Проектирование и строительство геотермального поля для тепловых насосов

Геотермальные насосы позволяют отапливать жилые и производственные помещения, теплицы и мини-фермы, расположенные на участках, к которым не подведен природный газ или мощная линия электропередач. В отличие от печного отопления или обогрева жилища при помощи твердотопливных или дизельных котлов, тепловые насосы не выделяют в атмосферу вредных веществ и используют для своей работы восстанавливаемые источники энергии. Именно это делает такой вид отопления привлекательным для современных потребителей во всем мире.

О проектировании геополя

Установка геотермальных насосов производится после утверждения проекта на строительство. В сметной документации к этому документу можно увидеть все статьи расходов, марки оборудования и подробные чертежи. Все расчеты производятся по специальным методикам на основании проб грунта и с учетом требуемой мощности.

Этот документ дает возможность понять эффективность задумки и оценить затраты на монтаж контуров, зондов и прочих сооружений, которые понесет заказчик при реализации проекта автономного отопления при помощи энергии геотермального поля.

В проекте также содержатся указания по проведению работ и оговорен их точный порядок проектирования и разработки скважин для укладки контуров.

Выбор вида проекта

На сегодняшний день существуют несколько основных способов укладки теплообменников. Предпочтение тому или иному варианту отдают в зависимости от площади участка и геологических условий на участке, учитывающих качественный состав и теплоотдачу грунта.

Наиболее востребованными являются тепловые насосы с использованием вертикальных зондов. Системы такого типа весьма простые в монтаже и занимают небольшую площадь.

Если позволяет площадь или того требует тип грунта, проектируются системы горизонтальных тепловых зондов. Такой вид насосов подходит только в том случае, если для обустройства поля можно выделить площадь не менее 2 соток.

В сложных почвах с низкой степенью теплоотдачи (сухих щебенчатых и песчаных) на малых участках обычно устанавливают кластерные системы. В этом случае геотермальные зонды укладывают под углом к основной скважине.

Основные действия проектировщика

Основная деятельность специалиста, занятого проектированием, заключается в расчете таких показателей, как тепловая мощность геополя, расчет количества необходимых грунтовых коллекторов и единиц техники, способной провести укладку.

В ходе работы специалисты проводят ряд исследований, среди которых анализ:

• плотности грунта, взятого на разной глубине;
• геологической структуры;
• фракционности земли;
• влажности почвы.

При заборе грунта одновременно оценивают количество подземных вод и их состав, а также рассчитывают коэффициент миграции подземных водных потоков.

На основании полученных данных специалисты рассчитывают такие показатели, как теплоемкость, теплопроводность и термическое сопротивление. Эта информация дает возможность составить математическую модель скважины и оценить возможности ее функционирования в первые 3-5 лет, а также скорректировать данные о глубине бурения в зависимости от производительности вертикальных грунтовых теплообменников в последующие годы.

Заключительным этапом является разработка и утверждение документа. Готовый к реализации проект содержит:

• все необходимые расчеты,
• схемы укладки тепловых контуров,
• указания мест установки зондов и устройств, превращающих энергию грунта в тепло,

а также спецификации. Проект котельной (изометрическую схему и визуализацию), все схемы и экспликации, заказчик получает детализированными до миллиметров.

Этапы строительства

В перечень основных работ по строительству геотермальных полей для тепловых насосов входят следующие процессы:

• бурение;
• монтаж геотермальных зондов;
• тампонаж скважин.

Для обустройства тепловых насосов и прокладки коммуникаций тепловых полей применяется специализированная строительная техника, позволяющая производить работы на небольших площадках.

По завершению основного этапа строительства и установки всех элементов системы индивидуального отопления производятся гидравлические испытания (пуск смонтированной системы отопления в эксплуатацию).

На весь комплекс работ по обустройству «под ключ» геотермального насоса, проведенного компанией «Юрский горизонт», заказчик получает гарантию. Срок действия гарантийного договора – 50 лет после начала эксплуатации системы.