Проектування і будівництво геотермального поля для теплових насосів

Геотермальні насоси дозволяють опалювати житлові і виробничі приміщення, теплиці і міні-ферми, розташовані на ділянках, до яких не підведено природний газ або потужну лінія електропередач. На відміну від пічного опалення або обігріву житла за допомогою твердопаливних або дизельних котлів, теплові насоси не виділяють в атмосферу шкідливих речовин і використовують для своєї роботи відновлювані джерела енергії. Саме це робить такий вид опалення привабливим для сучасних споживачів у всьому світі.

Про проектування геополя

Встановлення геотермальних насосів проводиться після затвердження проекту на будівництво. В кошторисній документації до цього документа можна побачити всі статті витрат, марки обладнання і докладні креслення. Всі розрахунки проводитимуться за спеціальними методиками на підставі проб грунту та з урахуванням необхідної потужності.

Цей документ дає можливість зрозуміти ефективність задумки і оцінити витрати на монтаж контурів, зондів та інших споруд, які понесе замовник при реалізації проекту автономного опалення за допомогою енергії геотермального поля.

У проекті також містяться вказівки по проведенню робіт та обговорено їх точний порядок проектування і розробки свердловин для укладання контурів.

Вибір виду проекту

На сьогоднішній день існують кілька основних способів укладання теплообмінників. Перевагу тому чи іншому варіанту віддають залежно від площі ділянки і геологічних умов на ділянці, що враховують якісний склад і тепловіддачу грунту.

Найбільш затребуваними є теплові насоси з використанням вертикальних зондів. Системи такого типу досить прості в монтажі і займають невелику площу.

Якщо дозволяє площа або того вимагає тип грунту, проектуються системи горизонтальних теплових зондів. Такий вид насосів підходить тільки в тому випадку, якщо для облаштування поля можна виділити площу не менше 2 соток.

У складних грунтах з низьким ступенем тепловіддачі (сухих щебенчатих і піщаних) на малих ділянках зазвичай встановлюють кластерні системи. У цьому випадку геотермальні зонди укладають під кутом до основної свердловині.

Основні дії проектувальника

Основна діяльність фахівця, зайнятого проектуванням, полягає в розрахунку таких показників, як теплова потужність геополя, розрахунок кількості необхідних грунтових колекторів та одиниць техніки, здатної провести укладання.

В ході роботи спеціалісти проводять ряд досліджень, серед яких аналіз:

• щільності грунту, взятого на різній глибині;
• геологічної структури;
• фракційності землі;
• вологості грунту.

При заборі грунту одночасно оцінюють кількість підземних вод та їх склад, а також розраховують коефіцієнт міграції підземних водних потоків.

На підставі отриманих даних фахівці розраховують такі показники, як теплоємність, теплопровідність і термічне опір. Ця інформація дає можливість скласти математичну модель свердловини і оцінити можливості її функціонування в перші 3-5 років, а також скоригувати дані про глибину буріння залежно від продуктивності вертикальних грунтових теплообмінників в наступні роки.

Заключним етапом є розробка і затвердження документа. Готовий до реалізації проект містить:

• всі необхідні розрахунки,
• схеми укладання теплових контурів,
• зазначення місць встановлення зондів і пристроїв, що перетворюють енергію грунту в тепло,

а також специфікації. Проект котельні (ізометричну схему і візуалізацію), всі схеми та експлікації, замовник отримує деталізованими до міліметрів.

Етапи будівництва

В перелік основних робіт з будівництва геотермальних полів для теплових насосів входять такі процеси:

• буріння;
• монтаж геотермальних зондів;
• тампонаж свердловин.

Для облаштування теплових насосів та прокладання комунікацій теплових полів застосовується спеціалізована будівельна техніка, що дозволяє проводити роботи на невеликих майданчиках.

Після завершення основного етапу будівництва та встановлення всіх елементів системи індивідуального опалення проводяться гідравлічні випробування (пуск змонтованої системи опалення в експлуатацію).

На весь комплекс робіт з облаштування «під ключ» грунтового насоса, виконаного компанією «Юрський горизонт», замовник отримує гарантію. Термін дії гарантійного договору – 50 років після початку експлуатації системи.