Наши новости

Тепловой насос на геотермальном источнике

Тепловой насос на геотермальном источнике

Дата публикации: 30.05.2022 в 06:40

Геотермальным тепловым насосом является устройство, способное забирать тепловую энергию из недр земли с последующей ее передачей системе отопление с более высокой температурой. На процесс отбора работу компрессора теплового насоса и изменение температурного режима затрачивается некоторое количество эл. энергии. Устройства геотермального типа подразделяются по способам извлечения энергии и виду рабочей жидкости на вода-вода и грунт-вода, то есть имеют определенную классификацию. При этом, технические характеристики подобных тепловых насосов значительно различаются между собой, может быть различная производительность, температура нагрева, КПД и т.д. Рассмотрим функционирование системы на примере теплового устройства по схеме грунт-вода. В данном случае подключение насоса осуществляется к внешнему естественному тепловому источнику.

Сам обменник состоит из нескольких полиэтиленовых труб определенной длины и диаметра, они закладываются в землю. Способов устройства труб может быть как минимум два, первый – это сухие вертикальные грунтовые скважины, необходимо на участке пробурить скважины в ряду на расстоянии примерно 6 м друг от друга. Расстояния между рядами следует выбирать не менее 8 – 10 м, подобная схема обеспечивает оптимальную зону отдачи тепловой энергии с возможностью регулярного переохлаждения. Количество пробуренных шурфов, а также их глубина берется из заранее составленного теплового расчета, производительности оборудования и необходимых потребностей получения энергии. Второй способ, горизонтальная прокладка труб – подобная схема, которая также осуществляется на отведенном участке земли, но с предварительно разделенными секторами. Укладка труб производится на некоторой глубине горизонтально, аналогично тому, как это делается, например, при устройстве теплого пола, то есть змеевидного направления. Расстояние шага по одному направлению труб обычно составляет 1 – 1,5 м, количество витков в секторе, их глубина залегания также берутся из теплового расчета. В каждом секторе следует выполнить укладку по данной схеме, выходящие концы труб необходимо вывести в заранее выкопанный колодец, в котором должен быть расположен коллектор.

Затраты и особенности

Если сравнивать затраты на устройство первого и второго способа укладки трубопровода, то получается что во втором варианте необходимо учесть больше факторов, выполнить больший объем земляных работ и возможно использовать большее количество трубы. При этом общая стоимость может оказаться весьма значительной. При вертикальном бурении как в первом варианте, не требуется осуществлять существенные земляные работы, достаточно пробурить скважины и заложить трубы в виде зонда особой формы. Все выходящие ответвления труб также сводятся в колодец как при втором способе. Диаметр колодца рекомендуется устраивать диаметром 1,5 м, для удобства обслуживания коллектора. Сам коллектор должен быть соединен с тепловым оборудованием, находящимся в непосредственной близости от него.

В соответствии с рабочей документацией и разметкой территории осуществляется формирование количества необходимых труб и из длин. Выходы труб соединяются между собой специальными наконечниками U-образной формы по соответствующей технологии. Зонд заправляется пропиленгликолем С3H8O2 – относительно доступной незамерзающей жидкостью. Все это укладывается в предварительно подготовленные скважины. По окончании работ следует произвести пробное испытание трубопровода повышенным давлением до 4 атм. В течение 24-х часов наблюдается стабильность сохранения начального давления, если оно не падает, считается, что данный зонд достаточно герметичен, готов для помещения в скважину и может в дальнейшем эксплуатироваться. При помещении зонда есть одна особенность, необходимо закрепить на его наконечнике специальный груз, предназначенный для правильного опускания зонда. Кроме этого, во время опускания должно происходить заполнение тампонажным раствором всего объема скважины.

Общая информация

Состав тампонажной смеси состоит из небольшого количества грунта, а также в основном песка и глины. Такая смесь перемешивается с водой и заполняет все тело скважины, ее предназначение – изоляция трубы от поверхности скважины. При этом происходи полное заполнение всего пространства внутри скважины, это достаточно важно, необходимо исключить все незаполненные промежутки и воздушные прослойки. После выполнения всех работ рекомендуется выдержать некоторое время, может потребоваться несколько месяцев для усадки грунта и приведения температуры зонда близкой к температуре окружающей его земли. Только при таких условиях система будет полностью готова к эксплуатации и ей можно будет полноценно пользоваться.

Существует возможность приблизительного подсчета числа зондов и их глубины залегания для вертикальных грунтовых скважин. Для требуемого помещением количества тепловой энергии следует принимать во внимание, что с одного метра глубины скважины можно получить 20 – 25 Вт энергии. С учетом того, что трубы на одном месте две – это значение умножаем на 2, в итоге: 40-50 Вт тепла можно взять с одного погонного метра. Если потребляемая тепловая мощность должна составить 10 кВт, соответственно суммарная длина скважин будет равна 250 м. Оптимальную глубину бурения рекомендуется проводить до 60 – 70 м. При таких данных получаем, что для обеспечения дома, или иного сооружения потребуется 4 скважины глубиной 65 м. Конечно, это только приблизительный расчет, и он не учитывает ряд связанных особенностей. Более точные и обоснованные параметры и характеристики вам смогут выполнить теплотехники нашей компании «РОЯЛ Клима».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *