системы с открытым контуром.По всем вопросам, связанным с геотермальной петлей, обращайтесь в компанию Hoffmann Brothers по телефону (314) 664-3011.

Перейти к началу страницы

Программное обеспечение для проектирования теплообменников контура заземления

GLHEPRO для Windows

GLHEPRO используется для проектирования теплообменников контура заземления для использования с системами тепловых насосов, использующих грунт. Он продается Международной ассоциацией геотермальных тепловых насосов.

Доступна версия 5.0!

Описание новых функций GLHEPRO V5.0 доступно здесь.

Вы можете скачать руководство пользователя GLHEPRO V5.0 здесь.
 

GLHEPRO был разработан для облегчения проектирования вертикальных скважинных теплообменников контура заземления, используемых в геотермальных тепловых насосах. Хотя GLHEPRO можно использовать для проектирования жилых систем, он предназначен для коммерческих систем. Теплообменник может состоять из любого количества отверстий, расположенных в различных конфигурациях.

GLHEPRO выполняет три разные задачи:

  • Моделирование (на срок до 100 лет) теплообменников контура заземления для определения среднемесячной и пиковой температуры жидкости на входе и выходе теплового насоса, а также потребляемой мощности теплового насоса.
  • Определение требуемой глубины скважины для соблюдения заданных пользователем минимальных и максимальных температур теплоносителя на входе в тепловой насос.
  • Определение размеров гибридных систем теплового насоса с грунтовым источником (HGSHP) путем определения требуемой глубины скважины и необходимого размера дополнительного отвода тепла (градирни, жидкостного охладителя) или отвода тепла (котла).

GLHEPRO основан на методологии, разработанной Эскилсоном в Лундском университете в Швеции, рассмотренной доктором Х.Спитлера, чтобы быть лучшей доступной в настоящее время методологией.

Технический документ с описанием GLHEPRO версии 3.0 (pdf): большая часть обсуждений по-прежнему относится к GLHEPRO версии 4.1.

Сюй и Спитлер (2006 г.) (pdf): обсуждение новой модели GLHE, которая включает улучшенные расчеты теплового сопротивления скважины и учет тепловой массы.

Статья была опубликована в 2015 г. Cullin et al. о проверке результатов GLHEPro по сравнению с реальной системой и методом проектирования справочника ASHRAE.Итог проверки.

Руководство для GLHEPRO v4.1 (pdf)

GLHEPRO требует четыре основных набора входных данных:

  • Ежемесячные и месячные пиковые нагрузки на отопление и охлаждение тепловых насосов. Их можно получить из таких программ, как HVAC Load Calculations для Windows, Trane Systems Analyzer и других подобных программ. GLHEPRO имеет интерфейс к вышеназванным программам, который автоматизирует передачу данных. Для других программ нагрузки необходимо вводить вручную.
  • Тепловые свойства грунта. GLHEPRO имеет небольшую базу данных тепловых свойств грунта для нескольких различных типов грунта. Для более крупных работ рекомендуется провести испытание на месте с использованием методологии, разработанной в Университете штата Оклахома.
  • Информация о теплообменнике контура заземления. Пользователь должен выбрать конфигурацию скважины и указать некоторую соответствующую дополнительную информацию — диаметр скважины, расстояние между скважинами, свойства цементного раствора и трубопровода, а также тип жидкости и скорость потока.Доступны открытые и закрытые прямоугольные, линейные, U-образные, L-образные и сложенные L-образные конфигурации; Кроме того, можно приобрести опцию «Большой прямоугольник», которая обеспечивает дополнительные конфигурации скважин до 900 скважин.
  • Информация о тепловом насосе. GLHEPRO имеет базу данных типов тепловых насосов большинства производителей. Любые модели, отсутствующие в базе данных, могут быть добавлены пользователем с использованием общедоступных данных каталога.

GLHEPRO предлагает простой в использовании интерфейс Windows.Конфигурации скважины выбираются на одном из следующих экранов, в зависимости от вашей версии:


Выбор поля обычной скважины
Выбор большого прямоугольного поля


Тепловые насосы выбираются из базы данных тепловых насосов с помощью этого экрана:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.