Заземление насоса в скважине


Заземление насоса с помощью искусственного заземлителя | Полезные статьи

Заземление насоса необходимо для безопасности использования оборудования. Для того чтобы заземлить насос, необходимо создать искусственный контур заземления и соединить его с оборудованием.

Монтаж искусственного заземлителя

В соответствии с ПЭУ, для монтажа искусственного заземления используются прямоугольные стальные заземлители с сечением не менее 48 мм2 и толщиной не менее 4 мм. Нулевые проводники, которые заводятся в помещение с насосом, изготавливаются из полосовой или угловой стали и обладают размерами, соответствующими габаритам заземлителей. Заземляющие и нулевые проводники соединяются при помощи сварки, а оборудование — при помощи болтовых соединений или сварки.

На практике заземление насоса выглядит следующим образом: выкапывается треугольная траншея глубиной около 80 см и длиной сторон по 2 м, в нее забиваются три стальных уголка длиной около 3 м, которые соединяются сваркой со стальной полосой 40 х 4 мм (рис. 1). Места сварки необходимо защитить антикоррозийным составом. Полоса подводится к зданию и колодцу, в котором расположен насос.

 

Заземление насоса: выбор провода и проверка

Насос присоединяется к заземляющему контакту при помощи гибкого кабеля или провода с изоляцией желто-зеленого цвета.

Выбор же КПП зависит от модели насоса. Например, для трехфазного насоса нужно использовать медный кабель с 4–5 жилами, для однофазного подойдет и 3-жильный. Также выбор зависит от мощности насоса — если рабочая мощность не превышает 4к Вт (~220–230 В), то подойдет кабель с сечением 2,5 мм2, например водопогружной КВВ 3 х 2,5. Подключение такого кабеля производится по следующей схеме: жила с коричневой изоляцией — фаза; с синей (голубой) изоляцией — ноль; с желто-зеленой изоляцией — «земля». После монтажа заземления необходимо проверить сопротивление. Для безопасности оно не должно превышать 4 Ом.

Для нефтепогружных насосов используются кабели марки КПБК-90, КПБП-90 (рис. 2) с разным сечением, которое выбирается в соответствии с мощностью конкретного насоса.

Например, для нагрузки в 3,3 кВ можно использовать кабель КПБП-90 3 х 10 мм2, с тремя медными жилами.

 

Надземный скважинный насос - все, что вам нужно знать

Существуют буквально десятки скважинных насосов, и наземный скважинный насос оказался одним из них. Как следует из названия, это относится к типу насоса, который обычно устанавливается над колодцем. Как и другие важные насосы, его можно использовать для многих целей, помимо подачи воды из колодцев и источников. Насос можно использовать для разгрузки барж, перекачки природного газа или нефти, удаления опасных материалов, удаления сточных вод и многих других .

Как правильно выбрать насос

У вас есть разные варианты выбора, когда речь идет о типах скважинных насосов. Струйный насос - это насос, который устанавливается над землей или в подвале. Он забирает воду из колодца с помощью одной или двух труб, соединенных с колодцем. Этот тип насоса работает рука об руку с напорным баком.

Струйный насос для неглубоких скважин - это тип скважинного насоса, который имеет одну трубу, которая забирает воду из скважины. Для глубокого колодца добавляется еще одна труба, и у вас есть струйный насос для глубокого колодца.С другой стороны, погружной насос - это тип насоса, у которого есть одна труба, по которой вода направляется в ваш дом. К трубе подсоединен напорный бак, а насос погружен в скважину.

Принцип работы насосов

Скважинные насосы могут питаться от самых разных источников. К ним относятся: источники питания переменного или постоянного тока, двигатели, работающие на топливе, пневматическая или гидравлическая энергия, солнечная энергия или ручная или ручная энергия.

При выборе насоса необходимо учитывать такие факторы, как требования к расходу, требованиям всасывания и напору.Если вы ошиблись при покупке помпы, успех вашего проекта никогда не будет гарантирован.

Насос для надземных скважин

Скважинные насосы

идеально подразделяются на две категории: насосы для глубоких скважин и насосы для неглубоких скважин . Насосы для неглубоких скважин устанавливаются над землей и, следовательно, также называются насосами для наземных скважин. Они поднимают воду из колодца через всасывающую трубу.

Максимальный предел подъема для типичного наземного скважинного насоса составляет 33.9 футов на уровне моря. Однако некоторые другие насосы для неглубоких скважин способны поднимать воду на высоту более футов. С другой стороны, насосы для глубоких скважин работают, нагнетая воду в скважину. Они погружные и никогда не имеют недостатков в высоте всасывания. Некоторые другие скважинные насосы включают насосы для стимуляции скважин, которые не относятся к водяным скважинам. Они используются для восстановления старых или малоэффективных колодцев. Эти насосы используются в производстве нефти и топлива. Они имеют характеристики, аналогичные характеристикам насосов для глубоководной воды.

Скважинные насосы также популярны. Они могут быть как вертикальными, так и наклонными. Этот насос является полностью герметичным и может быть полностью погружен в воду. Они бывают разных размеров и возможностей и используются в областях со свободным стоком воды и там, где требуется низкий расход.

Размер насоса

Чтобы определить размер вашего насоса, просто проверьте идентификацию на насосе, которая показывает его мощность (л.с.). Насос для погружных скважин имеет размер, указанный в документации, прилагаемой производителем.Вы также можете вытащить насос из колодца и проверить его.

Следует серьезно учитывать размер помпы. Это как раз связано с тем, что существует прямая зависимость между размером и долголетием. Модели, которые предлагают большую мощность, обычно служат дольше, поскольку они меньше работают. Мотор никогда не перегружается, поэтому насос служит дольше.

Погружные насосы доступны как в двух, так и в трехпроводном исполнении с трехпроводным подключением без панели управления.Двухпроводные насосы поставляются со встроенной панелью управления.

Определение глубины до воды

Глубина воды определяет тип и размер используемого насоса. Чтобы узнать точное значение дебита воды, посмотрите отчет бурильщика. Как вариант, возьмите небольшой поплавок и привяжите его к концу веревки. Затем вы можете опустить струну в колодец и пометить струну, когда она плавает на воде. Затем вы можете вытащить шнур и измерить длину от отметки до поплавка.

Чтобы выбрать насос, подходящий для вашей глубины, примите во внимание следующее:

  • Для менее 25 дюймов - купите струйный насос для неглубоких скважин.
  • от 25 дюймов до 110 дюймов - получите струйный насос для глубоких скважин.
  • от 25 дюймов до 400 дюймов - купите 4-дюймовый погружной насос.

При определении размера насоса, необходимого для бытовых нужд, вы принимаете во внимание количество галлонов в час, указанное на помпе. Для дома с 3–4 спальнями идеально подойдет насос с мощностью от 8 до 12 галлонов в минуту.

Основные проблемы, связанные с насосами для надземных скважин

Надземный скважинный насос состоит из различных частей и основных узлов, составляющих всю насосную систему. Его основные компоненты включают электродвигатель, который является основным приводом насоса. Второй компонент - это собственно насосный агрегат, который направляет воду из скважины в резервуар высокого давления, а затем в здание.

Некоторые из основных проблем, с которыми сталкивается насосная система, включают накопление отложений, грязи, мелких камней и некоторого мусора.Все это может повредить насосную систему. Они могут резко накапливаться со временем без предварительного уведомления и в конечном итоге начинают проявлять признаки, когда может быть уже слишком поздно. Первоначально двигатель насоса может нормально работать с меньшим давлением или расходом, а затем в конце концов перестанет перекачивать.

Последнее слово

Различные насосы могут иметь одинаковые всасывание и выпуск, но их характеристики напора и пропускная способность будут сильно отличаться. Если вы хотите получить насос для надземной скважины, то первым делом вам следует ознакомиться с этим оборудованием.

.

Геотермальные тепловые насосы | WBDG

Введение

На этой странице

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Геотермальные тепловые насосы, также называемые геотермальными тепловыми насосами или геообменом, относятся к системам, которые используют землю, грунтовые воды или поверхностные воды в качестве источника или поглотителя тепла. В зависимости от конфигурации эти системы называются тепловыми насосами с заземлением, тепловыми насосами для грунтовых вод и тепловыми насосами для поверхностных вод, соответственно.Первый успешный коммерческий проект был реализован в Здании Содружества в Портленде, штат Орегон, в 1946 году. По состоянию на 2004 год в Соединенных Штатах было 12 гигаватт установленной тепловой мощности от геотермальных тепловых насосов, при этом ежегодно устанавливались дополнительные 80 000 единиц.

Геотермальные тепловые насосы потребляют на 25–50% меньше электроэнергии, чем традиционные системы отопления или охлаждения. По сравнению с воздушными тепловыми насосами они тише, служат дольше, не требуют особого обслуживания и не зависят от температуры наружного воздуха.Соображения, в том числе тарифы на электроэнергию, природный газ или другие виды топлива, могут повлиять на решения о внедрении этой технологии.

Хотя на большинстве площадок в США можно использовать геотермальные тепловые насосы, определенные характеристики площадки будут влиять на тип системы, наиболее подходящей для данной площадки. Доступная площадь земли, теплопроводность окружающей почвы, наличие и температура местных грунтовых вод или доступ к открытым источникам воды могут в дальнейшем определять их использование в проекте.

Геотермальная система с тепловым насосом в здании суда округа Кайова в Гринсбурге, штат Канзас

Этот обзор предназначен для предоставления конкретных подробностей для федеральных агентств, рассматривающих геотермальные тепловые насосы как часть нового строительного проекта или капитального ремонта. Дополнительную общую информацию можно получить в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США (DOE) «Основы геотермальных тепловых насосов».

Описание

Система геотермального теплового насоса состоит из нескольких основных компонентов, включая:

  • Контур заземления
  • Тепловой насос
  • Система подачи воздуха.

Контур заземления - это система труб, проложенная в неглубокой земле рядом со зданием. Жидкость циркулирует через контур заземления, поглощая или отводя тепло внутри земли. Зимой тепловой насос отводит тепло от жидкости в трубе, концентрирует его и передает в здание. Летом этот процесс меняется на противоположный. В системе подачи воздуха используются обычные системы воздуховодов или трубопроводов для распределения нагретого или охлажденного воздуха по всему зданию.

Как это работает?

Как и холодильники, тепловые насосы работают по основному принципу: жидкость поглощает тепло, когда испаряется в газ, и аналогично отдает тепло, когда конденсируется обратно в жидкость. Система геотермального теплового насоса может использоваться как для отопления, так и для охлаждения. Типы тепловых насосов, которые можно адаптировать к геотермальной энергии, - это вода-воздух и вода-вода. Тепловые насосы доступны с тепловой мощностью от менее 3 киловатт (кВт) до более 1500 кВт.

Типы и стоимость технологий

Почти шесть миллионов футов 1 дюйм.полиэтиленовый трубопровод был установлен с теплообменниками в Форт-Полке.

Геотермальные тепловые насосы могут использоваться для удовлетворения потребностей как в отоплении, так и в охлаждении при новом строительстве, а также в крупных проектах реконструкции. Внедрение этих технологий в крупные проекты реконструкции, как правило, приводит к более высоким затратам на установку, чем в проектах нового строительства, но может работать с большей эффективностью, чем типичные блоки отопления и охлаждения. Типичные геотермальные тепловые насосы имеют коэффициент полезного действия 3.От 5 до 4,0, что указывает на то, что на каждую единицу электроэнергии, потребляемой для сжатия, производится от 3,5 до 4,0 единиц нагрева или охлаждения. Например, обычная газовая печь имеет эквивалентный КПД 0,85. В зависимости от существующих систем отопления и охлаждения установка геотермальных тепловых насосов может оказаться невозможной. Существующие здания со специальным котлом и центральной системой кондиционирования воздуха обычно наиболее подходят для сценариев модернизации.

В настоящее время тепловые насосы с заземлением и грунтовые воды представляют собой два основных типа геотермальных тепловых насосных систем, которые устанавливаются в большом количестве в Соединенных Штатах - около 120 000 единиц в год.В этих системах используются подземные водоносные горизонты и температура почвы в диапазоне от 40 ° F до 90 ° F (от 5 ° C до 30 ° C). Эти системы используют почти все штаты США, особенно штаты Среднего Запада и Востока; частично субсидируется государственными и частными предприятиями. По оценкам, в Соединенных Штатах установлено более 1,0 миллиона устройств (12 кВт). Ежегодные темпы роста составляют около 15%, что является самым быстрым из всех приложений прямого использования.

Системы тепловых насосов с заземлением

Также называемая тепловым насосом с замкнутым контуром, система теплового насоса с заземлением состоит из обратимого цикла сжатия пара, который соединен с теплообменником в виде отверстий в земле.Эти типы систем могут использовать как тепловой насос типа вода-воздух, так и тепловой насос прямого расширения.

Конфигурация «вода-воздух» обеспечивает циркуляцию воды или раствора воды и антифриза через теплообменник жидкость-хладагент и ряд скрытых трубопроводов из термопласта. Для сравнения, тепловой насос прямого расширения обеспечивает циркуляцию хладагента по ряду скрытых под землей медных труб. В этих приложениях используются как вертикальные, так и горизонтальные теплообменники.

Вертикальные колодцы обычно состоят из двух небольших (3/4 дюйма.до 1 дюйма) трубы из полиэтилена высокой плотности диаметром в вертикальном стволе скважины, заполненной твердой средой, обычно называемой цементным раствором. Диаметр скважин обычно составляет от 50 до 600 футов, в зависимости от местных условий на площадке, включая теплопроводность почвы и наличие оборудования. Из-за такой конфигурации для вертикальных скважин требуются относительно небольшие участки земли по сравнению с горизонтальными траншеями.

Горизонтальные скважины обычно требуют наибольшей площади земли и могут быть разделены на три подгруппы: однотрубные, многотрубные и спирально-обтяжные.Однотрубные горизонтальные тепловые насосы с заземлением обычно устанавливаются в одной траншее на глубину от 4 до 6 футов и требуют наибольшей площади земли из трех. Хотя требуемая площадь земли, необходимая для нескольких труб, состоящих из двух-шести труб, помещенных в одну траншею, может быть уменьшена, общая длина трубы должна быть увеличена, чтобы преодолеть помехи от соседних труб. Рекомендуемая длина траншеи для спиральной трубы может составлять от 20% до 30% длины траншеи для одной трубы, но может быть увеличена для достижения более высоких тепловых характеристик.

Вертикальная конфигурация системы теплового насоса с заземлением

Горизонтальная конфигурация системы теплового насоса с заземлением

Хотя конфигурация вертикальной скважины может обеспечить наиболее эффективную работу теплового насоса с заземлением, из-за уменьшения изменчивости температуры почвы и тепловых свойств, а также меньшего количества трубопроводов и связанной с этим энергии насоса, затраты, связанные с вертикальными скважинами, обычно выше. Стоимость оборудования, необходимого для бурения скважин, наряду с ограниченным количеством квалифицированных подрядчиков, также способствует увеличению затрат.Из-за снижения затрат на установку горизонтальные траншеи широко используются в жилых домах. Однако эти системы обычно работают с пониженной эффективностью из-за воздействия сезонных колебаний свойств почвы и более высоких требований к перекачиваемой энергии. Вертикальные системы обычно устанавливают в больших зданиях с ограниченной площадью земли.

Системы тепловых насосов для грунтовых вод

Конфигурация системы теплового насоса грунтовых вод

До появления систем тепловых насосов, подключенных к грунту, системы тепловых насосов грунтовых вод были наиболее широко используемым типом геотермальных тепловых насосных систем.В системах этого типа в качестве теплоносителя используется вода из колодца или с поверхности тела, которая циркулирует непосредственно через систему теплового насоса. Как только вода циркулирует по системе, она возвращается в землю через колодец, колодец подпитки или поверхностный сток.

Типовая конструкция системы теплового насоса грунтовых вод состоит из центрального водо-водяного теплообменника между грунтовыми водами и замкнутым водяным контуром, который соединен с тепловыми насосами вода-воздух, расположенными в здании. Альтернативной стратегией является циркуляция грунтовых вод через охладитель с рекуперацией тепла, который изолирован теплообменником и используется для обогрева и охлаждения здания через распределенный гидравлический контур.

Многие объекты по всей территории Соединенных Штатов хорошо подходят для прямого предварительного кондиционирования с использованием тепловых насосов грунтовых вод. Температура грунтовых вод ниже 60 ° F может циркулировать через водяные змеевики последовательно или параллельно с тепловыми насосами, тем самым компенсируя энергию, которую в противном случае необходимо было бы вырабатывать с помощью механического холодильного оборудования. При правильных условиях системы тепловых насосов с грунтовыми водами могут стоить меньше, чем системы с тепловыми насосами с заземлением. Это, наряду с требованиями к компактному пространству для водозаборной скважины и наличием подрядчиков по производству водозаборных скважин, сделало эту технологию популярной в крупных коммерческих приложениях и использовалась на протяжении десятилетий.

Обратите внимание, что потенциальные проблемы с коррозией могут потребовать установки промежуточного пластинчатого теплообменника для защиты блока теплового насоса. Эта проблема специфична для сайта и должна быть оценена там, где рассматривается эта технология. Этот вариант применим только в том случае, если имеется достаточное количество относительно чистой воды и соблюдаются все местные нормы и правила, касающиеся сброса грунтовых вод.

Системы поверхностных водяных тепловых насосов

Конфигурация системы теплового насоса исходной воды

Хотя тепловые свойства поверхностных водоемов сильно отличаются от других технологий геотермальных тепловых насосов, их применения и стратегии аналогичны.Системы тепловых насосов для поверхностных вод могут быть либо системами с замкнутым контуром, подобными тепловым насосам с заземлением, либо системами с открытым контуром, подобными тепловым насосам для грунтовых вод.

Тепловые насосы на поверхности воды с замкнутым контуром состоят из тепловых насосов типа вода-воздух или вода-вода, подключенных к контурам трубопроводов, расположенным непосредственно в озере, реке или другом открытом водоеме. Насос обеспечивает циркуляцию воды или раствора воды и антифриза через теплообменник вода-хладагент теплового насоса и подводный трубопровод, передающий тепло в водоем или из него.

Тепловые насосы с открытым контуром для поверхностных вод могут использовать поверхностные водные объекты так же, как и градирни, но без энергии вентилятора и необходимого обслуживания. Озерную воду можно перекачивать непосредственно в тепловые насосы типа вода-воздух или вода-вода.

Благодаря снижению затрат на земляные работы, поверхностные водяные тепловые насосы с замкнутым контуром могут стоить меньше, чем обычные системы тепловых насосов с заземлением. Несмотря на то, что эти системы снизили энергию перекачивания и эксплуатационные расходы наряду с низкими требованиями к техническому обслуживанию, существует возможность повреждения змеевика в общественных озерах и изменение производительности в небольших и мелководных водоемах в результате сильных колебаний температуры воды.

Приложение

Геотермальные системы с тепловыми насосами обеспечивают гибкость конструкции и могут быть установлены как в новых, так и в модернизированных условиях. Поскольку для оборудования требуется меньше места, чем требуется для обычных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, помещения с оборудованием можно значительно уменьшить в размере, освобождая пространство для продуктивного использования. Системы геотермальных тепловых насосов также обеспечивают отличное зональное кондиционирование пространства, позволяя обогревать или охлаждать различные части дома до разных температур.

Для нагрева воды вы можете добавить пароохладитель к системе геотермального теплового насоса. Пароохладитель - это вспомогательный теплообменник, который использует перегретые газы компрессора теплового насоса для нагрева воды. Затем эта горячая вода циркулирует по трубе в бак водонагревателя дома. Летом пароохладитель использует избыточное тепло, которое иначе было бы отведено на землю. Поэтому, когда геотермальный тепловой насос часто работает летом, он может обеспечить значительную мощность нагрева воды.Осенью, зимой и весной, когда пароохладитель не производит столько избыточного тепла, предприятию придется больше полагаться на традиционные методы нагрева воды. Некоторые производители также предлагают тройные геотермальные тепловые насосы, которые обеспечивают отопление, охлаждение и горячую воду. Следует отметить, что когда в проекте используется геотермальный тепловой насос, обычно более экономично нагревать воду с помощью теплового насоса, а нагрев воды с помощью солнечной энергии может быть неэкономичным.

Экономика

В отрасли геотермальных тепловых насосов принято относиться к затратам на наземную часть системы в расчете на тонну.В приведенной ниже таблице основное внимание уделяется системам для жилых помещений. Фактическая стоимость установленных систем геотермальных тепловых насосов отражена в обзоре 2008 г. программы скидок на геотермальные тепловые насосы в штате Индиана.