Главная / Полезные статьи
| Насосы и насосное оборудование Трубы ПНД | Фитинги для труб ПНД Разное |
Системные решения REHAU AG + Co в сфере использования возобновляемых источников энергии.
 |
 |
В течение всей истории своего существования производственно-коммерческая группа REHAU AG + Co демонстрирует яркий пример ревностного отношения к энергосбережению и энергоэффективности, выполнению требований международных директив European climate change programme (ECCP), Energy Performance of Building Directive (ЕС EPBD) и EnEV, а также положений Рамочной конвенции ООН об изменении климата (UNFCCC) (Киотского протокола), в отличие от России активно поддерживаемой ЕС на последних саммитах в Дурбане (ЮАР) в ноябре-декабре 2011 и Дохе (Катар) в декабре 2012 года. Такая позиция характерна для большинства крупнейших европейских производителей – холдингов, корпораций, производственно-коммерческих групп, особенно с материнской компанией в Германии и, по сути, это определило одно из ключевых стратегических направлений деятельности REHAU AG + Co – разработку и продвижение системных решений по использованию возобновляемых источников энергии.
На текущий момент в сфере использования возобновляемых источников энергии REHAU AG + Co сосредоточила свои усилия на разработке системных решений в сегментах:
- геотермальных систем REHAU-RAUGEO на базе зондов различной конфигурации, заглубления в грунт, удельной мощности из труб REHAU PE-Xa (или PE-Xa plus), PE-RC, РЕ 100, а также тепловых насосов схем рассол-вода с комплектной поставкой гликоля для рассол-растворов теплообменников внешнего контура;
- геотермальных систем REHAU AWADUKT THERMO контролируемого воздухообмена схем земля-воздух (Luft-Erdwarmetauscheranlagen - L-EWT) для формирования оптимального микроклимата помещений домов и зданий на базе приточных вентиляторов и фильтрующими элементами, внешнего/внутреннего контура из полипропиленовых труб с антимикробным покрытием и отводом конденсата;
- систем REHAU RAUBIO для повышения эффективности ферментации биогаза подогревом смесей в реакторе с помощью встроенного теплообменника из труб REHAU PE-Xa, а также транспортировки газа по трубопроводам REHAU RAUPROTECT (PE 100-RC), подачи теплоносителя к теплообменнику реактора по распределительным сетям из предизолированных труб REHAU RAUTHERMEX или REHAU RAUVITHERM, сбора конденсата в специальные емкости из ПВХ и т.д.;
 |
 |
 |
(слева направо) Реактор для выработки биогаза, теплообменник в реакторе из труб REHAU PE-Xa, трубы REHAU RAUPROTECT для транспорта биогаза.
 |
 |
 |
(слева направо) Предизолированные трубы REHAU RAUTHERMEX и REHAU RAUVITHERM для распределительных тепловых сетей, емкости сбора конденсата.
- инновационные системы аккумуляции и сезонного хранения тепла, в том числе аккумуляции холода на базе теплообменников из труб REHAU PE-Xa в масштабных изолированных сегментах грунтов (или зондов из труб REHAU-RAUGEO в случае аккумуляции холода), распределительных сетей из предизолированных труб REHAU RAUTHERMEX и REHAU RAUVITHERM, тепловых насосов, а также генерирующих тепло систем – ТЭЦ, солнечных коллекторов, поверхностно-подземных коллекторов – поглотителей солнечной энергии, рециркуляционных систем промышленных предприятий и т.д.
 |
 |
 |
 |
Системы аккумуляции и сезонного хранения тепла (слева) с источником (слева направо) ТЭЦ, рециркуляционных систем промышленных предприятий, солнечных коллекторов, поверхностно-подземных поглотителей солнечной энергии.
 |
 |
Системы аккумуляции и сезонного хранения холода (слева) с геотермальными зондами REHAU-RAUGEO (справа).
Примечание: Использование биогаза для отопления домов/зданий и аккумуляция/сезонное хранение тепла/холода – вопросы очень дальней перспективы для РФ и поэтому системы REHAU RAUBIO,а также системы аккумуляции/хранения тепла/холода не будут детально рассматриваться в этом обзоре. Практический интерес для россиян представляют предизолированные трубы REHAU RAUTHERMEX и REHAU RAUVITHERM (см. этот материал) (ссылка на Наружные системы трубопроводов REHAU), которые могут использоваться в распределительных сетях горячего/холодного водоснабжения и отопления, в том числе наружных разводках частных домов и внутридомовых разводках зданий для подачи воды/теплоносителя к локальным (внутриквартирным) системам водоснабжения и отопления.
- системы подогрева/охлаждения эксплуатируемых наружных поверхностей – дорог, площадок, аэродромов, мостов, туннелей и т.д. – с насосами и/или тепловыми насосами, обеспечивающими циркуляцию теплоносителя во внешнем контуре (под дорожным покрытием) из труб RAUWAY stabil (монтаж перед укладкой асфальта) или RAUWAY Flex (укладка в бетоне или грунте) и подземным контуром – коллектором или зондами REHAU-RAUGEO, мониторингом и автоматической регулировкой температуры обогреваемой/охлаждаемой поверхности (в случае использования тепловых насосов).
 |
 |
Геотермальные системы REHAU-RAUGEO для обогрева/охлаждения помещений домов и зданий.
 |
 |
 |
Геотермальные системы REHAU-RAUGEO ориентированы на формирование контуров наружного (подземного теплообмена) комплексов с тепловыми насосами схем рассол-вода и внутренних отопительных систем – низкотемпературных панельных или низкотемпературны и высокотемпературных радиаторных из труб линейки REHAU RAUTITAN.
- Системы REHAU-RAUGEO используют тепловую энергию земли для охлаждения/подогрева теплоносителя внешнего контура теплового насоса с учетом факта, что эффективность охлаждения/подогрева возрастает с увеличением глубины расположения теплообменника в земле и при достижении определенной глубины не зависит от времени года, а только от теплопроводности грунта и площади поверхности теплообменника.
 |
 |
Справка: REHAU AG + Co в своих геотермальных системных решениях не использует тепловые насосы схем вода-вода с глубинными скважинами водозабора и сброса подземных вод, по факту проблематичными из-за предельно высокой стоимости бурения большого количества скважин, большой зависимости от гидрогеологических условий конкретного участка земли и сложности формализации систем в водоохранных органах. Системы с тепловыми насосами воздух-воздух частично (в режиме вентиляции/кондиционирования) реализованы в решениях чиллеров REHAU. Все решения REHAU-RAUGEO заявлены с характеристиками, соответствующими системам с тепловыми насосами с годовым коэффициентом эффективности (Coefficient of performance – СОР) 3.8 – 4 и с учетом различной теплопроводности грунтов.
Сегодня REHAU AG + Co предлагает автономные или комплексные (из нескольких систем) решения использования геотермальной энергии:
- системы REHAU RAUGEO с глубинными зондами (одинарными и сдвоенными Duo), размещаемыми в скважинах глубиной от 50 до 300 м;
 |
 |
 |
 |
- системы REHAU RAUGEO с коаксиальными зондами, «веером» расходящимися от распределительного блока на глубину от 30 до 50 м;
- системы REHAU RAUGEO Helix со спиралеобразными зондами, устанавливаемыми на глубину от 2 до 5 м;
- системы REHAU RAUGEO с горизонтальными коллекторами на глубине около 1.5 метров;
- системы REHAU RAUGEO с энергетическими фундаментными сваями, в которые интегрированы перед заливкой бетоном зонды REHAU (в основном для зданий).
 |
 |
Для своих геотермальных зондов и коллекторов REHAU AG + Co использует трубы из сшитого полиэтилена PE-Xa (см. этот материал и здесь), трубы PE-Xa plus с кислородонепроницаемым наружным слоем из поливинилэтилена (EVOH), трубы из устойчивого к трещинообразованию полиэтилена высокого давления PE-RC и трубы РЕ 100.
Основные характеристики труб PE-Xa, PE-Xa plus, PE-RC и РЕ 100 для зондов/коллекторов систем REHAU RAUGEO.
| Тип | PE-Xa (или PE-Xa plus) | PE-RC | РЕ 100 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Материал | Сшитый полиэтилен с устойчивым к УФ излучению наружным слоем (PE-Xa plus – с кислородонепроницаемым наружным слоем из поливинилэтилена (EVOH)) | ПНД, устойчивый к образованию трещин по PAS 1075 | ПНД | |||||||
| Стандарт | DIN 16892/16893 (DIN 16892/16893 и DIN 4726 для PE-Xa plus) | DIN 8074/8075, PAS 1075 | DIN 8074/8075 | |||||||
| Цвет | Серый RAL7001 | Черный RAL9004 | Черный RAL9004 | |||||||
| Номинальное давление | PN 15 | PN 16 | PN 16 | |||||||
| Долговечность при разных температурах и давлении с учетом коэффициента запаса прочности SF=1,25 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C 80 °C 90 °C |
Для труб с SDR 11 диаметров/толщин стенки 20 x 1,9 мм; 25 x 2,3 мм; 32 x 2,9 мм; 40 x 3,7 мм 100 лет/15 бар 100 лет/13.3 бар 100 лет/11.8 бар 100 лет/10.5 бар 50 лет/9.5 бар 50 лет/8.5 бар 25 лет/7.6 бар 15 лет/6.9 бар |
Для труб с SDR 11 диаметров/толщин стенки 20 × 1,9 мм; 25 × 2,3 мм; 32 × 2,9 мм; 40 × 3,7 мм 100 лет/15.7 бар 50 лет/13.5 бар 50 лет/11.6 бар 15 лет/9.5 бар 5 лет/7.7 бар 2 лет/6.2 бар -- -- |
Для труб с SDR 11 диаметров/толщин стенки 20 × 1,9 мм; 25 × 2,3 мм; 32 × 2,9 мм; 40 × 3,7 мм 100 лет/15.7 бар 50 лет/13.5 бар 50 лет/11.6 бар 15 лет/9.5 бар 5 лет/7.7 бар 2 лет/6.2 бар -- -- |
|||||||
| Диапазон рабочих температур | -40 °C - 95 °C | -20 °C - 95 °C | -20 °C - 95 °C | |||||||
| Минимальная температура укладки | -30 °C | -10 °C | -10 °C | |||||||
| Минимальный радиус изгиба (в см) труб диаметров/толщин стенки при температурах: 20 °C 10 °C 0 °C |
20 × 1,9 мм 20 30 40 |
25 × 2,3 мм 25 40 50 |
32 × 2,9 мм 30 50 65 |
40 × 3,7 мм 40 65 80 |
25 × 2,3 мм 50 85 125 |
32 × 2,9 мм 66 110 160 |
40 × 3,7 мм 80 140 200 |
25 × 2,3 мм 50 85 125 |
32 × 2,9 мм 66 110 160 |
40 × 3,7 мм 80 140 200 |
| Стойкость к образованию трещин | Отличная | Очень хорошая | Хорошая | |||||||
| Стойкость к развитию трещин | > 20000 часов | > 3300 часов | 200-2000 часов | |||||||
| Шероховатость | 0,007 мм | 0,04 мм | 0,04 мм | |||||||
| Средний температурный коэффициент линейного удлинения | 0.15 мм/(м²*К) | 0.20 мм/(м²*К) | 0.20 мм/(м²*К) | |||||||
| Класс по DIN 4102 | В2 | В2 | В2 | |||||||
| Химическая стойкость | По DIN 8075 | По DIN 8075 | По DIN 8075 | |||||||
| Плотность | 0.94 г/см³ | 0.95 г/см³ | 0.95 г/см³ | |||||||
| Требовательность к материалу засыпки | Песок или карьерный материал | Только песок | Только песок | |||||||
| Стойкость к регенерации | Высокая вплоть до 95 °C | Условная (до 40 °C) | Условная (до 40 °C) | |||||||
| Пригодность для систем тепловых насосов | Да | Да | Да | |||||||
| Индекс MFR (массовая скорость течения расплава) | 0,2-0,5 г/10 мин | 0,2-0,5 г/10 мин | 0,2-0,5 г/10 мин | |||||||
| Техника соединений | Зажимные фитинги, электродиффузионные муфты, надвижными гильзами | Зажимные и компрессионные фитинги, электродиффузионные муфты, сварка встык | Зажимные и компрессионные фитинги, электродиффузионные муфты, сварка встык | |||||||
Важно: Использование геотермальной энергии в системах с тепловыми насосами разных схем – перспективное и развивающееся направление, что по факту обуславливает, как ограниченное число нормативно-правовых актов, так и большую динамику изменения/коррекции рекомендаций производителей компонентов и систем, ориентированных на работу с энергией земли. В целом новые идеи и разработки в рамках производителей Евросоюза представляются на ежегодном Форуме энергетических технологий, проводимом Федеральным промышленным союзом немецких производителей оборудования для оснащения зданий, энергосбережения и охраны окружающей среды (BDH) под патронатом Федерального министерства окружающей среды, охраны природы и безопасности ядерных реакторов (BMU) Германии (пятый Форум энергетических технологий прошел в рамках выставки ISH 2013 во Франкфурте с 12 по 16 марта 2013 года).
Справка: В Форуме энергетических технологий принимают участие ASUE (объединение по экономичному и экологическому энергопотреблению), BWP (Немецкая ассоциация по тепловым насосам), DEPV (Немецкая ассоциация по древесному топливу и пеллетам), DVGW (Немецкая научно-техническая ассоциация по газо- и водоснабжению), FGK (Ассоциация по кондиционированию воздуха и вентиляции в зданиях), HEA (Ассоциация по маркетингу и энергопотреблению), HKI (Ассоциация производителей систем отопления жилых помещений и кухонных принадлежностей) и IWO (Институт отопления и технологий использования масла), Gebaude-Energie-Effizienz - Geea (Союз по обеспечению энергоэффективности зданий), Deutsche Energie-Agentur - Dena (Немецкое энергетическое агентство) и Deutsches Institut fur Normung e.V. - DIN (немецкий Институт по стандартизации)
Согласно информативным данным аналитического обзора Форума «Эффективные системы отопления и возобновляемые источники энергии», а также рекомендациям REHAU AG + Co проекты систем отопления/охлаждения с использованием геотермальной энергии и тепловых насосов должны разрабатываться с учетом ряда факторов, ключевыми из которых являются годовая производительность (или годовой коэффициент эффективности Coefficient of performance – СОР) и фактор сезонного использования теплового насоса (для расчетов REHAU RAUGEO применяются системы с фактором сезонного использования 1800 и 2400 часов), теплоемкость теплоносителя во внешнем контуре (гликолевой смеси в REHAU RAUGEO) и теплопроводность грунта/засыпки зонда/коллектора. Для систем:
- REHAU RAUGEO с глубинными зондами (одинарными и сдвоенными Duo) суммарная длина заглубляемых зондов по VDI 4640 рассчитывается, как отношение объема необходимой энергии для радиаторного/панельного отопления или панельного охлаждения к специфической производительности зонда (Вт/м) с учетом теплопроводности грунта.
Производительность зондов для разных факторов сезонного использования тепловых насосов и различных грунтов.
| Грунты | Производительность геотермальных зондов, Вт/м | |
|---|---|---|
| Фактор сезонного использования 1800 часов | Фактор сезонного использования 2400 часов | |
| Общие усредненные данные | ||
| Сухие грунты с λ < 1,5 Вт/(м*К) | 25 | 20 |
| Нормальные водонасыщенные грунты с λ < 3 Вт/(м*К) | 60 | 50 |
| Монолитные породы с высокой теплопроводностью (λ > 3,0 Вт/(м*К)) | 84 | 70 |
| По отдельным горным породам | ||
| Сухие гравий, песок | < 25 | < 20 |
| Влажные гравий, песок | 65 - 80 | 55 - 85 |
| Водонасыщенные песчаные смеси | 80 - 100 | 80 - 100 |
| Влажные глины | 35 - 50 | 30 - 40 |
| Известняки | 55 – 70 | 45 - 60 |
| Песчанники | 65 - 80 | 55 - 65 |
| Кислые магматиты (например, гранит) | 65 - 85 | 55 - 70 |
| Основные магматиты (например, базальт) | 40 - 65 | 35 - 55 |
| Гнейс | 70 - 85 | 60 - 70 |
Примечание: Для запрессовки скважин поставляет готовые сухие смеси RAUGEO GeoSolid плотностью около 1.8 кг/дм³ с механической прочностью > 10,0 Н/мм² и коэффициентом водопроницаемости < 10-9 м/с.
- REHAU RAUGEO с поверхностными коллекторами из труб PE-Xa, PE-RC или PE 100 общая площадь коллектора по VDI 4640 определяется, как отношение объема необходимой энергии для радиаторного/панельного отопления или панельного охлаждения к специфической производительности коллектора (Вт/м²), а длина труб PE-Xa, PE-RC или PE 100 – как отношение общей площади коллектора к расстоянию между витками труб при укладке.
 |
 |
Производительность поверхностных коллекторов REHAU RAUGEO для разных факторов сезонного использования тепловых насосов и различных грунтов при расстоянии между витками трубопровода от 50 до 80 см.
| Грунты/засыпки | Производительность поверхностных коллекторов, Вт/м² | |
|---|---|---|
| Фактор сезонного использования 1800 часов | Фактор сезонного использования 2400 часов | |
| Несвязанные засыпки | 10 | 8 |
| Влажные связанные грунты | 20 - 30 | 16 - 24 |
| Водонасыщенные грунты/засыпки | 40 | 32 |
- REHAU RAUGEO с энергетическими столбами/сваями из интегрированных в тело сваи перед заливкой бетоном труб PE-Xa согласно VDI 4640 используются данные производительности труб и теплопроводности окружающих сваи грунтов аналогично системам REHAU RAUGEO с глубинными зондами, условная производительность одной сваи определяется отношением объема необходимой энергии для радиаторного/панельного отопления или панельного охлаждения к количеству забиваемых свай;
 |
 |
 |
Для защиты выхода трубопровода из сваи применяются гофрированные трубы-футляры из PE-HD.
- REHAU RAUGEO Helix со спиралеобразными зондами из труб PE-Xa число типовых по длине зондов определяется отношением объема необходимой энергии для радиаторного/панельного отопления или панельного охлаждения к специфической производительности зонда RAUGEO Helix (Вт/ Helix) с учетом теплопроводности грунта.
 |
 |
 |
 |
Производительность зондов RAUGEO Helix для фактора сезонного использования 1800 часов и различных грунтов.
| Грунты | Производительность зондов RAUGEO Helix, Вт/Helix |
|---|---|
| Сухие пески с < 5 % H2O | 100 - 200 |
| Сухие пески с < 14 % H2O | 200 - 300 |
| Водонасыщенные пески | 300 - 700 |
| Илистые глины с < 19 % H2O | 200 - 300 |
| Илистые глины с < 40 % H2O | 300 - 400 |
| Водонасыщенные илистые глины | 400 - 650 |
| Суглинки | 250 - 350 |
| Тощие глины с < 26 % H2O | 300 - 400 |
| Тощие глины с < 43 % H2O | 400 - 500 |
| Водонасыщенные тощие глины | 500 - 700 |
- REHAU RAUGEO с коаксиальными зондами из труб PE-RC или PE 100 суммарная длина заглубляемых зондов аналогично системам REHAU RAUGEO с глубинными зондами по VDI 4640 рассчитывается, как отношение объема необходимой энергии для радиаторного/панельного отопления или панельного охлаждения к специфической производительности зонда (Вт/м) с учетом теплопроводности грунта.
Справка: Системы подогрева/охлаждения эксплуатируемых наружных поверхностей и геотермальные системы REHAU AWADUKT THERMO контролируемого воздухообмена схем земля-воздух (Luft-Erdwarmetauscheranlagen - L-EWT) рассмотрены в этом материале.