Контур заземления в частном доме по нормам ПУЭ своими руками (нормы и замеры)

Чтобы контур заземления эффективно выполнял свои функции, необходимо использование норм, которые приведены в «Правилах устройства электроустановок». Они утверждены Министерством энергетики России, приказом от 08. 07. 2002 г. Сейчас действительной является седьмая редакция. Но перед реализацией конкретного проекта необходимо уточнить новейшие изменения. Так как далее в статье есть ссылки на этот документ, будут применяться следующие сокращения: «ПУЭ», или «Правила».

Типовые схемы контуров заземления дома

Для чего выполнять требования

Может показаться, что неукоснительное соблюдение Правил избыточно, необходимо только для прохождения официальных проверок, ввода в действие объекта недвижимости. Конечно, это не так.

Нормативы созданы на основе научных знаний и практического опыта. В ПУЭ есть следующие сведения:

• Формулы для расчетов отдельных параметров защитной системы.
• Таблицы с коэффициентами, которые помогают учесть электротехнические характеристики разных проводников.
• Порядок проведения испытаний и проверок.
• Специализированные организационные мероприятия.

Применение на практике этих нормативов позволит предотвратить поражение электрическим током людей и животных. Создание контура должно быть безупречным, в точном соответствии с Правилами. Это снизит вероятность возгораний при авариях, поможет исключить развитие негативных процессов, способных нанести ущерб имуществу.

В данной статье рассматриваются вопросы защиты частного дома. Таким образом, будут изучаться те разделы ПУЭ, которые относятся к работе с напряжением до 1 000 V.

Составные части системы

Ключевым параметром данной системы является сопротивление заземления. Сопротивление заземления должно быть настолько малым, чтобы именно по такому пути шел ток при возникновении аварийной ситуации. Это обеспечит защиту при случайном прикосновении человека к поверхности, на которую подано напряжение.

Специалисты рекомендуют подключать бытовую технику к системе заземления

Для получения необходимого результата шасси и корпуса бытовых устройств дома соединяют с главной шиной заземляющего устройства,  создается внутренний контур. К нему же подключают металлические элементы конструкции здания, трубы водопровода. Подробно состав такой системы выравнивания потенциалов описан в ПУЭ (п.1.7.82). Снаружи строения устанавливается другая часть защиты, внешний контур. Его также подключают к главной шине. Для оснащения частного дома можно использовать разные схемы. Но проще всего заглубить в землю металлические стержни.

В следующем списке приведены отдельные компоненты системы и требования к ним:

• Провода, которыми подсоединяются утюги, стиральные машины и другие конечные потребители. Они находятся внутри сетевого кабеля, поэтому необходимо только наличие соответствующей линии заземления, подключенной к розетке. В некоторых ситуациях, при установке варочных панелей, духовых шкафов, иного встроенного в мебель оборудования, требуется подсоединение корпусов отдельным проводом.
• В качестве общей шины можно использовать не только специальный провод, но и «естественные» проводники такие, как металлические каркасы зданий. Исключения и точные правила будут рассмотрены ниже. Здесь же надо отметить, что этот участок прохождения тока надо создавать так, чтобы предотвратить механические повреждения в процессе эксплуатации.
• Наружный контур частного дома создают из металлических элементов без изоляции. Это увеличивает вероятность разрушения процессом коррозии. Для снижения этого негативного воздействия используют цветные металлы. Места сварных соединений стальных деталей покрывают битумными смесями и другими составами аналогичного назначения.
• Реальное сопротивление заземляющего устройства такого типа будет зависеть от характеристик грунта. Глина и сланцы хорошо удерживают влагу, а песок – плохо. В каменистых грунтах сопротивление слишком велико, поэтому понадобится искать другое место для установки, или погружать заземлитель еще глубже. В особо засушливые периоды, чтобы сохранить функциональность устройства рекомендуется регулярный полив почвы.

Почвы обладают разной проводимостью

Проводники системы заземления

Частью внутреннего контура являются изолированные провода. Их оболочки делают цветными (чередующиеся зеленые и желтые продольные полосы). Такое решение уменьшает ошибочные действия при выполнении монтажных операций. Подробно требования изложены в разделе «Защитные проводники» Правил, начиная с раздела 1.7.121.

В частности, там приведена методика простого расчета допустимой площади изолированного проводника в сечении (без поверхностного слоя). Если фазный провод меньше, или не превышает 16 мм², то выбирают равные диаметры. При увеличении размеров применяют иные пропорции.

Для точных расчетов используется формула из пункта 1.7.126 ПУЭ:     

 /k    , где:

• S – сечение проводника заземления в мм²;
• I – ток, проходящий по нему при коротком замыкании;
• t – это время в секундах, за которое автомат разорвет цепь питания;
• k – специальный комплексный коэффициент.

Величина тока должна быть достаточной для срабатывания автомата за время, не превышающее пяти секунд. Чтобы система была рассчитана с определенным запасом, выбирают ближайшее большее по типоразмеру изделие. Специальный коэффициент берут из таблиц 1.7.6., 1.7.7., 1.7.8. и 1.7.9. Правил.

Если планируется использовать многожильный алюминиевый кабель, в котором один из проводников – защитный, то применяют следующие коэффициенты с учетом разных изоляционных оболочек.

Таблица коэффициентов с учетом типа изоляционных оболочек

	Темп. нач., °C	Темп. кон., °C	Комплексный коэффициент k
ПВХ	70	160	76
Резина (бутиловая)	85	220	89
Сшитый полиэтилен	90	250	94

В качестве следующих элементов внутреннего контура частного дома допустимо применение конструкционных деталей. Подойдет металлическая арматура, которая находится внутри железобетонных изделий.

При использовании такого варианта обеспечивается непрерывность цепи, предпринимаются дополнительные меры для защиты от механических воздействий. Учитываются особенности конкретного строения, структурные деформации, которые возникают в процессе усадки.

Не разрешается использовать:

• Части трубопроводных систем газоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения.
• Трубы водоснабжения из металла, если они соединяются с применением прокладок, изготовленных из полимеров,  иных диэлектрических материалов.
• Стальные струны, использующиеся для крепления светильников, гофрированные оболочки, иные недостаточно прочные проводники, либо изделия, находящиеся под относительно большой для их параметров загрузкой.

Если используется отдельный медный проводник, не входящий в состав кабеля цепи питания, или он находится не в общей изоляционной, защитной оболочке с фазными проводами, допустимо следующее минимальное сечение в мм²:

• при дополнительной защите от механических воздействий – 2,5;
• в случае отсутствия таких предохранительных средств – 4.

Этот медный проводник не защищен от случайного механического повреждения

Алюминий менее прочен по сравнению с медью. Поэтому сечение проводника из такого металла (вариант – отдельная прокладка) должно быть равно, или более следующей нормы: 16 мм².

Какое должно быть сечение проводников внешнего контура заземления дома можно посмотреть в таблице ниже.

Сечение проводников внешнего контура заземления

Материал проводника	Площадь сечения в мм2
Медь	10
Алюминий	16
Сталь	75

Здесь приведены минимально допустимые нормы. Определенная величина проводника установлена с учетом большей устойчивости цветных металлов к процессам окисления, относительно небольшой механической прочности алюминия, других важных факторов.

При проходе через внешнюю толстую стену дома проще просверлить тонкое отверстие. Его изнутри  можно укрепить трубкой подходящих размеров. Медный провод не сложно будет согнуть под углом для присоединения к стальной шине внешнего контура.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства определено в п. 1.7.101 ПУЭ. Сводные нормы приведены в таблице ниже.

Нормы допустимого сопротивления заземляющего устройства

При подсоединении заземлителя к нейтрали генератора, или другого источника
Сопротивление заземляющего устройства, Ом	2	4	8
Напряжения (V) в сети однофазного тока	380	220	127
Напряжения (V) в сети трехфазного тока	660	380	220
На близком расстоянии от заземлителя до источника тока
Сопротивление заземляющего устройства, Ом	15	30	60
Напряжения (V) в сети однофазного тока	380	220	127
Напряжения (V) в сети трехфазного тока	660	380	220

Приведенные выше нормы справедливы для случаев, когда сопротивление грунта (удельное) не превышает порог R=100 Ом на метр. В противном случае допустимо увеличение сопротивления с умножением исходного значения на R*0,01. Итоговое сопротивление заземлителя не должно быть больше, чем в 10 раз исходного значения.

За городом для подключения дома часто используют воздушные линии электропередачи. Поэтому уместно упомянуть нормы ПУЭ, относящиеся к соответствующей ситуации. Если проводник одновременно выполняет функции защитного и нулевого (PEN-типа),  то на концах таких линий, участках подключения потребителей устанавливают устройство повторного  заземления. Как правило,  такие действия обязана выполнить энергетическая компания, но хозяину дома следует сделать соответствующую проверку. В качестве заземлителя используют металлические части опор, заглубленные в грунт.

Заземление воздушной линии электропередачи

При выборе комплектующих элементов личного внешнего контура, который будет установлен в земле, используют следующие нормы ПУЭ.

Параметры комплектующих элементов внешнего контура заземления по нормам ПУЭ

Профиль изделия в сечении	Круглый (для вертикальных элементов системы заземления)	Круглый (для горизонтальных элементов системы заземления)	Прямоугольный	Угловой	Коль- цевой (труб- ный)
Сталь черная
Диаметр, мм	16	10			32
Площадь сечения в поперечнике, мм2			100	100
Толщина стенки, мм			4	4	3,5
Сталь оцинкованная
Диаметр, мм	12	10			25
Площадь сечения в поперечнике, мм2			75
Толщина стенки, мм			3		2
Медь
Диаметр, мм	12				20
Площадь сечения в поперечнике, мм2			50
Толщина стенки, мм			2		2

Если повышен риск повреждения горизонтальных участков окислительными процессами, применяют следующие решения:

• Увеличивают площадь сечения проводников выше нормы, указанной в ПУЭ.
• Применяют изделия с гальваническим поверхностным слоем, либо изготовленные из меди.

Траншеи с горизонтальными заземлителями засыпают грунтом с однородной структурой, без мусора. Повысить сопротивление способно чрезмерное осушение грунта, поэтому в летние периоды, когда долго нет дождей, специально поливают соответствующие участки.

При прокладке контура заземления избегают соседства с трубопроводами, повышающими искусственно температуру почвы.

Какое должно быть сопротивление

Прочность металлических проводников, их электрическое сопротивление определить несложно. Если должно быть определенное сопротивление по ПУЭ, то соблюдение правил не будет чрезмерно сложным. Так, например, для заземления опор воздушных линий установлен максимально допустимый норматив 10 Ом, если эквивалентное сопротивление грунта не превышает 100 Ом*м (Таблица 2.5.19.).  Целостность сварных соединений обеспечивают дополнительной защитой антикоррозийным слоем. При риске разрыва в процессе сдвижек почвы, или деформации строения, соответствующий участок делают из гибкого кабеля.

Но гораздо больше проблем возникает с землей. В этой неоднородной среде, подверженной самым разным внешним воздействиям, одинаковая величина  проводимости в течение длительного времени невозможна. Именно поэтому в ПУЭ отдельный раздел посвящен устройствам заземления, которые устанавливаются в почвах с большим удельным сопротивлением (нормы по пунктам 1.7.105. – 1.7.108.).

Ниже перечислены основные рекомендации для таких случаев:

• Используются металлические элементы (заземлители вертикального типа) увеличенной длины. В частности, допустимо подсоединение к трубам, установленным в артезианские скважины.
• Заземлители переносят на большое расстояние от дома (не более 2000 м), туда, где сопротивление почвы (Ом) меньше.
• В скальных и других «сложных» породах прокладывают траншеи, в которые засыпают глину или другой подходящий грунт. Туда, в свою очередь, устанавливают элементы системы заземления горизонтального типа.

Горизонтальные заземлители в системе заземления

Если удельное сопротивление грунта превышает 500 Ом на м, а создание заземлителя сопряжено с чрезмерными затратами,  разрешено превышение нормы заземляющих устройств не более чем в 10 раз. Используется следующая формула для вычисления. Точное значение должно быть: R * 0,002. Здесь величина R – это удельное эквивалентное сопротивление грунта, в Ом на м.

Внутренний и внешний контур

Как правило, главную шину внутри здания устанавливают внутри устройства ввода. Ее допустимо изготавливать только из стали или из меди. Применение алюминия в данном случае не разрешено. Предпринимают меры, предотвращающие свободный доступ к ней посторонних людей. Шина размещается в запирающемся шкафчике, или в отдельном помещении.

К ней подключают:

• металлические элементы конструкции здания;
• проводник внешнего контура заземления;
• проводники РE и PEN типов;
• металлические трубопроводы и проводящие части систем водоснабжения, кондиционирования и вентиляции.

Внешний контур дома создают, учитывая перечисленные выше нормы ПУЭ по отдельным частям системы. Это позволит получить необходимое минимальное сопротивление системы заземления (Ом), которое достаточно для надежной защиты. Для повторного заземления рекомендуется использовать заземлители естественного типа.

Сопротивление (Ом) повторного заземлителя не определено четко положениями ПУЭ.

Ниже приведены некоторые важные особенности стандартного заземлителя частного дома:

• Основную часть, вертикальные элементы, устанавливают на небольшом удалении от дома, с учетом параметров грунтов.
• К ним прокладывают траншею глубиной до 0,8 м и не менее 0,4 м шириной, в которой устанавливаются горизонтальные участки цепи. Точной нормы нет, но размеры траншеи должны быть достаточными для беспрепятственного монтажа элементов.
• Вертикальные заземлители длиной до 3 м устанавливают в углах равностороннего (по 3 м) треугольника. Эти размеры приведены в качестве примера. Точных нормативов по длине нет. Есть нормы только по максимально допустимому сопротивлению защитной системы.
• Чтобы проще было забивать их в грунт, концы заостряют.
• К выступающим частям сварным соединением крепят полосы.
• Траншеи засыпают равномерным по структуре грунтом, не содержащим щебня.

Монтаж внешнего контура заземления частного дома

Если в цепи заземления применяются болтовые соединения, предпринимают меры против их раскручивания. Как правило, соответствующие узлы приваривают.

Видео. Заземление своими руками

Нормы для испытательных процедур изложены в главе 1.8 ПУЭ, а также в «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП, пр. 3.1), действующих с 1.07.2003 г. на основании решения Министерства энергетики России (приказ от 13. 01. 2003 г.). Выполняется визуальный контроль, проверяется целостность соединений. По специальной методике выясняется сопротивление контура системы заземления. Измеренное значение не должно быть выше нормы (Ом). Если такое условие не выполнено, используют заземлитель большей длины или иные технологии, приведенные в данной статье.

Оцените статью:

Контур заземления — требования, виды и монтаж

Система подачи электроэнергии соединяется через распределительный щит с внутренней проводкой помещений. В процессе эксплуатации вполне возможно возникновение неисправностей и аварийных ситуаций, приводящих к токовым утечкам. В связи с этим в каждом доме выполняются защитные мероприятия, среди которых важную роль играет контур заземления, устанавливаемый отдельно или совместно с устройствами защитного отключения. Данные системы монтируются в соответствии с ПУЭ, защищая людей и оборудование от поражающего действия электротока.

Общие сведения о заземляющем контуре

Стандартный контур заземления представляет собой комплекс металлических конструкций, размещенных в земле, на определенных расстояниях между собой и незначительном удалении от защищаемого объекта.

Данная схема выполняет следующие функции:

• Защищают людей от поражения электротоком, а приборы и оборудование – от перепадов напряжения.
• За счет сопротивления не дают энергии бесконтрольно растекаться в окружающей среде.
• Обеспечивают защиту от последствий ударов молнии.

Если требуется сделать наружный контур заземления в этом случае большинство конструкций изготавливается из стальных труб, уголков, гладких прутков и других профильных материалов. Длина каждого элемента не превышает 3 метров. Они забиваются кувалдой в твердый грунт, засыпаются землей и утрамбовываются. Нежелательно использовать бетон, поскольку в дальнейшем ремонт таких конструкций будет невозможен.

Забитые электроды соединяются между собой тонкой стальной полосой, толщиной не менее 4 мм. Крепления осуществляются сваркой или болтовыми соединениями. Далее конструкция соединяется специальным заземляющим кабелем со всеми приборами, находящимися в доме, в первую очередь с высоким потреблением нагрузки. Для повышения качества работы системы нередко на объекте дополнительно устраивается внутренний контур заземления.

Данные для расчетов конструкции можно получить путем проведения необходимых исследований. В соответствии с типом и характером грунта определяется глубина залегания электродов, их количество и другие параметры. Выбирается наиболее подходящий материал для изготовления конструктивных элементов. Идеальными вариантами под контур заземляемого объекта считаются глинистые грунты, суглинки и черноземы.

Запрещается устанавливать заземление в каменистых или скальных грунтах, поскольку они являются проводниками тока и обладают низким сопротивлением.

Требования ПУЭ к контуру заземления

Прежде чем проектировать и на практике осуществлять устройство контура заземления, следует внимательно изучить требования ПУЭ по данному вопросу. Это позволит избежать ошибок, качественно выполнить соединения и подключения, соблюдая все нормативы и стандарты. Изучив нормативную документацию, вполне возможно самостоятельно изготовить внешний контур заземления, при наличии теоретических знаний и практических навыков.

В соответствии с ПУЭ, каждый выход из здания должен иметь повторный контур заземления. Для этих целей рекомендуется воспользоваться естественными заземлителями из числа расположенных рядом металлических и железобетонных конструкций. Большая часть их поверхности должна контактировать с грунтом. Если контур заземления дома соединяется с конструкциями, расположенными в условиях агрессивной среды, они должны быть защищены специальным покрытием.

Правилами определяются и те элементы, которые не могут служить контуром заземления. В первую очередь, это изделия из железобетона, находящиеся под напряжением, трубопроводы для транспортировки горючих веществ, трубы канализации и отопления. Если без естественных заземлителей никак не обойтись, необходимо выполнить предварительные расчеты и решить, как правильно сделать выбор той или иной конструкции, после чего выбирается наиболее оптимальная схема подключения.

При возведении новых зданий применяются искусственные заземляющие контуры, монтируемые в процессе строительства. Данный способ заземления используется чаще всего, поскольку на местах не всегда имеется возможность воспользоваться естественными факторами. Следует учитывать и сопротивление грунтов, непосредственно влияющее на работоспособность систем, в том числе и на контур заземления ТП.

Если почва постоянно влажная, то ее сопротивление всегда будет ниже допустимого уровня. Эти и другие параметры нужно брать во внимание при расчетах и разработке конструкции заземляющего контура.

Типы и конструкции заземления

В частных домах требования ПУЭ допускают использование различных типов заземлений. В конструкцию обычного контура входят вертикальные электроды и одна горизонтальная перемычка. Все элементы должны быть одного размера и с круглым сечением в разрезе. Обычно они изготавливаются из толстой арматуры, труб или стальных прутьев.

Классической фигурой является контур заземления с конфигурацией треугольник, состоящий из арматурных прутьев в количестве 3 штук, размером 2 метра и более. Чем больше расстояние между прутками, тем эффективнее будет работать система. Минимальная дистанция составляет 1,5 м.

После того как электроды забиты в грунт, они соединяются между собой. На каждую сторону устанавливается отдельная полоса, закрепляемая на одной и той же высоте. Это и есть медные или стальные горизонтальные заземлители устанавливаемые на верхнюю часть штырей.

Место для установки контура в частном доме выбирается там, куда люди заходят очень редко. Предпочтение отдается северной стороне, которая плохо освещается и способствует сохранению в почве большого количества влаги. Расстояние от контура до стены дома должно быть не менее 1 метра.

В другом варианте заземление имеет конструкцию глубинного типа. В нем практически отсутствуют минусы, характерные для обычного способа, поскольку используется модульно-штыревая система. Весь комплект для сборки, сделанный на заводе, в техническом плане подтверждается сертификатом. Основным преимуществом данных систем является их соответствие нормативам, они отличаются повышенным сроком службы – от 30 лет и выше.

Электрический заряд стабильно растекается, независимо от погодных условий. Глубина залегания электродов достигает 30 метров, обеспечивая качество и надежность заземления, а вся собранная схема не требует постоянных проверок.

Инструменты и материалы

Для расчета материалов проводятся необходимые измерения, после чего составляется подробная схема контура с привязкой к конкретному зданию.

Затем нужно подготовить инструменты. Обязательно понадобится лопата, кувалда, набор гаечных ключей, перфоратор, болгарка с отрезными кругами, сварочный аппарат с электродами, измерительные приборы для замеров тока, напряжения и сопротивления.

Перечень материалов состоит из следующих наименований:

• Стальные уголки для электродов с полками 50х50 или 60х60 мм, длиной от 2 метров и выше. Технические требования ПУЭ допускают использование вместо них стальных труб в качестве заземлителя, диаметром не ниже 32 мм. Средняя толщина стенок составляет 3-4 мм и более.
• Материалы для горизонтальных заземлителей в количестве 3 металлических полос. Длина соответствует размеру стороны треугольника, толщина – 4-6 мм, ширина – от 4 до 6 см.
• Соединительная полоса из нержавеющей стали, соединяющая заземляющий контур с крыльцом здания. Размеры сечения составляют 40х4 или 50х5 мм.
• Медный токопровод, сечением не менее 6-7 мм².
• Набор болтов М8, М10.

Технические характеристики проводников выбираются по специальным таблицам. Их размеры должны быть не меньше указанных, все отклонения допускаются только в большую сторону.

Монтажные работы

После того как было определено место установки заземляющего контура, составлен чертеж, выполнены все расчеты и подготовительные работы, можно приступать к непосредственному монтажу конструкций и решать, как сделать контур заземления в данных условиях.

Вначале нужно выкопать траншею глубиной от 70 до 100 см. В вершинах треугольника с помощью кувалды забиваются уголки, обеспечивающие первоначальное сопротивление системы. Средняя глубина забивки составляет 2-3 м. Если грунт слишком твердый и электроды в него входят плохо, необходимо использовать специальный бур, высверлить отверстия и уже в них вставить заземлители.

Перед монтажом концы металлических электродов рекомендуется заострить, чтобы они легче входили в грунт. Штыри не нужно забивать полностью в землю, над ее поверхностью должно оставаться примерно 30 см для крепления. Далее горизонтальные и вертикальные части свариваются между собой, и вся конструкция подключается к металлической полосе, которая, в свою очередь, соединяется с заземляющим проводником.

Затем этот заземлительный провод соединяется с шиной, установленной в распределительном щитке. В местах соединений производится обработка антикоррозийными составами.

Проверка заземляющего контура

После решения, как сделать контур заземления, следует проверить работоспособность полученной конструкции. Проверка начинается с мест соединений. С этой целью выполняется простукивание молотком сварных швов, а болтовые соединения проверяются гаечными ключами.

Для замеров сопротивления привлекаются квалифицированные специалисты, которые составляют акт по итогам проверки. В системе ТТ этот показатель должен быть низким, а в системе TN-C-S, наоборот, с более высоким значением.

Если нет возможностей для официальной проверки, она легко делается своими силами. В этом случае следует выяснить, смогут ли бытовые приборы нормально работать при токе, максимальном для установленного автоматического выключателя. С этой целью используется специальная схема, когда берется переносная розетка, от которой один провод подключается к фазе, а второй – к заземляющему контуру.

После этого в розетку включается заданная нагрузка мощностью в пределах 2 кВт. Если она работает устойчиво, а падение напряжения между фазным и заземляющим проводником не превышает 10В, значит заземление хорошее, выполняет требования ПУЭ и свои функции в полном объеме. Данная операция требует осторожности и соблюдения мер электробезопасности, особенно в местах непосредственного расположения защитного контура.

Заземление в частном доме своими руками для сети 220 в: правила и требования установки

Применение конструктивных элементов защиты от поражения током (так называемых заземлителей) – гарантия безопасной эксплуатации современных бытовых электроприборов и оборудования. Устройство заземления в частном доме имеет ряд особенностей, связанных с тем, что в сельской местности при организации электросетей до сих пор используются схемы старого типа. В кабельной подводке линий электропитания в частном секторе специальная заземляющая жила, как правило, не предусмотрена, что требует принятия особых мер защиты.

Дополнительные меры защиты

В основе этих мер лежит организация на стороне потребителя (в его частном доме) так называемого «повторного заземления», с помощью которого удаётся существенно снизить риск поражения током.

Реальная угроза такого поражения возможна при случайном обрыве шины PEN, заземлённой лишь на питающей подстанции.

Использование повторного заземления совместно с УЗО повышает эффективность работы всей системы в целом и гарантирует моментальное снятие напряжения с питающей линии.

Такое заземление обеспечивает защиту частного дома от удара молнии вместе со смонтированным на крыше громоотводом (при условии, что тот с помощью медной шины подключается непосредственно к контору заземления).

Сделать контур можно своими руками.

Общие принципы

Надёжное заземление дома в сельской местности предполагает обустройство специального защитного контура, основу которого составляет заземлитель.

Последний представляет собой сборное сооружение, изготавливаемое из прутков арматуры, стальных труб небольшого диаметра или типовых металлических профилей.

После закапывания или забивания на глубину сварная конструкция обеспечивает надёжный контакт металлических частей с грунтом, достаточный для стекания тока в землю.

При наличии связки «контур заземления + УЗО» в случае прикосновения голыми руками к открытым токоведущим частям электропроводки или приборного кабеля автомат мгновенно обесточит цепь и снимет напряжение.

Правильное заземление в загородном частном доме с питающей сетью 220 В предполагает выполнение следующих операций:

• на планке ГЗШ (главная заземляющая шина) во вводном щитке следует создать отдельную клемму PE, которая и будет использована для организации повторного заземления;
• затем от этой клеммы медным проводом необходимо будет сделать отвод в сторону намеченного места расположения заземлителя;
• после этого возле частного дома изготавливается сама заземляющая конструкция, требования к которой будут подробно рассмотрены далее.

Иллюстрацией всех перечисленных операций может служить рисунок контура.

Обратите внимание, что на рисунке указываются уже разделённые PE и N проводники.

Заземляющее устройство устанавливают неподалёку от частного дома, что позволяет сократить длину соединительных шин заземления и минимизировать токовые потери в них.

Варианты самостоятельного изготовления

Для частного дома металлическую сварную конструкцию заземления (заземлитель) удобнее всего изготовить из обрезков стальных труб или металлических профилей. При их отсутствии могут применяться металлические штыри диметром порядка 16-ти миллиметров.

Использование для заземления специальных арматурных прутьев с калёной поверхностью не допускается действующими нормативами, поскольку имеющееся на них покрытие влияет на распределение стекающих в землю токов.

К тому же калёный слой арматуры в условиях повышенной влажности способствует быстрому разрушению металла в почве и нарушению режима стекания.

Еще один вариант устройства в частном доме заземления предполагает использование металлического уголка с полочками или схожего с ним профиля. Для их погружения в мягкий грунт достаточно воспользоваться обычной кувалдой, предварительно срезав под углом один из концов заготовки.

Нередко, делая заземления своими руками, в качестве размещаемых в земле элементов используют металлические трубы, один конец которых сплющен или заварен «под конус».

В нижней части трубных заготовок для заземления рекомендуется просверлить несколько отверстий, через которые можно будет насыщать грунт соляным раствором.

Необходимость в этом возникает в случае пересыхания грунта и заметного ухудшения распределения тока стекания в почву. При увлажнении почвы посредством соляного раствора требуемый режим распределения обычно восстанавливается.

Недостаток такого заземлителя в деревянном доме – большие трудовые издержки на его изготовление, связанные с необходимостью подготовки отдельного приямка для каждого элемента. Забить их кувалдой на требуемую глубину не всегда представляется возможным.

Особенности конструкции

Штыри или отрезки труб, из которых будет собираться заземлитель, должны углубляться в грунт ниже уровня промерзания почвы для данного региона как минимум на 0,6-0,8 метра.

В местностях с засушливым летом заземляющее устройство должно собираться из металлических заготовок, достигающих своим нижним концом влажных слоёв почвы. По этой причине для его сборки предпочтительнее использовать уголки или металлические прутки длиной 2-3 метра и значительной площадью соприкосновения с грунтом.

Указанные параметры обеспечивают необходимую проводимость получившегося контакта заземления и создают оптимальные условия для стекания тока.

Правила устройства электротехнических установок (ПУЭ) в разделах, посвящённых изготовлению зазаемлителя, особо отмечают то, что составляющие его элементы не должны иметь какого-либо покрытия.

Именно по этой причине контур заземления в частном доме (точнее – погружаемая в землю часть) никогда не покрывается защитной краской, которая снижает проводимость перехода металл-земля. Для защиты зон сварки от разрушения в этом случае используются специальные антикоррозионные составы.

Также обратите внимание на то, что заземлитель должен иметь минимально возможное сопротивление, что обеспечивается идеальным контактом между всеми его составляющими.

Его надёжная установка в грунте возможна лишь при условии использования сварки, как основного метода сочленения. Причём все швы должны выполняться профессионально, а их качество не должно вызывать каких-либо сомнений.

Заземление в частном доме не допускается делать с использованием резьбовых соединений. Со временем металл в местах таких сочленений постепенно окисляется (разрушается), а переходное сопротивление контактов резко возрастает.

По этой же причине крайне неразумно использовать в качестве заземлителя отводы трубопроводов, проложенных в земле. С течением времени стыки таких труб сильно окисляются и начинают разрушаться, что делает эти элементы совершенно непригодными для растекания тока. Да и сам трубопровод, использованный для заземления, портится.

Как сделать простейшее устройство

Самая простая конструкция заземления частного дома может быть представлена в виде равностороннего треугольника, образуемого тремя забитыми в землю металлическими штырями и горизонтальными перемычками. Штыри или трубы забиваются в землю рядом с домом таким образом, чтобы их верхний срез располагался примерно на 0,5 метра ниже уровня земли.

На этом же уровне они свариваются между собой нарезанными по длине металлическими полосами (металлосвязью).

Порядок сборки такой конструкции заземления для частного дома следующий:

1. сначала на удалении не менее чем 1,5 метра от края отмостки дома намечают место для обустройства конструкции заземления. На выбранном участке выкапывают траншеи по контуру треугольника со сторонами порядка 1,2 метра. Глубина траншей для заземления выбирается равной 70-ти, а ширина 60-ти сантиметрам, что обеспечивает необходимый простор для проведения сварочных работ;
2. вслед за тем от одной из вершин треугольника, обращённой к дому, по направлению к нему прорывается ещё одна траншея глубиной не менее 50 сантиметров;
3. после этого по углам забиваются трубные заготовки, круглые прутки или уголки длиной три метра;
4. затем к вбитым заготовкам для заземления привариваются элементы металлосвязи, выполненные в виде полос 40х4 миллиметра, после чего от получившейся конструкции нужно провести такую же полосу по направлению к частному дому.

По завершении этих операций все образовавшиеся в места сварки наплывы тщательно очищаются от шлака, а затем покрываются специальным антикоррозионным составом.

На вводе в здание к металлической полосе приваривается подходящий по размеру болт, на котором впоследствии фиксируется медный проводник сечением не менее 4 квадратных миллиметров, идущий от ГЗШ.

После засыпки получившейся конструкции выбранным ранее грунтом и его тщательной утрамбовки, работы по обустройству заземлителя можно считать завершёнными.

устройство контура заземления, выбор схемы и порядок проведения монтажных работ

Собираетесь организовать заземление в частном доме своими руками 220В или еще сомневаетесь в необходимости подобного мероприятия? Согласитесь, что стать жертвой поражения электрическим током не хочется никому. А именно это произойдет, если проигнорировать элементарные правила безопасности.

Заземление необходимо в любом жилом доме: построенном для постоянного проживания или служащим укрытием от дождя во время посещения дачи. Этому даже посвящена отдельная часть ПУЭ. В главе 1.7 говорится о том, что все электросети и любое электрическое оборудование должно заземляться в обязательном порядке.

Однако выполнять свою функцию система заземления будет только в том случае, если ее схема корректна, а все узлы смонтированы с учетом правил. В этой статье мы рассмотрели основные схемы, составили списки требований, привели поэтапный алгоритм действий при проведении монтажных работ.

Содержание статьи:

Для чего нужно заземление?

Заземление – это соединение электрического оборудования, установки или точки сети с заземляющим устройством, находящимся за пределами жилого строения.

Правильно организованное соединение переводит весь потенциал токов утечки в землю, является надежной мерой защиты человека от повреждения электрическим разрядом

Целями, помимо обеспечения безопасности человека, являются: продление работы бытовой техники; обеспечение стабильного функционирования электроустановок; защита от перенапряжений.

Также заземление ослабляет воздействие внешних электромагнитных излучений, устраняет помехи в сети.

Внутренняя и внешняя части системы

Система заземления состоит из двух частей: внутренней и внешней. Внутренняя часть состоит из расположенной в щите учета шины PEN и провода, соединяющего щит с внешней частью системы.

Для частного дома разработано два вида схем: TT, TN-C-S. Первая больше подходит для ветхих сетей, вторая активно применяется в новом жилье

Внешняя часть представляет собой . Он состоит из заглубленных в почву электродов, приваренной к ним металлосвязи и полосы, соединяющей контур с исходящим из щита проводом.

Основные правила и требования

Правила и требования, которые необходимо учитывать при организации заземления в жилом строении, касаются материалов и размеров отдельных элементов системы, значений сопротивления контура заземления.

Контуром заземления называется металлическая конструкция с малым электрическим сопротивлением, способная обеспечить моментальный отвод электрического тока в землю

Также существуют стандарты, касающиеся размещения контура заземления относительно поверхности земли и фундамента жилого строения.

Геометрические параметры металлических элементов

Выбор типоразмеров металлических заготовок для изготовления заземляющего устройства основан на необходимости достижения нужного уровня сопротивления.

Соединить металлические детали заземляющего устройства можно при помощи электрической или газовой сварки. Обычно это делается после забивания электродов

Они могут быть разными, но существуют ограничения минимальных величин.

К таким величинам относятся:

1. Толщина сторон уголков, используемых в качестве штырей. Она не должна быть менее 4 мм.
2. Толщина стенки трубы, стартующая от 3,5 мм.
3. Сечение соединительной полосы, располагающейся между штырями.

Минимальное значение последнего параметра не может быть менее 48 кв. мм. Только в этом случае полоса будет выполнять свою функцию.

Нормы сопротивления контура заземления

Соблюдение норм, предъявляемых к уровню , выступает основным условием эффективности всей системы.

Если в жилом строении размещен газовый котел, то сопротивление контура не должно превышать 10 Ом. При его отсутствии допускаются значения до 30 Ом

Здесь работает следующее правило: чем ниже уровень сопротивления заземляющего устройства, тем выше эффективность системы, тем более безопасным является пребывание в доме, пользование электроприборами.

Стандарты размещения заземляющих конструкций

Оптимальным вариантом размещения конструкций является диапазон 2-4 метра от внешней линии фундамента. При этом минимально возможным расстоянием является 1 метр, максимальным – 10 метров.

Важно проследить, чтобы нижние концы электродов располагались строго ниже уровня промерзания грунта. Иначе в холодное время года система не сможет в полном объеме выполнять свои функции

Дистанция между поверхностью земли и верхними частями конструкции должна составлять 50-70 см. Сами заземлители забиваются на глубину 3 метра.

Также стоит обратить внимание на влажность выбранного участка земли: чем более влажная почва в месте размещения, тем лучше. Для этой цели отлично подойдут зоны, запланированные под  или асфальтом. Под ними не пересыхает почва, создается хорошая защита для всей конструкции.

Основные варианты заземляющих контуров

Известно несколько видов контуров заземления: модульно-штыревой, линейный, замкнутый. Замкнутый чаще всего выполняется в форме треугольника.

Вариант №1 – замкнутый контур

В этом случае электроды располагают в вершинах равностороннего треугольника и соединяют между собой металлическими полосами.

Расстояние между электродами не должно быть меньше глубины их погружения и не должно превышать суммы двух глубин. То есть при заглублении на 3 метра сторона треугольника должна составлять 3-6 метров

Форма треугольника выбрана не случайно: она обеспечивает замкнутость контура при минимально возможном количестве электродов. Специалисты допускают и другие формы.

К примеру, прямоугольник или многоугольник. Но они не являются экономичными, так как предполагают использование большего количества материала.

Вариант №2 – линейный вид и его характеристики

Выбирая линейную схему, заглубляемые электроды располагают в одну линию или небольшим полукругом. Обычно эта версия подходит для небольших по площади участков, где нет возможности создать замкнутую геометрическую фигуру.

У линейной схемы есть большой недостаток: при возникновении коррозии или механического повреждения одного из модулей выводятся из строя все следующие за ним участки. В этом случает система лишается способности полностью выполнять отводящую функцию.

Вариант №3 – модульно-штыревой вид контура

Модульно-штыревой контур реализуется при помощи сборной конструкции, позволяющей составлять электрод нужной длины.

Набор состоит из круглых стержней диаметром от 16 до 20-25 мм, длиной от 1200 до 1500 мм. Одни производители выпускают стержни с резьбой на концах, благодаря которой они могут соединяться посредством муфты. Другие отдают предпочтение цапфовому безмуфтовому соединению.

В продаже можно найти комплекты для выполнения модульно-штыревого заземления отечественных и зарубежных производителей с оцинкованными, нержавеющими, омедненными электродами

Для упрощения процесса заглубления в наборе обычно имеются удароприемные головки и острые наконечники. Кроме того, в качестве дополнительной опции он может содержать заземляющий проводник и насадку для перфоратора.

Порядок проведения монтажных работ

Для проведения монтажных работ необходимо приготовить электроды из уголка и металлосвязь в виде стальной полосы.

Если все готово, можно приступать к разметке. Наметить нужно не только будущее место расположения основной конструкции, но и путь, по которому внешний контур будет соединен шиной с внутренней частью системы.

Затем необходимо:

1. Прорыть по разметке траншею глубиной 50-70 см.
2. Вбить на заданную глубину электроды.
3. Соединить вершины штырей металлосвязью при помощи сварки.
4. Провести шину от внешнего контура к .

Далее проводят проверку эффективности собранной схемы. Поскольку самостоятельный монтаж подразумевает отсутствие специализированного измерительного оборудования, можно использовать простые бытовые способы.

При выполнении любых электромонтажных работ, а также при проведении заключительной проверки необходимо соблюдать правила техники безопасности: пользоваться резиновыми перчатками и обувью, не работать в одиночку

Одним из таких способов является присоединение обычной лампы накаливания мощностью не менее 100 Вт одним концом на заземление, другим на фазу.

Если монтаж выполнен грамотно, то лампа будет гореть так же ярко, как от розетки. Тусклый свет или его полное отсутствие – повод проверить качество сборки.

Распространенные ошибки, советы

При самостоятельном обустройстве заземления исполнители часто совершают ряд типичных ошибок. Среди них:

• Нанесение краски на электроды с целью предотвращения коррозии. Делать это запрещено, так как покрытие будет препятствовать отходу тока в почву.
• Соединение электродов с элементами металлосвязи посредством болтов. Допустима только сварка, так как она обеспечивает долговечность и надежность контакта.
• Бурение отверстий для штырей, исключающее плотное прилегание их к почве, и тем самым снижающее эффективность всей системы.

Для увеличения долговечности системы, сохранения ее рабочих характеристик рекомендуется обрабатывать металлические элементы контура заземления антикоррозийным составом.

Особо тщательно при этом следует пропитывать сварные швы.

Выводы и полезное видео по теме

В видео ниже специалисты демонстрируют весь процесс монтажа заземления:

Распространенные ошибки при монтаже заземляющего контура:

Итак, мы убедились в необходимости заземления в частном доме, рассмотрели наиболее эффективные и практичные схемы, составили список материалов и порядок проведения работ.

Если у вас возникли вопросы или вы готовы поделиться с другими пользователями своими наработками, опытом, советами – используйте нашу форму для общения. В ней вы можете разместить комментарий, фотографию или схему собственной разработки. Также у нас можно получить консультацию специалиста. Пользуйтесь!

инструкция по монтажу + фото

Добрый день, дорогие читатели. В этой статье мы с вами поговорим про контур заземления. Вы узнаете наиболее подробную информацию о том, что он из себя представляет. После того как вы приобретаете дачный участок или частный дом вы обязательно должны будете получить разрешение от энергосберегающей организации на присоединение определенной мощности электроэнергии.

На данном этапе работ практически у каждого может возникнуть проблема с электромонтажом контура заземления. Контур заземления дома считается обязательной процедурой. Также он может потребоваться при реконструкции старой электропроводки. В этой статье вы найдете подробную информацию о том, как выполнить монтаж контура заземления своими руками на даче или в частном доме. Если вы решили выполнить контур заземления, тогда вам необходимо знать, что такое защита IP.

Контур заземления

Заземление – это специальное заземляющее устройство, которое предназначается для соединения с землей различных частей электрооборудования. Для каждой системы заземления вы можете встретить определенное отличие требований. Сопротивление ЗУ может зависеть от следующих факторов:

1. Типа грунта.
2. Состояния земли.
3. Структурного состава грунта.
4. Глубины электродов.
5. Количества электродов.
6. Свойства электродов.

Это основные факторы, которые могут нести значительное влияние на сопротивление заземляющих устройств.

Контур заземления – это соединение между собою горизонтальных и вертикальных электродов. Чем сопротивление будет меньше, тем лучше. Измерение контура заземления необходимо выполнять сразу после его монтажа. Сделать это можно с помощью специальных приборов.

Вот список грунтов, которые идеально подойдут для монтажа контура заземления:

• Торф.
• Суглинок.
• Глина, которая имеет высокую влажность.

Также существуют грунты, которые не подходят для монтажа контура заземления:

• Камень.
• Скала.

Иногда один грунт может иметь разные свойства. Они будут зависеть от окружающей среды. Именно поэтому сопротивление контура заземления необходимо измерять сразу после монтажа. В этой статье мы предоставим вашему вниманию наиболее распространенный способ монтажа контура заземления.

Подготовительные работы

Сначала вам необходимо определиться с местом, где можно монтировать контур заземления. Лучше выбрать место, где рядом находится распределительное устройство.

Заземляющие электроды по правилам ПУЭ должны быть медными или из черной оцинкованной стали. Их поверхность не должна быть окрашенной. Ниже представлена таблица, которая предоставляет вашему вниманию рекомендуемые размеры горизонтальных заземлителей.

В качестве вертикальных заземлителей вы можете использовать:

1. Стальной уголок, который имеет размеры (50х50х5мм).
2. Стальную полосу с диаметром (40х4мм).

Эти материалы отлично подойдут для того, чтобы монтировать контур заземления.

Монтаж контура заземления

Теперь вам необходимо выкопать треугольную траншею. При необходимости выкопать траншею можно и в виде прямой линии. Ее длина должна составлять 4-5 метров. Ширина траншеи должна составлять 0.5 метра, а ее глубина 0.7 метра.

У вершины треугольника вам необходимо будет забить вертикальный уголок, который имеет длину 3 метра. При необходимости вместо кувалды вы можете использовать бур. Если ваша траншея выполнена в виде прямой линии тогда потребуется 4 вертикальных уголка. Забивать их необходимо через каждый метр. Забивать стальные уголки необходимо не полностью. На поверхности необходимо оставить 20 см уголка. Затем с помощью сварочного аппарата необходимо приварить к стальным уголкам горизонтальную линию, которая будет идти в электрический щиток на шину PE.

В примере, который мы вам предоставили, контур заземления выполнен из стальной полосы. Вот схема контура заземления, которая облегчит вам работу.

Затем стальную полосу необходимо проложить до шины PE.Вот фотография, на которой можно увидеть этот процесс.

При необходимости вы можете воспользоваться и другим способом. Для этого из земли необходимо вывести горизонтальный заземляющий проводник в виде стальной полосы. К нему вам необходимо провести еще один проводник, который будет вести к шине PE. Этот проводник должен обладать следующими характеристиками:

1. Медный иметь сечение не менее 10 кв.мм.
2. Алюминиевый иметь сечение не менее 16 кв.мм.
3. Стальной иметь сечение не менее 75 кв.мм.

Завершающий этап работ

После монтажа вам также необходимо осмотреть контур заземления. После этого следует провести замер его сопротивления. Качественное заземление станет надежной защитой от поражения током.

Читайте также: система заземления TT.

как сделать в частном доме самому, заземлить для сетевого фильтра, кто выдает акт протокол на контур

Заземление газового котла – это необходимое и обязательное условие при подключении газа к жилым домам.

Эта мера предосторожности обезопасит человека и оборудование от скачков напряжения и тока, а также послужит надежной защитой от пожаров и взрывов.

Кто выдает акт на заземление по протоколу?

Акт на заземление по протоколу обычно выдает региональное отделение газовой службы или электролаборатория.

При проверке представители данной службы руководствуются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Способы заземления для настенного газового котла

Различают два способа заземления по типу устройства и особенностям его изготовления.

По типу устройства

К заземлению газового котла выдвигают особые требования, так как подключать заземляющую цепь нужно предельно внимательно и в соответствии со всеми нормами.

Особые требования:

• Сопротивление заземления не выше 50 Ом для почв песчаной породы.
• 10 Ом для почв глинистой породы.
• Запрещается подключаться к трубам и стоякам.
• Находящийся в земле кабель, который ведет от электрощита к контуру, своей площадью сечения должен быть больше 10 мм² для меди, 16 мм² для алюминия, для стали – 75 мм².
• Вертикальные металлоконструкции изготавливаются из профильной трубы, уголка, швеллера или же двутавра.

По особенностям изготовления

Такое подключение осуществляется с помощью специального готового комплекта или же с помощью подручных материалов.

Виды

Перед тем, как заняться заземлением котла, важно определиться с типом заземлителя. Такое оборудование напрямую контактирует с землей и является частью всей системы.

Устройства бывают искусственными и естественными:

• Естественные заземлители – это различные металлические сооружения, имеющие контакт с грунтом. Данный вид заземлителя обычно связывают с котлом несколькими проводниками (не менее двух). В качестве естественных заземлителей нельзя использовать трубопроводы с горячей жидкостью, канализационные системы.

Фото 1. Естественный заземлитель в виде небольшого металлического сооружения, вкопанного в грунт рядом с домом.

• Искусственные заземлители – это внедренные в землю в вертикальном положении стальные трубы и уголковая сталь.

Как сделать в частном доме самому. Правила и схема действий

Согласно ПУЭ, чтобы сделать заземление посредством розетки напрямую самому, ее необходимо подключать по схеме не к щитовой, а непосредственно к контуру.

Одно из основных требований к заземляющему контуру – сопротивление системы в целом не должно превышать 4 Ом. Для этого нужно грамотно соединить контур с силовым щитком с помощью проводника, сделанного из меди. Одна его сторона крепится к цоколю дома, а другая – к нулю на щите.

Фото 2. Готовый комплект для заземления настенного газового котла со всеми необходимыми комплектующими.

Для самостоятельного внедрения заземляющего устройства, можно воспользоваться следующими способами:

• Купить готовый комплект для заземления газового котла. В его состав входят все необходимые комплектующие. Монтаж проходит довольно быстро и не отнимает много времени. Вам понадобится небольшой участок площадью 0,5х0,5 м². Заземление можно проводить в подвальных помещениях или в нескольких метрах от самого дома.
• Самостоятельно изготовить заземлитель. Для этого понадобится сварочный аппарат и стальной уголок. Созданную конструкцию, в виде треугольника или перевернутой буквы Ш, вкапывают в землю на глубину больше 1 метра.

Справка! Перед началом работы необходимо провести независимый внешний контур заземления недалеко от дома.

Инструменты и материалы

Процесс делается благодаря таким инструментам:

• По сделанной разметке лопатой копается траншея.
• В пробуренные шурфы молотком вбиваются заземлители.
• С помощью мотобура в верхней части траншеи пробуривают глубокие шурфы.
• Для состыковки уголков между горизонтальными элементами контура заземления используют металлическую ленту. Для соединения необходима электрическая сварка.
• На конце проводника, входящего в помещение, приваривают болт М6 или М8. На него одевают кольцо провода, которое отвечает за внутреннее заземление частного дома.

Используемые материалы:

• Металлический уголок (размером 50х50х5 мм). Домовый контур заземления является равносторонним треугольником, в углы которого вбиваются металлические заземлители.
• Стальная лента шириной 40 мм и толщиной 4 мм. Для того чтобы состыковать уголки между собой применяют металлическую ленту.
• Металлическая проволока катанка диаметром 8–10 мм. Она укладывается в траншее и приподнимается над уровнем отмостки на 50 сантиметров.

Как заземлить контур: процесс работы

Для правильного и эффективного заземления газового котла необходимо изготовить внешний контур.

Процесс изготовления контура:

• Делается разметка на расстоянии одного метра от дома. Рисуется равносторонний треугольник со сторонами по 2 м.
• По нарисованным линиям выкапывается траншея 50 см глубиной и 40 см шириной.
• Далее следует соединение с домом при помощи траншеи такого же размера.
• Буром делаются глубокие шурфы.
• В шурфы вставляют заземлители. Расстояние до дна траншеи должно составлять около 15 см.
• Соединяют заземлители между собой с помощью полосок металла 40х4 мм.
• Кладут металлическую полоску в траншею, ведущую к дому.
• Приваривают полоску металла к цоколю с помощью металлического стержня.

Внимание! Такое оборудование системы заземления возможно только при наличии достаточного количества земли возле дома. Если заземлить котел с помощью треугольного контура нельзя, применяют линейное заземление.

Полезное видео

В видео представлен процесс монтажа заземления для газового котла в частном доме.

Линейное напрямую в розетку или при помощи сетевого фильтра?

Особенности:

• Траншея будет прямой и пойдет вдоль дома. При этом ее длина составляет 4 м.
• Заземлители вкапывают через 2 метра.

Важно! Так как заземление газового котла регламентировано газовой службой и соответствующими правилами, то хозяева дома выполняют все требования при самостоятельном заземлении или же вызывают специалистов.

При использовании розетки или сетевого фильтра ПУЭ рекомендует подсоединять устройство непосредственно к контуру заземления и сетевому фильтру.

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками: требования к монтажу устройства

Человек XXI века настолько свыкся с электричеством, что совершенно забывает об опасности, которая в нем таится. Современные электроприборы повышают ее многократно. Чтобы всегда чувствовать себя в безопасности, следует заземлить бытовую технику.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

В большинстве старых построек подача напряжения в дом осуществляется по двум проводам, из которых один фазный, а другой – нулевой. Между ними возникает разница потенциалов, которую именуют напряжением, и составляет оно обычно 220 Вольт. Все электроприборы подключаются к розетке двухконтактной вилкой. Но современные приборы на вилке имеют еще один контакт, который называется «земля».

В обычном доме с двухпроводной системой он бесполезен, а в современных квартирах служит для заземления приборов. С 1997 года во всех новостройках применяется трехпроводная система с дополнительным проводом заземления. В старых домах частного сектора остается по-прежнему два провода без заземления. Но смонтировать его своими силами совсем не трудно, и тогда можно быть уверенным в собственной безопасности.

В ряде случаев возникает ситуация, когда фазное напряжение замыкает на корпус, и бытовой прибор оказывается под напряжением, опасным человека. Причем не обязательно касаться поверхности, достаточно встать на мокрое место возле бойлера или стиральной машины. Особая опасность исходит со стороны бытовой техники, которая одновременно подключена к сети и водопроводу.

Следует заземлить следующую технику:

1. Стиральную машину, которая обладает большой собственной электрической емкостью и во влажном помещении даже заземленная через евророзетку может щипаться. Подключенная к водопроводу из металлических труб она представляет повышенную опасность. То же самое относится к бойлеру.
2. Микроволновую печь, в которой используются сверхвысокие частоты. Если в розетке плохие контакты, она начинает испускать лучи на уровне, опасном для здоровья. На многих изделиях сзади есть специальное место для заземления.
3. Варочные панели, электроплиты, электродуховки. Имеют большую мощность, условия работы внутренней проводки крайне тяжелые, высока вероятность пробоя.
4. Персональный компьютер, блок питания которого дает большую утечку. От этого снижается производительность.

Когда прибор заземлен, то в момент касания к нему человека, он не ощутит удара. Назначение заземления – отвести ток, который пробивает на корпус, в землю. Именно поэтому при касании к неисправному, но заземленному электроприбору  напряжение на корпусе не опасно для человека. Он не становится единственным проводником тока, через который тот начинает стекать в слой земли.

Зануление тоже предназначено для предотвращения поражения человека. Но подключается и работает оно по другому принципу. Если прибор оказывается под напряжением, он отключается. Многое зависит от приборов отключения, которые применяются. Это могут быть плавкие предохранители или автоматическое устройство. В любом случае они защитят человека.

Для лиц, имеющих поверхностное представление об электротехнике, проще сделать контур заземления, поскольку для его монтажа требуется больше навыков слесаря и сварщика, чем электрика.

Элементы заземления – используемые материалы

Контур заземления в частном доме состоит из проводника и заземлителя, который располагается в самой земле. Для проводника заземления  используется токопроводящая жила, которая соединяет шину на щитке с заземлителем. Ее сечение зависит от фазного провода. Если он на вводе имеет сечение до 16 мм², то заземляющий должен быть с таким же сечением или большим. При больших размерах фазного провода, сечение идущего на контур заземления может составлять половину. Материалы обоих проводников должны совпадать.

От верхней части заземлителей к щитку идет металлосвязь, которая заземляет его корпус. Образуется прочная металлическая конструкция, которая на щите крепится через болт, а на стержне сваркой.

Сам заземлитель имеет чрезвычайно простую конструкцию: горизонтальные проводники, проложенные в земле и вертикальные заземляющие электроды. Российские и международные требования допускают использовать в качестве материала для них сталь, черную или с различным покрытием, медь – луженую, оцинкованную или без покрытия. Стержни должны не менее чем на полметра входить в почву, которая никогда не промерзает и не пересыхает. Чтобы они гарантированно находились в постоянно увлажненной земле, их длина должна составлять 2–3 м.

Допускается различная форма элементов: полоска, пруток, уголок, труба. Для каждого из материалов существуют ограничения в отношении минимального размера. Например, стальная полоса не может быть тоньше 4 мм, независимо от ее ширины. Такие условия диктуются необходимостью противостояния коррозии. Монтаж стальных деталей производится сваркой, болты быстро разрушаются.

Стальные материалы должны соответствовать следующим требованиям:

• прутки для стержней иметь диаметр от 16 мм и выше:
• горизонтальные – не менее 10 мм;
• стальные трубы диаметром 32 мм и больше.

Для надежного заземления сечение материала должно постоянно увеличиваться вдвое. Например, если пруток от шины к горизонтальным полосам 5 мм², то они уже должны быть 10 мм², а стержни – 20 мм².

Ошибки в устройстве – чего нельзя делать

Вертикальных стержней должно быть несколько, одного, вбитого в грунт, недостаточно. Сопротивление земли находится в сильной зависимости от площади заземлителя, которая контактирует с ней. У одного заземлителя она недостаточна для обеспечения надежной защиты. Если разнести два и больше стержня на 1–2 м, между ними возникает потенциал, площадь эффективного контакта возрастает в сотни раз. Слишком далеко разносить тоже нельзя: разорвется потенциальная поверхность, останутся просто отдельные заземлители.

Если ВЩ расположен в доме, и нет возможности подвести к нему стальную шину, используется соединение медным проводником. Существует ошибочное мнение, что достаточно закрепить опрессованный наконечник болтом, покрыв защитной токопроводящей смазкой. Она способна предохранить от коррозии только в сухом помещении. Следует обеспечить защиту шины от влаги, расположив ее на стене и закрыв в металлическом ящике.

Увлажнение способствует образованию гальванической пары и электрокоррозии, которая распространяется и под изоляцию. В аварийной ситуации происходит мгновенное перегорание контакта, тем более нельзя крепить заземляющий проводник непосредственно к заземлителю и засыпать грунтом.

Также недопустимо последовательное заземление приборов и подключение нескольких заземляющих проводников к одному контакту заземляющей шины. Это грозит тем, что авария одной установки вызовет цепную реакцию, потянет за собой другие.

Не следует использовать в качестве материала металлоизделия с упрочненной поверхностью вроде арматуры, рельс, швеллера. Повышенная плотность их поверхности препятствует созданию хорошего контакта с грунтом. Также нельзя окрашивать металл, надеясь противостоять коррозии. Ее, может, и не будет, но утрачивается всякий смысл в таком заземлении. Краска препятствует надежному контакту металла с землей.

Самый большой враг заземления – коррозия, которая иногда через несколько лет способна свести его эффективность к нулю. Поэтому перед вкапыванием стальные изделия следует покрывать специальным защитным токопроводящим покрытием.

Установка заземлительных частей – определение схемы и сборка

Перед началом работ определяемся со схемой. Их существует достаточно много, но наиболее распространенных – две: замкнутая и линейная. Каждый вариант требует примерно одинакового расхода материалов, все дело в надежности.

Замкнутая схема выполняется чаще всего как треугольник, хотя может иметь и другой вид. Она надежна в своем функционировании. При повреждении одной перемычки между штырями она продолжает работать. Для частного дома рекомендуется использовать замкнутую схему – треугольник.

При линейном способе все стержни располагаются по линии, соединяясь последовательно. Недостаток в том, что повреждение одной перемычки снижает эффективность, а если она первая, то полностью пропадает работоспособность.

Для создания контура заземления требуется вбить в грунт вертикально три штыря и соединить их заземлителями, расположенными горизонтально. Кроме того, от заземлителя следует подвести металлический прут или ленту для соединения с электрощитом. Вертикальные заземлители выполняем из стальных уголков 50×50×5 мм, горизонтальные – из стальных полос 40×4 мм. Контур и вводной щит соединяем прутком не менее 8 мм². Можно использовать и другие материалы, о которых рассказано выше, но мы покажем изготовление на примере этих материалов.

Отступив от фундамента около одного метра, размечаем треугольник, имеющий стороны 1,2 м. По линиям разметки выкапываем траншею на глубину до 1 м. Ширину делаем достаточной для того, чтобы заниматься сварочными работами. Это траншея для горизонтальных линий заземления.

Концы угольников обрезаем болгаркой под острым углом, чтобы легче было забивать. Устанавливаем их по вершинам треугольника и бьем кувалдой. Идут они довольно легко, и через несколько минут первый готов, то же самое проделываем и с остальными двумя. Если есть бур, можно просверлить колодец, чтобы меньше забивать. Над нижним уровнем траншеи стержни должны выступать сантиметров на 30.

Когда они все окажутся в земле, приступаем к соединению горизонтальными полосами, чтобы создать замкнутый контур. Применяя обычную сварку, привариваем полосы к уголкам. Используем именно сварку, потому что болтовое соединение в земле быстро разрушится. Потеря контакта приведет к утрате заземлением своей функциональности.

Если нет никакой возможности применить сварку, можно использовать болты, но только над поверхностью грунта. Их обрабатывают токопроводящей смазкой, периодически подтягивают и опять смазывают.

Собранный контур соединяем со щитком. Привариваем к уголку проволоку из стали, прокладываем по дну траншеи к электрощитку. На другом конце привариваем шайбу для создания надежного контакта в месте соединения с ВЩ. Если нет прута подходящего сечения, используем такую же полосу, что и для горизонтальных перемычек. Она даже предпочтительнее, с землей у нее большая площадь контакта, но с ней труднее работать. В крайнем случае, если не удается изогнуть полосу под нужным углом, разрезаем ее на части и свариваем из отдельных элементов.

Готовый контур заземления обрабатываем антикоррозийным составом, после чего можно засыпать землей. Изготовленная таким способом конструкция прослужит десятки лет.

Подключение потребителей – изменения в схеме проводки

Одним монтажом внешнего заземляющего устройства дело не ограничивается. Если в доме имеются три провода, то проблем никаких не возникает. Но со старой двухпроводной схемой придется повозиться. Ведь она не предусмотрена для подключения заземления.

Существует несколько вариантов, из которых можно выбрать наиболее подходящий:

1. Устанавливаем новые евророзетки, проводим от них к щитку отдельные заземляющие провода. Через электрощит подключаем их на шину заземления.
2. Полностью отключаем старую проводку. Отсоединяем ее от электрощита и оставляем в стене, а новую прокладываем поверх нее в пластиковых кожухах. Для розеток и выключателей используем старые гнезда.
3. Меняем двухпроводную схему на трехпроводную. Старую можно не удалять, а оставить для освещения и подключения маломощных приборов. Трехпроводную монтируем отдельно после установки нового щита.

Но на вводе у нас осталось два провода, с подключением по системе TN-C. На трансформаторной подстанции нейтраль заземлена, по воздуху подходит фаза L и другая жила, которая совмещает в себе нулевую защиту с рабочим проводом, помечается на схемах PEN. Собственный контур заземления теперь следует подключить к домашней сети. Для этого существует два способа:

• переделать систему с TN-C на TN-C-S;
• подключить по системе ТТ.

В двухпроводной системе TN-C нет отдельного защитного проводника. Чтобы переделать ее на TN-C-S, применяем разделение совмещенного PEN провода на два отдельных: защитный РЕ и рабочий N. Для его определения воспользуемся индикатором: на фазном он будет светиться, а на нужном нам PEN свечение отсутствует.

В электрическом вводном щите устанавливаем шину, металлически связанную с его корпусом. Она будет служить шиной заземления РЕ, подключаем к ней провод PEN, который идет с улицы. Устанавливаем в щите еще две шины, изолированные от корпуса. К одной из них делаем перемычку, это будет шина нулевого рабочего провода N. На вторую изолированную шину подключаем фазу  L.

Применение системы ТТ не требует разделения PEN провода. При такой схеме между контуром заземления и PEN проводником отсутствует электрическая связь. Два провода входят в дом через шины, изолированные от корпуса ВЩ. Заземляется сам электрощит.

ТТ имеет преимущества перед TN-C-S системой, которая требует разделения PEN провода. Если отгорит ноль со стороны входа в системе TN-C-S, все приборы окажутся заземленными на контур, что при некоторых обстоятельствах может вызвать негативные последствия. При системе ТТ у провода PEN отсутствует всякая связь с домашним заземлением, на корпусах приборов гарантированно не будет напряжения.

Применение схемы ТТ требует обязательного наличия УЗО – устройств защитного отключения. Нелишними они будут и в системе  TN-C-S. Особенно полезными окажутся в ситуации, когда наблюдается неравномерная нагрузка фаз, и на нулевом проводнике появляется небольшое напряжение. Когда сеть электрически связана с защитным проводником, оно может появиться и на корпусе прибора. Именно тогда должна сработать защита.

Из рассмотренного выше делаем вывод, что для дома со старой проводкой лучшим вариантом является применение схемы ТТ, а внутри лучше смонтировать отдельные подводы для заземления мощных приборов.

Схема заземления в частном доме своими руками: схема, расчет, установка

Современный частный дом оборудован большим количеством бытовых электроприборов. Чтобы подключить их к электросети, из соображений безопасности необходимо выполнить заземление. Из этой статьи вы сможете узнать, как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками.

Что такое заземление?

Это название специально сделанного соединения с заземляющими элементами электрооборудования.Его основное предназначение — гарантировать защиту от воздействия электрического тока при выходе из строя бытовой техники.

Комплект заземления

В продаже можно найти специальные комплекты заземления, цена которых составляет около 4 600 руб. Также можно приобрести отдельные комплектующие для установки, они недорогие. Например, стальной стержень (электрод) длиной 1,5 м будет стоить 500 рублей, муфта — 200 рублей, соединительный шнур — 850 рублей. К каждому комплекту заземления прилагается соответствующая инструкция по установке, учитывающая специфику всех изделий.

Однако большинство необходимых элементов можно изготовить самостоятельно. К тому же выбор материалов достаточно широк. Вам просто нужно знать требования, которые к ним предъявляются.

Заземлитель вертикальный

• Уголок 50x50x5 мм.
• Трубопровод диаметром не менее 32 мм с толщиной стенки 3,5 мм и более.

Эти электроды можно использовать при объемах потребления электроэнергии не более 15 кВт.

Горизонтальный заземлитель

• Проволока стальная сечением не менее 10 мм ² .
• Многопроволочный стальной 40х4 мм.

Проводники

В качестве проводников можно использовать металлическую ленту, стальную или медную проволоку. Например, провод СИП с жилами соответствующего сечения и без изоляции. При укладке в траншею — не менее 25 мм ² , при открытой кладке — не менее 16 мм ² .

Принципиальные элементы

• Углубление электрода — не менее 1,5 м.
• Расстояние от отмостки здания до контура заземления не менее 1 м.
• Расстояние между вертикальными стержнями не менее 1,5 м.

Схема и выбор места

Монтаж контура заземления должен выполняться ближе к дому с учетом указанных выше расстояний. Длина соединительной «линии» в этом случае будет минимальной, что снизит расход материала. А главное, в дальнейшем он не будет мешать ведению хозяйственной деятельности — прокладке инженерных коммуникаций, поломке цветников.

Расчет

Сделать точный расчет не в силах человеку, обладающему глубокими познаниями. Потому что в расчете используется сложная форма, в которой содержится множество факторов, характеризующих свойства почвы, влажность почвы, а также климатические условия зоны. Эти коэффициенты можно получить только путем сложных дополнительных анализов и расчетов, что требует определенной квалификации и, следовательно, будет стоить недешево.

По этой причине рассмотрим, как сделать контурное заземление в частном доме своими руками проще.Учитывая, что бытовая техника работает в определенном диапазоне сопротивлений шлейфа, в котором она будет нормально работать.

Установка

Заземляющий контур в частном доме своими руками не так уж и прост. Этот процесс довольно трудоемкий и включает следующие этапы:

• Начать работу следует с рытья траншеи. Необходимо отступить на 1 м от стены здания и приступить непосредственно к процессу. Глубина траншеи должна быть 0.5-0,75 м, выглядят как треугольник, большая сторона которого 2,5-3 м.
• При покупке уголка не стоит экономить, как уже было сказано ранее, следует выбирать уголок 50х50х5 мм. Поскольку конструкции меньшего размера не прослужат долго. Всего требуется 3 метра угла. Чтобы облегчить вход в землю, болгарке необходимо отрезать один ее конец. Затем углы с помощью кувалды почти на всю длину по вершинам треугольника должны выступать на 10 см над землей.
• Выполняя заземляющий контур в частном доме своими руками, следующим этапом является объединение в единую цепь трех электродов. Для этого потребуется металлическая полоса шириной 50 мм и толщиной 5 мм, а также электросварка. Эта полоска соединит углы, которые стоят на вершинах треугольника. Его необходимо приварить к ним в доступных местах. Швы следует сваривать по всей длине. Очень важно покрыть эти места краской, чтобы в результате воздействия блуждающих токов и ржавчины сварной шов не разрушился.
• Устройство контура заземления на этом этапе завершено, осталось только вывести его внутрь помещения и проверить.

Как попасть в дом?

Контур заземления подключается к электрическому щиту с помощью металлической ленты, которая использовалась для соединения электродов, как показано ниже:

• Необходимо будет выкопать траншею.
• Цепь заземления (схема ниже) и лента приварены друг к другу.
• После этого полоску нужно подтянуть к электрическому щиту.
• Для дальнейшего подключения заземляющего провода к электрическому щиту можно использовать медную жилу.
• Затем к заземляющей шине приваривается винт и соединяется с медной жилой. К винту с помощью двух шайб и гаек подключается медный кабель, который собирает все заземляющие провода дома.

Проверка контура заземления

Для точного измерения сопротивления контура потребуется специальное оборудование. При его отсутствии можно воспользоваться народным способом, который определит работоспособность получившегося контура.

Надо взять мощный потребитель (от 2кВт) и подключить его так: к фазе в квартире — один конец питающего провода, к земле — другой, и прибор должен заработать. Затем следует в этой сети замерить напряжение при выключенном и включенном оборудовании. Небольшая разница напряжений (5-10 В) свидетельствует о том, что вы сделали правильный контур заземления, который полностью готов к работе.

Если тест показывает значительную разницу напряжений, вам нужно будет добавить больше электродов.От вершины треугольника в любую сторону просверливается еще одна траншея длиной 2,5 м и на ее конце втыкается в землю дополнительный угол, который соединяется с полосой, и снова проводится проверка. Если все в норме, то контур заземления (схема выше) можно считать готовым.

Не допускается

• Подключение проводов к металлическим трубопроводам любых инженерных коммуникаций.
• Покройте элементы схемы лакокрасочными составами.
• Используйте «нулевой» провод для подключения заземления.
• Имеют горизонтальные заземлители и разъемы вверху (в редких случаях используется заземляющая прокладка).

Полезные советы

1. Перед тем, как приступить к работе, рекомендуется создать временную схему схемы, которую желательно сохранить. Ведь со временем многое забывается, и чтобы не гадать, где проходит разъем и где расположены электроды, контурная схема всегда будет под рукой.

2. Электроды можно размещать не только по вершинам треугольника. Их можно расположить по дуге, на линии. Важно, чтобы общее сопротивление системы заземления не превышало 3 Ом (диапазон напряжений до 500 В) и 4 Ом (до 1 кВт). При необходимости этот показатель снижают, устанавливая еще 1-2 штанги.

3. Если не можете измерить самостоятельно, желательно пригласить специалиста для стопроцентной уверенности в качестве монтажа схемы. Эта услуга будет стоить в среднем 400-500 рублей.

Очень часто эту энергосервису буквально навязывают, убеждая, что данный вид работ вправе выполнять только лицензированные организации. Однако ни в одной нормативной документации нет указаний на запрет самостоятельной установки схемы.

Естественно, установку можно заказать у энергетиков, принять готовые работы и оплатить их. Но если вы уверены в своих силах, почему бы не смонтировать контур заземления самостоятельно.

Часто задаваемые вопросы о геотермальном контуре заземления — Dandelion Energy

Что такое контур заземления?

Контур заземления — это серия труб, проложенных под землей на глубине, где температура остается постоянной круглый год.Он служит важным звеном, позволяющим геотермальным тепловым насосам использовать землю в качестве источника тепла или радиатора, в зависимости от того, требуется ли обогрев или охлаждение.

Как работает контур заземления?

Всего в нескольких футах ниже поверхности земли температура земли составляет 50-55 градусов, независимо от температуры наружного воздуха. Эта разница в температуре позволяет земле действовать как источник тепла зимой и отвод тепла летом. Геотермальный тепловой насос (расположенный внутри дома) улавливает эту энергию путем циркуляции теплопроводной жидкости через замкнутый контур заземления.

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

Летом процесс обратный, когда домашнее тепло улавливается и отводится в более прохладную землю, оставляя ваш дом комфортным с кондиционером.

Типы систем заземления

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

Геотермальные системы с замкнутым контуром

Есть 3 типа геотермальных систем с замкнутым контуром: вертикальные, горизонтальные и пруд / озеро. Поскольку петли прудов / озер требуют наличия источника воды на территории, они относительно редки, и мы не обсуждаем их подробно.

Горизонтальный контур заземления

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

Установка горизонтального контура заземления

Для установки горизонтальной системы рабочие используют траншеекопатели или экскаваторы для выкапывания траншей на глубине 5-10 футов под землей, а затем устанавливают серию пластиковых труб, из которых состоит геотермальный теплообменник. Затем они засыпают траншею, следя за тем, чтобы острые камни или мусор не повредили трубы. Обычная практика — свернуть трубу в обтяжку, чтобы она соответствовала полю контура на меньшей площади.При этом уменьшается необходимая площадь земли, но для этого потребуется установка большего количества труб.

Эта конфигурация обычно является наиболее рентабельной, поскольку для нее требуется рытье траншеи, а не бурение.

Вертикальный контур заземления

Вертикальный контур заземления устанавливается в одной или нескольких скважинах на глубине от 200 до 500 футов в земле. Каждое отверстие имеет диаметр от 5 до 6 дюймов, а если у вас их больше, чем одно, расстояние между ними составляет около 20 футов. Эта конфигурация идеальна для домов, где пространство двора ограничено, когда скальные образования находятся очень близко к поверхности, или для модернизированных применений, где желательно минимальное нарушение ландшафтного дизайна.

Установка вертикального контура заземления

Для установки вертикальной петли подрядчик будет использовать оборудование для бурения скважин, чтобы пробурить вертикальную скважину диаметром 6-8 дюймов в земле глубиной 200-500 футов. Далее в отверстие вставляется однотрубная петля с П-образным отводом внизу. После того, как труба будет вставлена, отверстие будет заделано, заполняя его снизу вверх.

Затирка выполняет две основные функции:

1. Обеспечивает контакт между трубами и землей для улучшения теплопередачи.
2. Изолирует отверстие от любых водоносных горизонтов или источников грунтовых вод, которые могли быть пробиты во время процесса бурения. Защита глубоких слоев земли с помощью подходящего материала для затирки так же важна, как и обеспечение теплопередачи между системой трубопроводов и окружающей землей.

Вертикальные петли, как правило, дороже в установке, но требуют меньше трубопроводов и меньшую площадь земли, чем горизонтальные петли. Dandelion Geothermal в настоящее время устанавливает только системы с вертикальным контуром заземления.Этот тип геотермальной системы идеально подходит для городских или пригородных районов в долине Гудзон и в столичном регионе Нью-Йорка, где пространство в дефиците.

Компания Dandelion разработала инновационный запатентованный комплект акустической буровой установки, который легче, чище и может устанавливаться в 14 раз быстрее, чем обычная буровая установка.

Геотермальные системы открытого цикла

Геотермальные системы с открытым контуром извлекают воду непосредственно из колодца или пруда и пропускают ее через водо-хладагентный теплообменник в геотермальном тепловом насосе.После передачи тепла между забираемой водой и тепловым насосом вода сбрасывается обратно в колодец, в пруд или в дренажную канаву в зависимости от местных норм.

Этот тип заземления используется реже, но его можно использовать с меньшими затратами, если грунтовых вод много.

Установка с открытым контуром

Системы

с разомкнутым контуром являются самыми простыми в установке и успешно используются в течение десятилетий в областях, где это разрешено местными правилами.В этом типе системы грунтовые воды из водоносного горизонта направляются непосредственно из колодца в здание, где они передают тепло геотермальному тепловому насосу. После того, как вода покидает здание, она выбрасывается обратно в тот же водоносный горизонт через второй колодец, называемый сливным колодцем, расположенный на подходящем расстоянии от первого. При рассмотрении вопроса о разомкнутой системе следует консультироваться с местными должностными лицами по охране окружающей среды.

Поскольку в системах с открытым контуром вода используется «за один проход», их часто называют системами «насос-сброс».Производительность системы GSHP может со временем ухудшиться, если присутствуют проблемы с качеством воды (высокое содержание минералов или растворенных твердых частиц и т. Д.) Или если подача воды снижается по какой-либо причине.

Каковы размеры геотермальных контуров заземления?

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

Каков срок службы контура заземления?

Геотермальные контуры заземления могут прослужить 50+ лет — даже до 100 лет!

После установки подземный контур заземления будет постоянным приспособлением на участке до тех пор, пока есть здание, которое нужно обогревать и охлаждать.

Из какого материала изготавливаются контуры заземления?

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) и сшитый полиэтилен (PEXa) — единственные материалы, официально утвержденные для геотермальных систем замкнутого цикла Международной ассоциацией наземных тепловых насосов (IGSHPA).Полиэтилен, самый распространенный пластик в мире, используется в широком диапазоне применений, таких как упаковка пищевых продуктов, пластиковые бутылки и пакеты, лайнеры для бассейнов и, конечно же, геотермальные трубопроводы.

Полиэтиленовая труба долговечна, устойчива к коррозии и может выдержать даже повреждения в результате землетрясения, согласно данным Института пластиковых труб.

Dandelion Geothermal использует HDPE, пищевой пластик, который часто используется для изготовления молочных кувшинов.

Какая жидкость циркулирует по контурам заземления?

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

Dandelion Geothermal использует смесь воды и пропиленгликоля, пищевой нетоксичный антифриз, обычно используемый в качестве добавки в смеси для напитков, заправки, смеси для торта, безалкогольные напитки, попкорн, хлеб и молочные продукты.

Где Одуванчик берет воду, которая используется для заполнения системы контура заземления?

Для заполнения петли используем воду домовладельца. Это делается только один раз и требует умеренного количества воды.Одна и та же вода используется снова и снова в замкнутом контуре.

Могут ли геотермальные контуры заземления выйти из строя под землей или протечь?

Контуры заземления

HDPE чрезвычайно устойчивы к коррозии и химическим воздействиям, что означает, что нормальное (или ненормальное) движение воды и жидкостей под землей практически никогда не повредит им.

По завершении строительства весь узел трубопровода находится под давлением и проверяется на герметичность перед вводом в эксплуатацию. Это гарантирует отсутствие утечек в системе до запуска.

Однако в некоторых редких случаях они могут быть повреждены:

1. Механическая травма. Любая механическая работа, выполняемая в области петель, может повредить контуры заземления, особенно при сверлении глубоких отверстий для столбов.
2. Утечки из плохих сварных соединений. Это ошибка установки, при которой контуры заземления имеют «холодный предохранитель», но утюг не удерживался на фитингах достаточно долго.

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

Можно ли проехать по контурам заземления?

Да, их можно безопасно переехать, когда они закопаны в землю. Тем не менее, если грунт все еще мягкий после укладки, он не будет сильно уплотнен.

Пока земля не затвердеет, мы рекомендуем положить лист фанеры (или что-то подобное) поверх дорожки шины, чтобы распределить нагрузку от проезжающих по ней транспортных средств.

Можно ли сажать деревья над участком, где проложены контуры заземления?

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

1. Корневая система деревьев может врастать в петли .Отремонтировать или добавить систему трубопроводов без повреждения дерева может быть сложно.
2. Трубы морозильные. Учитывая температуру жидкости, на которую рассчитана система, возможно, что почва вокруг труб замерзнет. Это может негативно сказаться на дереве.

Узнайте у специалиста по геотермальной установке, на каком безопасном расстоянии можно устанавливать деревья рядом с контурами заземления.

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

Геотермальная установка сама по себе не должна оказывать значительного влияния на уровень радона в доме.Если у кого-то из домовладельцев есть опасения по поводу радона в своем доме, мы рекомендуем ему обратиться к специалисту по смягчению последствий.

Какой уровень обслуживания требуется для контуров заземления?

Контуры заземления

не требуют обслуживания и не требуют очистки или подзарядки.

Понимание заземления пациентов — Американское общество нейрофизиологического мониторинга

Заземление пациента — тогда и сейчас

Эндрю Голдштейн, BS, CNIM и Бретт Нетертон, MS, CNIM, FASNM

Текущие стандарты оборудования для мониторинга пациентов требуют использования изолированных входов для пациентов , включая заземление, чтобы свести к минимуму риск повреждения из-за непреднамеренных электрических токов.В 1970-х годах возросшая осведомленность о рисках поражения электрическим током побудила регулирующие органы разработать стандарты, в которых постепенно отказывались от заземления в точке подключения пациента, как это было для оборудования предыдущих поколений (UL 544 1972, IEC 601-1 1977, ANSI / AAMI SCL 1978). Тем не менее, многие методологические условности, связанные с использованием заземления, по-прежнему встроены в выполнение нейродиагностики. Как поле, мы должны удалить эти устаревшие условности из нашей практики и понять причины истинных преимуществ и ограничений.

Многие проблемы, возникающие при обсуждении земли, возникают из-за общего использования этого термина для обозначения нескольких связанных, но различных концепций. У нас есть заземление , заземление шасси, сигнальное заземление, изолированное заземление и техническое заземление . Обсуждение всех тонкостей различных типов заземления выходит за рамки данной заметки, поэтому мы сосредоточимся на заземлении и сигнальном заземлении. Эти две концепции являются наиболее важными при обсуждении вопросов электробезопасности и шума сигналов, которые, как правило, являются нашими основными проблемами в отношении заземления.

Заземление — это электрическая опора, подключенная к поверхности земли (см. Рисунок 1 ниже). В современной коммерческой и жилой проводке заземляющий контакт электрической розетки соединяется через проводку и / или конструкцию здания с проводником, физически погруженным в землю. Часто это трубы для водоснабжения, хотя есть некоторые вариации, поскольку использование пластиковых сантехнических элементов становится все более распространенным явлением. Когда-то все заземления в электрических приборах были привязаны к заземлению.Намерение состояло в том, чтобы разместить различные части оборудования с одинаковым потенциалом напряжения, избегая опасных токов, которые могут протекать между оборудованием (через пациента), когда встречаются разные напряжения. Заземление также способно отводить нежелательные электрические сигналы и уменьшать шум. Однако на практике земля создавала проблемы. Если все связано с одним и тем же заземлением, это означало, что если в заземляющем проводе возникнет разрыв, электрический ток найдет другой путь обратно к земле.Это было особенно опасно во влажной среде, что часто встречается в операционных, где была высокая вероятность того, что ток найдет более легкий путь к заземлению через пациента. Шумоподавляющая способность заземления также была нарушена, поскольку к заземляющему проводу было подключено больше устройств. Множественные результирующие токи, протекающие через землю, скорее вносят, чем снижают шум.

Рисунок 1

Для решения этих проблем была введена изоляция (см. Рисунок 2 ниже).Изоляция — это разрыв электрических путей между двумя частями цепи. Благодаря изоляции устраняется физическое и электрическое соединение с землей, что устраняет возможность прохождения токов в точку с более низким потенциалом (землю) через пациента. Несколько

В современном медицинском оборудовании существует

уровней изоляции, в результате чего отсутствует электрический путь между любым соединением пациента и заземлением. Полезно понимать, что, когда пациент больше не привязан (электрически связан) к земле, любые напряжения, присутствующие на пациенте, больше не стремятся направить токи на путь с наименьшим импедансом обратно на землю.Возможность возникновения опасных токов и контуров заземления, связанных с землей, больше не существует с современным оборудованием. Соединение пациента, помеченное как заземление на современном оборудовании для нейромониторинга, иногда обозначаемое как изолированное заземление , , более уместно называть заземлением сигнала , .

Рисунок 2

Сигнальное заземление не обладает высокой способностью к шунтированию, чем заземление. Размещение его на пациенте в зоне с высоким электрическим шумом не приведет к шунтированию или «заземлению» шума.Основная цель сигнального заземления — обеспечить опорный сигнал синфазного сигнала для так называемых активных и индифферентных электродов, которые составляют входы в канал усилителя. По этой причине сигнальное заземление должно быть размещено так, чтобы оно воспринимало те же шумовые сигналы, что и активный и индифферентный электроды, чтобы гарантировать оптимальное подавление шума.

Что это означает на практике?

Сигнальное заземление не влияет на электробезопасность. Кроме того, подключение любого отведения пациента (включая тот, который обозначен как «земля») к заземлению фактически создаст угрозу безопасности, поскольку это приведет к нарушению изоляции и восстановлению заземления в качестве точки отсчета.

Контуры заземления также следует рассматривать иначе, чем в прошлом. Заземляющий провод каждой изолированной цепи представляет собой отдельный объект, и наличие нескольких заземлений от отдельных цепей не приведет к возникновению контуров заземления. Однако наличие нескольких заземлений от одной цепи может вызвать проблемы с шумом, связанные с контурами заземления. Поскольку возможно иметь несколько изолированных цепей от одного и того же устройства, важно знать конфигурацию цепи, чтобы разместить соответствующие заземления.Например, некоторые распространенные 32-канальные системы IONM состоят из двух отдельно изолированных 16-канальных усилителей, каждый из которых имеет несколько мест для подключения заземления. Важно, чтобы заземляющий электрод был размещен для каждого усилителя , а также чтобы несколько заземлений не были подключены к одному и тому же усилителю.

Примечание. Эта статья изначально была опубликована в информационном бюллетене ASNM Monitor (июнь 2014 г.). Мы публикуем его в нашем блоге, чтобы предоставить членам ASNM удобный доступ к этому важному учебному материалу.Не стесняйтесь оставлять вопросы и комментарии.

Общие сведения о контурах заземления — Рекомендации по применению

---

Контуры заземления могут быть настоящей помехой в системах сбора данных HVAC, поскольку их трудно обнаружить. В большинстве случаев они не причиняют вреда, но могут вызвать непредсказуемые проблемы спустя годы после установки!

Что такое контур заземления?

Контур заземления образуется, когда между клеммами «заземления» на двух или более единицах оборудования имеется более одного токопроводящего пути.Проводящая петля образует большую рамочную антенну, которая легко улавливает токи помех. Чем больше петля, тем больше помех; если вы используете стальной каркас здания в качестве основания, то петля может быть такой же большой, как и все здание. Сопротивление заземляющих проводов превращает токи помех в колебания напряжения в системе заземления. Земля больше не стабильна; поэтому сигналы, которые вы пытаетесь измерить, относящиеся к этой земле, также нестабильны и неточны.

Символы земли

Наземная мифология

Универсальная концепция, которой преподают в технических школах и инженерных колледжах, заключается в том, что «земля» всегда имеет нулевое напряжение, может бесконечно поглощать электрический ток и мгновенно безвредно рассеивать ток. Однако идеальная почва — это лабораторная абстракция, которой не существует в реальном мире.

Настоящее заземление — это проводник, поэтому между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току. Это сопротивление может изменяться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных.Сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Большие токи, проходящие через землю, вызовут падение напряжения в проводниках заземления, и потребуется время, чтобы рассеяться.

Департамент сельскохозяйственной инженерии Университета штата Мичиган измерил сопротивление заземления на подъездах к электросети и обнаружил, что на территории здания может изменяться напряжение до 2 вольт. Фактически, Национальный электротехнический кодекс (NEC) допускает изменение заземления до 2,5% от напряжения параллельной цепи или 3 В RMS для цепи 120 В переменного тока (дополнительную информацию о штате Мичиган см. Ниже в разделе «Ссылки».исследование и код NEC).

Понимание того, что идеального заземления не существует в реальном мире, является первым шагом к устранению помех контура заземления, когда они возникают. Если вы помните, что каждое заземление в здании имеет разный и произвольный «нулевой» потенциал, то вы можете спроектировать надлежащие системы заземления.

Если основания настолько ошибочны, зачем вообще заземление?

Земля необходима по двум причинам: безопасность и безопасность.

Статья 250 NEC устанавливает, что изолированные вторичные обмотки понижающих распределительных трансформаторов должны быть заземлены на входе в здание.Земля представляет собой медный стержень, вбитый как минимум на 8 футов в землю. NEC требует, чтобы конструкционная стальная рама, водопроводные трубы и другие крупные металлические предметы были соединены с землей входа в здание. Если изоляция провода выходит из строя или провод непреднамеренно отсоединяется и соприкасается с металлическим предметом, большие токи короткого замыкания протекают от распределительного трансформатора к земле. Эти чрезмерные токи размыкают плавкие предохранители и автоматические выключатели, предотвращая нахождение оборудования под более высоким потенциалом, чем у ближайшей раковины или строительной конструкции.Если заземление в распределительном щитке по какой-либо причине отключается, то заземление на входе электропитания здания на трансформаторе обеспечивает протекание чрезмерного тока короткого замыкания, размыкая предохранители и автоматические выключатели. Защита здания от огня и находящихся в нем людей от поражения электрическим током является основной функцией системы заземления распределения электроэнергии.

Вторая проблема безопасности заключается в том, чтобы поддерживать оборудование в пределах его нормального рабочего диапазона напряжения. Большинство современных прямых цифровых контроллеров (DDC) будут работать правильно без заземления где-либо.Единственная загвоздка в том, что незаземленное оборудование может накапливать большие статические заряды из-за утечки изоляции. Первый человек, который подходит и касается оборудования, получает очень неприятный шок. Если статический заряд становится достаточно высоким, он разряжается до ближайшего проводника с более низким потенциалом. Мгновенные токи разряда могут достигать нескольких тысяч ампер и разрушать электронные компоненты системы. Заземление системы позволяет зарядам рассеиваться без повреждений.

Помехи сигналам от контуров заземления

Контуры заземления позволяют электрическим и магнитным помехам создавать источники напряжения шума.Эти источники напряжения добавляют к измеряемому сигналу и неотличимы от правильного сигнала. Контроллер, не зная, что он считывает неправильное значение, выполняет неправильное управляющее действие. Это может создать неудобные условия для пассажиров. Он также может приводить в движение механическое оборудование, вызывая преждевременный износ оборудования.

Помехи сигналам от магнитной индукции

Основными источниками этих шумов являются магнитная индукция и дисбаланс грунта.

Любая петля из проводящего материала образует однооборотный трансформатор, если присутствует магнитное поле, и магнитные поля возможны везде, где используется напряжение переменного тока. Магнитные поля создаются переменным напряжением, текущим по проводу, двигателями или люминесцентными лампами. В цепях очень низкого уровня оборванные провода, движущиеся в магнитном поле земли, могут даже вызвать проблемы. Магнитное поле заставляет ток течь в петле из проводящего материала, а сопротивление петли создает напряжение из этого тока.

Чем сильнее магнитное поле или чем выше частота магнитного поля, тем сильнее протекает ток. Закон Ома гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению. Таким образом, чем больше ток, тем больше источник шума напряжения.

На левом рисунке ниже показан контур заземления под действием магнитного поля. Магнитное поле заставляет электрический ток течь в контуре заземления. Сопротивление контура преобразует ток в источник напряжения между входом заземления контроллера и клеммой заземления датчика, как показано на правом рисунке ниже.

Контур заземления в магнитном поле (вверху слева) и напряжение датчика и напряжение контура заземления (вверху справа)

Помехи сигналам из-за дисбаланса грунта

Электрические нагрузки могут варьироваться в зависимости от здания, создавая различные токи в системе заземления. Если в системе заземления протекает большой ток и датчик помещен в цепь с заземлением, которая также имеет контур заземления, то к сигналу добавляется разница напряжений между двумя точками заземления.
На рисунке ниже слева показан источник тока повреждения, подающий ток в систему заземления. Если, как в исследовании штата Мичиган, напряжение в системе заземления составляет два вольта, то к сигналу датчика добавляется напряжение повреждения в два вольта, как показано на рисунке ниже справа.

Дисбаланс заземления (слева), напряжение датчика и напряжение контура заземления

Закрытие

Контуры заземления могут сделать лучшую систему управления неэффективной. Если вы считаете, что контуры заземления могут вызывать проблемы с вашей системой HVAC / R, позвоните своему представителю BAPI или загрузите примечание по применению BAPI: Избегайте контуров заземления с нашего веб-сайта по адресу www.bapihvac.com

Список литературы

ANSI / NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс 2002 — Национальная ассоциация противопожарной защиты
Стратегии строительства для минимизации паразитного напряжения на молочных фермах, Университет штата Мичиган
Генри Отт, Методы снижения шума в электронных системах, 2-е издание, Wiley and Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк , 1988

Michigan State Univ. Исследование и код NEC

Департамент сельскохозяйственной инженерии Университета штата Мичиган измерил сопротивление заземления на входах в электрические сети и обнаружил:
«Если заземляющий стержень сервисной панели вбить на 8 футов во влажную землю, которая не является настоящим песком, сопротивление между заземляющим стержнем и землей может быть всего 20 Ом.Предположим, что когда в здании используется питание, одна десятая ампера нейтрального тока течет на землю через заземляющий стержень. Основной электрический закон, называемый законом Ома, гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению. Умножение тока заземляющего стержня (0,1 ампера) на сопротивление заземляющего стержня (20 Ом) дает 2 вольта. Если один щуп вольтметра касается заземляющего стержня, а другой щуп вольтметра вдавливается в землю настолько далеко от заземляющего стержня, насколько дотянут провода, измеритель будет показывать примерно 2 вольта.”

Код NEC

Национальный электротехнический кодекс (NEC) также не помогает решить эту проблему. Статья 250 NEC требует, чтобы параллельные цепи заземлялись до ближайшего местного заземления здания, где бы в здании ни находились панели ответвительных цепей. Цифры в статье 250 показывают заземление на строительную сталь. Как указано в статье штата Мичиган, «территория» здания может варьироваться в зависимости от их измерений на величину до 2 вольт. Статья 647.4 (D) NEC (статья 647 называется «Чувствительное электронное оборудование») позволяет изменять заземление максимум в 2 раза.5% от напряжения параллельной цепи или 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока.

---

Версия этого документа в формате pdf для печати

Геотермальные петли Варианты: MNGHPA

Геотермальные тепловые насосы, Миннесота, обычно разрабатываются для более строгих требований северного отопления с холодным климатом — с дополнительным высокоэффективным летним охлаждением. Геотермальный контур заземления 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 отбрасывается для обеспечения охлаждения летом с использованием подземной системы трубопроводов, которая обычно состоит из полиэтилена высокой плотности (HDPE) определенного размера и количества. змеевики труб, заполненные водным раствором антифриза, который циркулирует между GHEX и тепловым насосом, где происходит обмен тепла.

Даже в разгар зимы температура на глубине 6-8 футов под землей в Миннесоте остается стабильной 46-52 градуса.F. Это движущий принцип экономической выгоды от геотермальной энергии. Однако, вопреки распространенному мнению, температура грунта непосредственно вокруг захороненного GHEX обычно не остается постоянной. Поскольку тепло отбирается зимой и отводится летом, сезонные колебания температуры грунта в пределах поля непосредственной петли обычно составляют от 32 (мороз) до 75 градусов. F. по дизайну. Это одна из причин, почему внутри системы используется антифриз, обычно метаноловый спирт или пропиленгликоль.

Система с разомкнутым контуром, в которой не используются заглубленные «замкнутые» трубопроводы, а, скорее, прокачивается обычная скважинная вода через GHP, а затем сбрасывается обратно в элементы после использования тепла от нее, на самом деле выигрывает от большего постоянная температура грунта круглый год, в частности, температура воды в колодце.

Ни один конкретный тип контура не обязательно лучше другого: тип, размер и конструкция GHEX определяются большим количеством факторов, включая размер собственности, деревья, ландшафтный дизайн, геологию участка, фактические требования к отоплению и охлаждению и относительные затраты на установку. .Ниже приведены некоторые примеры.

ПРИМЕЧАНИЕ. Вопросы, касающиеся ухудшения состояния собственности, зонирования и ограничений водно-болотных угодий для геотермальных грунтовых теплообменников, всегда следует направлять в конкретный регулирующий орган, имеющий юрисдикцию.

ЗАМКНУТЫЕ КОНТУРНЫЕ СИСТЕМЫ

КОНТУРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ОТКРЫТОМ:

Системы теплообмена грунта с горизонтальной выемкой или траншеей требуют наибольшей площади поверхности для подземных замкнутых систем GHEX, но они обычно являются наиболее экономичным вариантом с первоочередной стоимостью по сравнению с системами с вертикальным или горизонтальным бурением.Из-за того, что обычно требуются обширные раскопки, доступное пространство обычно является ограничивающим фактором. Мелкая скала также может быть сложной задачей.

«Оригинальный» горизонтальный GHEX состоял из одной петли трубы, заглубленной внутри длинной узкой траншеи на некоторой глубине под землей. По этой трубе вода циркулировала к тепловому насосу и от него, извлекая или отводя тепло геотермально, 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 разработать более короткий контур, что потенциально снизило затраты на установку.

Вскоре было обнаружено, что укладка более длинной одиночной трубы туда-сюда на разной глубине внутри еще более короткой траншеи еще больше снижает требования к пространству и стоимости без обязательного ущерба для геотермальных мощностей. Путем объединения нескольких контуров труб параллельно на едином консолидированном трубопроводном коллекторе можно также реально получить системы с большей пропускной способностью.

Эти развивающиеся подходы были в первую очередь направлены на максимизацию производительности системы при минимальных затратах на пространство и установку, и они заложили практическую основу для подхода к проектированию и установке GHEX с горизонтальной выемкой и по сей день — с широким диапазоном вариаций.

Миннесота Соображения: В Миннесоте обычно нецелесообразно использовать траншеекопатель для рытья горизонтальных петель. В климате, где глубина мороза достигает 4-7 футов, горизонтальные трубопроводные системы GHEX лучше укладывать на дно более широкой траншеи, вырытой машинами, или открытого карьера, вырытого как минимум на два фута ниже самого глубокого ежегодного мороза. Раскопки открытым способом часто выбираются в почвах, где может произойти обрушение внутри более узкой траншеи (например, шириной ковша), что может серьезно затруднить работу.Чтобы свести к минимуму затраты на выемку грунта и сэкономить пространство с ограниченным ущербом для производительности системы, в горизонтальных конструкциях GHEX обычно используются трубы большей длины, скрученные в более плотные массивы, на меньшей площади, занимаемой выемкой грунта, чем обычно требуется для одной прямой трубы.

Как правило, количество отдельных бухт труб, используемых в узле GHEX, будет таким же, как и номинальная тонна грузоподъемности GHP, то есть 6-тонный тепловой насос будет использовать 6 змеевиков одинаковой длины в GHEX.Одна катушка на траншею — это практическое правило. Катушки соединены параллельно на общем коллекторе подачи / возврата (коллекторе). В более крупных системах не более 10 катушек обычно используют один и тот же заголовок перед разделением общего количества катушек между двумя — за некоторыми исключениями. Диаметр трубы HDPE, используемой для бухт, обычно составляет 3/4 дюйма или 1 дюйм, причем больший диаметр используется для коллекторов.

Траншеи обычно вырывают от 6 до 8 футов глубиной и до 150 футов в длину (обычно 100 футов) с общей траншеей коллектора, общей для всех.Катушки с трубами длиной от 500 до 800 футов каждая, в зависимости от конструкции, используются для каждого бухты траншеи. Иногда их раскатывают вперед-назад по всей длине траншеи несколько раз линейно, равномерно, как «беговую дорожку»… или раскладывают, как колода карт, от одного конца траншеи до другого по радиальному закону. «Обтягивающая» мода. В любом случае оба конца трубы змеевика наматываются на одном конце траншеи для установки коллектора. Расстояние между змеевиками и количество прогонов определяется конструкцией.

В открытых карьерах площадь выемки грунта и размещение рулонов имеют тенденцию быть более консолидированными, чем с разнесенными траншеями. Глубина остается примерно такой же, но открытые раскопки часто обеспечивают большую гибкость в соответствии с нестандартными формами и размерами участков. Площадь выемки грунта составляет примерно 400-500 кв. Футов на тонну в Миннесоте, в зависимости от требований к площади и почвенных условий.

Для оптимальной теплопередачи насыщенные или даже влажные почвы, часто встречающиеся в более низких областях, более предпочтительны, чем сухие.В более сухих почвах увеличение проектной длины контура и / или расстояния часто может компенсировать более низкую скорость теплопередачи. То же самое можно сделать и с установкой водяной системы трубопроводов, расположенной непосредственно над змеевиками GHEX, куда может периодически отводиться дождевая или поверхностная вода. Такие соображения обычно относятся к конкретным условиям, имеющимся на каждом участке.

СИСТЕМЫ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ОТВЕРСТИЕМ :

Для подземных систем теплообмена с вертикальным бурением требуется наименьшая площадь поверхности для подземных замкнутых систем GHEX.Как правило, они являются самыми дорогими из всех вариантов с обратной связью, но иногда являются единственно возможными в зависимости от доступного пространства, геологии площадки и требований к конструкции системы. Хотя вертикальные конструкции GHEX могут широко варьироваться, общее практическое правило заключается в использовании одной скважины на каждую номинальную тонну GHP, пробуренной на глубину от 150 до 250 футов, с расстоянием между скважинами от 15 до 25 футов. Возможна большая глубина бурения, чтобы уменьшить количество (или расстояние) скважин… и более короткие скважины в большем количестве могут использоваться, если этого требуют более мелкие условия бурения.

Чаще всего одиночная петля трубы с U-образным изгибом на конце размещается по длине каждой скважины, которая затем заполняется снизу вверх специальным раствором для повышения проводимости и защиты от эрозии водоносного горизонта. Также возможно использование нескольких U-образных труб на одно отверстие, если требуется дополнительная теплоемкость из-за определенных ограничений площадки. Каждая вертикальная труба затем соединяется с горизонтальной системой трубопроводов коллектора, которая заглублена на глубине от 6 до 8 футов под землей с подводящими и обратными трубами к и от GHP.

В Миннесоте правильные размеры, дизайн и установка имеют решающее значение для вертикальной производительности GHEX и сезонного восстановления поля контура… особенно в северных приложениях с гидроэнергетикой GHP «только для тепла», где исключение летнего геотермального охлаждения — часто по конструкции — не позволяет отвод тепла обратно в контурное поле между отопительными сезонами. Кроме того, при бурении скальных пород закон Миннесоты требует, чтобы к каждой скважине вдоль любой «рыхлой» покрывающей породы (грунта) между коренной породой и поверхностью применялась постоянная обсадная труба.В то время как обсадная колонна не требуется в неконсолидированных пластах , а только в пластах , глубина до коренной породы часто может стать причиной или нарушить проект с вертикальным бурением из-за стоимости.

ГОРИЗОНТАЛЬНО-СВЕРЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ :

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

Требуемая минимальная длина составляет примерно 225 футов U-образной петли на номинальную мощность 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 складывать их вертикально (например,г., на горизонтальной глубине 15, 30 и 45 футов). На более крупных объектах, где можно пробурить гораздо более длинные скважины с ГНБ, можно использовать меньшее количество скважин для достижения достаточной геотермальной мощности.

Одним из преимуществ систем с горизонтальным сверлением по сравнению с другими методами является то, что их можно устанавливать под конструкциями, лужайками и садовыми препятствиями, игровыми полями и т. Д., Не нарушая существующие конструкции. Это часто обеспечивает доступ к участкам теплообмена грунта, которые иначе были бы недоступны.Системы с горизонтальным бурением также могут быть установлены с меньшими затратами в областях, где глубина до скальной породы небольшая, а экономичность бурения в скале или бурения неглубоких скважин, чтобы оставаться над скалой, делает систему с вертикальным стволом более непомерно затратной.

ПРУД И ОЗЕРО ПЕТЛИ:

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, где есть такие доступный ресурс.Подобно подземной системе с замкнутым контуром, контур водоема использует «затопленную» замкнутую систему трубопроводов, по которой циркулирует водный раствор антифриза для осуществления теплообмена между теплообменником геотермального пруда (PHEX) и тепловым насосом.

Петля пруда может быть спроектирована и построена по-разному, но основной принцип остается неизменным для всех: вода в ее «самом тяжелом» состоянии составляет 39 градусов. F. и имеет тенденцию отдыхать в собственном изолированном температурном слое внизу в течение всего года.Здесь идеально расположен PHEX. Зимой, так как отводится тепло от 39 град. вода вокруг витков петли, вода охлаждается и поднимается вверх за счет собственного конвективного потока вверх к поверхности. Это привлекает «свежую» окружающую среду на 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 систем прудов используются те же материалы, что и трубы HDPE, которые используются для контуров заземления; однако требования к длине трубы на номинальную тонну, как правило, значительно короче, и змеевики обычно могут быть сконфигурированы более компактно, чем в подземных системах.В некоторых случаях заводские мотки труб просто снабжены промежуточными прокладками между слоями труб, чтобы обеспечить конвективный поток воды между ними. Иногда катушки свободно разложены внутри какой-то изолирующей оболочки или «клетки», построенной из материала оцинкованной проволочной сетки… или они просто разложены на плоской поверхности в виде консолидированного узкого массива. В каждом случае PHEX обычно строится на берегу, каким-то образом слегка утяжелен (воздух внутри змеевиков труб должен поддерживать их умеренную плавучесть), плавает в пруду и опускается во время заполнения системы.Затем трубопроводы подающего и обратного коллектора закапываются в траншею под слоем льда от пруда до здания.

Варианты конструкции PHEX включают использование медных трубок (вместо HDPE) и модульного типа «пластинчатого» теплообменника из нержавеющей стали, который изготавливается специально. В Стране 10 000 озер также можно подать заявление на получение специального разрешения через Миннесотский региональный округ для строительства и размещения геотермального «теплообменника озерной энергии»… но только в том случае, если на участке нет других вариантов геотермальной петли.

Правильная конструкция контура, а также требования к размеру и глубине водоема зависят от каждого случая применения; Следует проконсультироваться только с квалифицированным и опытным проектировщиком или подрядчиком геотермальной энергии, начиная с вопроса о том, достаточно ли подходит пруд для работы в качестве источника геотермального тепла. Правильно спроектированная и установленная система пруда обычно может снизить затраты на установку с обратной связью, повысить производительность системы и предложить привлекательный эстетический компонент, который не может обеспечить контур заземления.Но неадекватная конструкция контура пруда может привести к массовой деградации температуры и термически устойчивому налипанию льда вокруг змеевиков PHEX, потенциально делая систему полностью неработоспособной в течение всего периода зимы.

СИСТЕМЫ ОТКРЫТОГО КОНТУРА

В системах с открытым контуром

, обычно называемых насосно-откачивающими системами, в качестве источника тепла для системы геотермального теплового насоса (GHP) используется обычная вода из колодцев. Подземный теплообменник с замкнутым контуром заземления (GHEX) фактически не используется. Установка часто бывает такой же простой, как установка тройника непосредственно в имеющуюся водопроводную трубу в подвале и водопровод до GHP … затем проложить оттуда сливную трубу в какое-либо место на участке, где «использованная» геотермальная вода может быть сброшена напрямую. в дренажную канаву, плитку или пруд.Более крупные жилые или коммерческие системы могут быть немного более сложными, но принцип остается неизменным для всех: тепло извлекается (или отводится) непосредственно в (или из) скважинную воду во время работы GHP.

За счет исключения затрат на материалы и установку GHEX, системы с разомкнутым контуром обычно имеют значительное преимущество по первоначальной стоимости по сравнению с системами с замкнутым контуром. Они также имеют тенденцию работать с более высоким КПД, чем замкнутые контуры в Миннесоте, из-за более высоких температур воды на входе во время работы GHP зимой и более низких температур летом.Мощность скважины, скорость извлечения, температура и качество, а также возможности сброса воды на площадке являются общими ограничивающими факторами. Для удаления минеральных отложений также может потребоваться периодическая промывка внутреннего водяного змеевика GHP с обратной промывкой.

Соображения Миннесоты: С Департаментом здравоохранения Миннесоты (DOH) и Департаментом природных ресурсов (DNR) следует консультироваться по всем вопросам, касающимся колодезной воды и водопользования, связанных с системами с открытым контуром. Ниже приведены некоторые основные соображения:

Из-за относительно высоких объемов водопотребления во время пиковой сезонной работы системы разомкнутого контура, в некоторых районах может возникнуть озабоченность в связи с опусканием местного водоносного горизонта; это может вызывать меньшее беспокойство в других странах, где водоносный горизонт может быть более жизнеспособным или где сбросная вода может быстро возвращаться в него.Местные подрядчики по бурению скважин и официальные лица Министерства здравоохранения обычно очень помогают в определении этого.

Системы меньшего размера для жилых домов в Миннесоте обычно соответствуют установленным в настоящее время лимитам водопользования в 10 000 галлонов. в день и 1 000 000 галлонов. в год без разрешения. Любая система, превышающая эти пределы, требует подачи заявления в DNR для получения специального разрешения на водопользование. Также запрещен сброс грунтовых вод непосредственно в общественные поверхностные воды; но разрешен сброс непосредственно на поверхность земли — как в случае с дождевальными системами лужайки — или сброс в частный водоем, подземную дренажную плитку или пласт для выщелачивания (не глубже 15 футов).).

Одной из разновидностей системы откачки и откачки, которая также разрешена в Миннесоте, является система, которая перекачивает воду непосредственно из озера или большого пруда, а затем сбрасывает ее обратно во время работы обогрева и охлаждения GHP. Однако качество воды в озере и, в частности, холодная зимняя температура воды накладывают некоторые ограничения на такие применения в северном климате.

Скважины обратной закачки: Хотя это потребует дополнительных затрат на установку, можно получить отклонение для отдельной скважины, которая будет пробурена с целью обратной закачки воды обратно в тот же водоносный горизонт, из которого она была первоначально забрана.Это может быть единственный вариант, доступный на участках, где нет других возможностей выписки.

Скважины с постоянной колонной: В Миннесоте (хотя и с неоднозначными результатами) в некоторой степени используется скважина обратной закачки с постоянной колонной, в которой используется коаксиальная система теплообмена внутри одной скважины с бытовой водой. Вода забирается со дна скважины через «стоячую» термостойкую трубу и повторно закачивается обратно в кольцевое пространство между трубой и поверхностью скважины, где может происходить теплообмен, поскольку вода возвращается обратно на забой. во время работы GHP.Этот тип системы ограничен в основном твердыми горными породами и требует точной инженерии. Это может быть единственный вариант в некоторых обстоятельствах, когда доступное пространство и возможности поверхностного сброса полностью ограничены, и иногда это рассматривается как последнее средство.

__________

Некоторые материалы заимствованы из Руководства по проектированию и установке наземного теплового насоса для жилых и легких коммерческих помещений IGSHPA ; Remund, et. др., Государственный университет Оклахомы, Стиллуотер, 2009.

Геотермальные тепловые насосы: стоимость и установка

Перед установкой любой новой системы отопления или охлаждения в доме необходимо провести переоценку и снизить энергетическую нагрузку дома. Более энергоэффективный дом не только снизит стоимость новой системы и счетов за коммунальные услуги, но и значительно повысит комфорт вашего дома. Перед тем, как спроектировать и установить какие-либо системы, мы планируем домашний энергоаудит, в ходе которого энергоаудитор порекомендует улучшения и сделает оценку затрат и экономии энергии за счет этих улучшений.Основные улучшения обычно включают добавление изоляции и мер по герметизации воздуха. Energy Environmental Corporation работает с несколькими квалифицированными домашними аудиторами Energy Star и специалистами по установке и может порекомендовать их. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения ссылок.

Геотермальные тепловые насосы могут быть легко интегрированы с существующими системами, такими как традиционное воздушное или лучистое отопление пола, или могут быть установлены в новом здании. Для систем с принудительной подачей воздуха потребуется тепловой насос «вода-воздух», в то время как для водяных систем лучистого отопления потребуются тепловые насосы «вода-вода».Размер геотермального теплового насоса и размер необходимого контура заземления зависят от требований к отоплению и охлаждению вашего дома и имеют решающее значение для обеспечения эффективности и производительности системы. Емкость геотермальных систем измеряется в тоннах. Как правило, 3-тонная установка должна быть достаточной для среднего дома, но размер дома, потребности в отоплении и охлаждении, местная геология и почва, а также наличие земли — все это факторы, которые будут влиять на правильный размер для вашего конкретного дома. Energy Environmental Corporation имеет опыт установки геотермальных тепловых насосов и может помочь вам правильно определить размер системы.

Закон о восстановлении экономического стимула от 2009 года снял ограничения с бытовых геотермальных тепловых насосных систем. Теперь домовладельцы могут получить федеральную налоговую льготу в размере 30% от стоимости квалифицированной геотермальной системы теплового насоса. См. Наши расценки на систему для получения дополнительной информации.

Проектирование и установка геотермальных систем не являются проектами, выполняемыми своими руками, и поэтому требуют услуг профессионала. Кроме того, интеграция систем геотермального обмена с другими системами в доме требует специальных знаний.Цена геотермальной системы отопления варьируется в зависимости от типа петлевой системы, обычно вертикальной или горизонтальной. В среднем, установка типичного дома площадью 2500 квадратных футов с тепловой нагрузкой 60 000 БТЕ и охлаждающей нагрузкой 60 000 БТЕ будет стоить от 20 000 до 25 000 долларов. Это примерно вдвое больше, чем у обычных систем отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, но геотермальные системы отопления / охлаждения могут снизить счета за коммунальные услуги на 40–60%.

Срок окупаемости системы может составлять 2-10 лет, а срок службы системы может составлять 18-23 года, что почти вдвое больше, чем у обычной системы.Кроме того, системы возобновляемых источников энергии увеличивают стоимость вашего дома. В США предусмотрены налоговые льготы за повышение энергоэффективности, включая 30% федеральный налоговый кредит, и многие государственные и коммунальные компании предлагают льготы. Посетите базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности по телефону www.dsireusa.org , чтобы найти стимулы в вашем районе.

Из-за первоначальной стоимости установки геотермальных систем с тепловым насосом финансирование этих систем является очень распространенным явлением. Ежемесячные платежи для финансирования геотермальной системы очень разумны и могут фактически сэкономить деньги домовладельца, как только система будет установлена.Ниже приведены два примера финансирования. Для получения дополнительной информации, включая информацию о льготах и ​​стоимости интегрированных систем, посетите нашу веб-страницу о ценах на системы.

Пример 1
Стоимость проекта: $ 25 000
Скидка / авансовый платеж: 5000 долларов
Сумма финансирования: 20 000 долл. США
Процентная ставка: 7,99%
Срок: 240 месяцев
Оплата: $ 166.00

Пример 2
Стоимость проекта: 15 000 долларов США
Скидка / авансовый платеж: $ 0
Сумма финансирования: 15 000 долл. США
Процентная ставка: 8.99%
Срок: 180 месяцев
Оплата: $ 142,50

Вернуться на:

Как работают геотермальные тепловые насосы
Типы контуров заземления
Преимущества и эффективность геотермальных тепловых насосов

GHEX Строительство скважин

Земляной теплообмен (GHEX) Бурение скважин

Геотермальные тепловые насосы (иногда называемые GHEX, GeoExchange, земные, наземные или водные тепловые насосы) в течение нескольких десятилетий использовались в Айове, чтобы помочь жителям Айовы использовать естественные тепловые свойства, существующие в их имущество.

Системы теплообмена с грунтовым источником (системы GHEX) используют постоянную температуру земли в качестве обменной среды вместо наружного воздуха или источника воды из колодца для поддержания постоянной температуры. Система GHEX использует это преимущество за счет обмена теплом между домом или офисом и землей за счет использования ряда контуров теплообменника грунта. Это позволяет системе отопления и охлаждения работать с очень высокой эффективностью, используя небольшое количество электроэнергии.

В Айове есть четыре основных типа геотермальных систем теплообмена.Три из них: горизонтальная петля, вертикальная петля и петля пруд / озеро являются замкнутыми системами. Каждая из этих систем использует жидкий теплообменник, который циркулирует в петле трубопровода, помещенного либо в скважину в земле, либо в большом водоеме. Жидкий теплообменник используется для обмена теплом с землей или водоемом.

Четвертый тип системы на самом деле представляет собой систему теплообмена с источником воды и называется системой с открытым контуром. В этом варианте используется одна или несколько колодцев для подачи воды, чтобы откачивать грунтовые воды из земли и пропускать воду через теплообменник внутри здания.Вода, подвергшаяся тепловому изменению в процессе, затем помещается на поверхность земли для поглощения и испарения или может быть помещена обратно в тот же водоносный горизонт через одну или несколько дополнительных водяных скважин.

Тип системы, которую вы устанавливаете, будет зависеть от подрядчика, размера приложения, почвенных и геологических условий площадки, доступной земли для размещения системы и местных условий площадки, которые могут ограничить площадку для бурения скважин, например площадей. загрязнения, местные постановления, ограничивающие или запрещающие бурение, или сервитуты.

Все системы с замкнутым контуром глубиной 20 футов и более, а также все системы с открытым контуром требуют выдачи разрешения на строительство частной скважины до того, как начнется бурение, рытье траншей или бурение. В Айове замкнутые системы GHEX в настоящее время составляют 25% выданных разрешений на строительство частных скважин. Эти системы требуют, чтобы установка выполнялась сертифицированным подрядчиком по строительству скважин и с использованием определенных строительных стандартов. В зависимости от фактического места бурения могут быть введены дополнительные требования, чтобы помочь управлять хрупкими геологическими условиями, ограничить локальное загрязнение и защитить водоносные горизонты питьевой воды в штате.

Скважины с замкнутым контуром требуют минимального отступления от других скважин и источников загрязнения. Текущие неудачи можно найти по следующей веб-ссылке: Веб-ссылка на неудачи скважин GHEX.

Требования к теплоносителям

Все теплоносители, используемые в контурах заземления, должны соответствовать требованиям безопасности грунтовых вод, как указано в главе 49.29 (5) административного кодекса штата Айова 567. По сути, в качестве жидкости требуется пропиленгликоль фармацевтического или пищевого качества.Кроме того, все добавки к теплоносителю, необходимые для продления срока службы жидкости или ограничения коррозии, должны быть сертифицированы как безопасные по стандарту NSF 60. Никогда не используйте этиленгликоль (обычная жидкость для автомобильных радиаторов) или другие неутвержденные жидкости или добавки в системе контура заземления, поскольку он представляет опасность для грунтовых вод, которую необходимо устранить за счет владельцев контура. Если вы подозреваете, что вашей системе требуются жидкости / антифриз, обратитесь к авторизованному поставщику системных услуг, так как добавление неправильной жидкости в систему приведет к необходимости полной промывки системы и замены жидкости, а также к затратам на ремонт, которые могут достигать нескольких тысяч долларов.

---

Перед планированием проекта GHEX и началом бурения скважин GHEX

Для вас, отдела и бурильщика важно знать, можно ли пробурить предлагаемую площадку скважины GHEX для установки контуров GHEX. Несмотря на то, что все объекты в нашем штате имеют потенциал для правильного функционирования петлевых скважинных систем GHEX, в вашем районе есть много участков, которые не следует бурить из-за уже существующих условий, таких как загрязнение на месте.

Одним из примеров является то, что ваша собственность находится рядом с одной или несколькими общественными водопроводными скважинами. Если у вас есть общественная водопроводная скважина в пределах 400 футов от вашей собственности, вам может быть сложно установить системы GHEX из-за требуемых федеральным правительством перебоев между коммунальными водозаборными скважинами и частными буровыми работами. Кроме того, некоторые сообщества могут не разрешать установку скважин GHEX из-за местных соглашений, постановлений или других ограничений.

Дополнительными примерами являются сайты, которые в настоящее время используются или исторически использовались в различных отраслях.Айова имеет долгую историю промышленного роста, технологических достижений и прогресса. Такой рост невозможен без использования сырья, химикатов и топлива, необходимых для промышленности — вещей, которые являются потенциальными загрязнителями. Одна из распространенных проблем, с которыми мы сталкиваемся при просмотре отдельных участков, заключается в том, что участок содержит некоторую форму загрязнения, которая может ограничиваться площадью участка или, возможно, даже выходить за пределы границ собственности и на близлежащие объекты. Когда это происходит, трудно найти место, где загрязнение не представляет угрозы для грунтовых вод и / или трубопроводов, используемых в системах GHEX.

Вот некоторые из ситуаций, которые могут ограничить бурение на вашем сайте:

• Резервуары для хранения жидких углеводородов — протекающие участки резервуаров или районы предполагаемых или известных разливов. Автозаправочные станции, станции хранения и перевалки топлива, железнодорожные стрелочные переводы и т. Д.
• Свалки и свалки как в частной, так и в общественной собственности.
• Промышленные и машинные районы — даже если работы больше не ведутся. Заводы, производство электроэнергии, железнодорожные станции и т. Д.
• Производство черных и цветных металлов, включая литейное производство, изготовление и нанесение металлических покрытий.
• Инфраструктура очистки сточных вод, например отстойники, хранилища ила и области применения и т. Д.
• Агрохимия и промышленные химические производства, зоны смешивания, хранения и погрузки.
• Области бытового обслуживания, такие как химчистки, автосервис, ремонтные и кузовные мастерские, службы пестицидов и т. Д.
• Любой сценарий, при котором может присутствовать загрязнение из-за производства, хранения и транспортировки товаров.
• Местные постановления, ограничивающие бурение в пределах сообщества.

Все предлагаемые площадки GHEX, которые могут содержать загрязняющие вещества, требуют более тщательной проверки и плана строительства. Бывают даже случаи, когда бурение вертикальных скважин не может быть вариантом из-за типа и степени загрязнения собственности или прилегающих участков вблизи того места, где предполагается бурение. Если в этих сценариях не проводится подробный анализ, затраты на установку, неудобства и обязательства возрастают как для владельца собственности, так и для бурового подрядчика, что в конечном итоге может привести к увеличению требований к мониторингу, штрафам и связанным с ними расходам на очистку.Важно помнить, что система GHEX может быть не самым экономичным долгосрочным решением на объекте, который требует тщательного анализа, значительно повышенных строительных стандартов, требований постоянного мониторинга и сомнительной долговечности трубопроводов системы при воздействии загрязняющих веществ.

Владелец собственности несет ответственность за инициирование процесса проверки участка и работу со специалистом по подземным водам и отделом для определения фактических рисков бурения в предполагаемом месте.Могут быть объекты недвижимости, которые не смогут использовать системы GHEX из-за уже существующих проблем загрязнения площадки.

Переменная геологии карста
Еще одним фактором, который необходимо учитывать при получении разрешения на строительство и размещении полей петлевых скважин GHEX, является геология карста. Для карстовых участков могут применяться дополнительные требования до получения разрешения на строительство. В целом карстовые участки требуют применения более строгих стандартов строительства, чтобы гарантировать, что поверхностные воды низкого качества и неглубокие грунтовые воды не попадут в более глубоко защищенные источники питьевой воды.

Дополнительные стандарты могут включать более подробное обследование и анализ площадки, геологическое исследование и профилирование, установку испытательных скважин для сбора и интерпретации геологической информации и информации о водоносных горизонтах, гидрогеологическое моделирование, увеличение количества неудач из-за источников загрязнения, установление определенного минимума строительства и цементации. стандарты, адаптированные к геологии и гидрологии, присутствующей на строительной площадке, и использование долгосрочного мониторинга для наблюдения за оседанием грунта и загрязнением грунтовых вод.

При рассмотрении общей защиты, необходимой для всех скважин GHEX, заливка цементным раствором на всю глубину является одним из наиболее важных шагов, которые вы можете предпринять для защиты ресурсов подземных вод. Это также помогает вашей геотермальной системе работать с высокой эффективностью, что снижает общие эксплуатационные расходы в течение всего жизненного цикла. Вам следует нанимать только подрядчиков, которые согласны использовать затирку на всю глубину для вашей установки, поскольку они наделены правом предоставлять качественные услуги, которые помогают вашей системе работать в соответствии с проектом и помогают защитить грунтовые воды, используемые вашей семьей и вашими соседями.

Дополнительную информацию о геологии карста в Айове можно получить, связавшись с отделом и попросив поговорить с одним из наших геологов, или посетив наш веб-сайт карста.

Для получения дополнительной информации о том, как определить, подходит ли ваша собственность для бурения скважин GHEX или водоснабжения, обратитесь в Программу частных скважин штата Айова DNR по телефону 515-725-0237.

---

Для получения дополнительной информации о системах GHEX, пожалуйста, посетите следующие страницы:

Геотермальная ассоциация штата Айова — организация профессиональных геотермальных бурильщиков и установщиков из штата Айова.Iowa Water Well Association — организация профессиональных бурильщиков скважин, геотермальных бурильщиков и установщиков, базирующаяся в Айове.
Международная ассоциация наземных тепловых насосов — национальная торговая организация, занимающаяся разработкой, усовершенствованием и продвижением установок тепловых насосов во всем мире.
ASHRAE — Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха. Национальная торговая организация для продвижения всех систем отопления и охлаждения, включая геотермальные и наземные системы отопления и охлаждения.
GeoExchange — национальная организация по содействию производству, проектированию и установке геотермальных систем.

---

— За дополнительной информацией обращайтесь —

Эрик Дэй
Отдел водоснабжения и водоснабжения
Офисное здание штата Уоллес
502 E. 9th Street, Des Moines, IA 50319-0034
Телефон 515-725-0237 Факс 515-725-8202

.