Что такое геотермальная скважина

Геотермальная скважина для отопления

Код товара: npvh113

Метр бурения геотермальной скважины

Наличие: На складе

Наша компания готова выполнить бурение скважин под тепловые насосы. Квалифицированные специалисты об..

Код товара: zond

Монтаж (опуск) геотермального зонда (1 п.м.)

Наличие: На складе

Обсадные трубы для бурение геотермальных скважин не применяются.

В строительстве прослеживается тенденция к использованию экологически чистых технологий. Бурение геотермальных скважин позволяет использовать природное тепло Земли для отопления жилых домов. Технология применяется не только в районах с высокой сейсмической активностью. Она используется даже в Москве и Санкт-Петербурге, а эти города расположены на спокойной Восточно-Европейской платформе.

Преимущества геотермального обогрева

Отопление загородного дома с помощью геотермальной шахты имеет преимущества:

Поступление энергии не зависит от магистральных сетей, наличия топлива.

Срок службы правильно установленной системы составляет десятки лет.

Бурение почти не наносит вреда природе. Нет выбросов в атмосферу.

Геотермальная скважина в Москве и области может быть расположена на любом типе грунта. Оборудование можно использовать и для кондиционирования.

Отсутствуют риски пожара, взрыва бытового газа, отравления токсинами и других чрезвычайных ситуаций.

Что такое геотермальная скважина

Это шахта с тепловым насосом внутри. Глубина бурения геотермальной скважины в Москве составляет 30-90 метров. В среднем 1 метр длины дает 50 Вт энергии. Для отопления дома нужна система из нескольких шахт. Количество зависит от площади коттеджа, потребности в энергии.

Глубина промерзания грунта в Московской области: не более 1,5 метров. Ниже этой отметки всегда сохраняется плюсовая температура. Для нагрева теплоносителя необходима температура почвы +8 градусов и выше. Чтобы повысить эффективность обогрева, шахту заполняют веществом.

В основе работы насоса находится цикл Карно. По трубам циркулирует теплоноситель – фреон. Он бесконечно испаряется и конденсируется в теплообменниках. Во время оборота он переносит тепловую энергию земли в обогревательные приборы. В домашних радиаторах циркулирует обыкновенная вода.

Виды скважин под тепловой насос

Бурение скважины под тепловой насос можно провести двумя способами:

Вертикально. Расстояние между соседними шахтами не менее 4 метров. На глубине они соединены траншеями. Количество каналов зависит от потребности в тепле.

Наклонно (под углом к поверхности). Главный колодец уходит на 4 метра вглубь. Затем он разветвляется на наклонные каналы. Количество: 10 штук и более. Длина: до 30 метров.

Выбор методики бурения зависит от состояния участка. Монтаж вертикальной системы требует большого объема земляных работ. Лучше проводить их до строительства дома. Наклонные шахты можно бурить, когда на участке есть 5 м 2 свободной территории.

Существует метод горизонтального обустройства шахты. Он требует значительного объема работ. Над любой шахтой нельзя сажать деревья, чтобы корни не повредили оборудование. Поэтому горизонтальный метод на практике осуществляется редко.

Бурение под ключ: услуги и стоимость

Наша компания проводит обустройство геотермальных систем для отопления домов под ключ. Мы выезжаем в любой район Подмосковья или Новой Москвы. В перечень услуг входит:

Проектирование с учетом теплообмена здания, особенностей рельефа участка.

Подбор оборудования согласно проекту. Доставка техники по Московской области.

Бурение геотермальных каналов с помощью крупной или малогабаритной установок.

Монтаж теплового насоса и геотермального зонда в новую скважину.

Подключение оборудования. Тестирование работы приборов.

Подготовка паспорта на скважину. Помощь в согласовании документов.

Цена геотермальной системы отопления под ключ начинается от 550 000 рублей. Сумма зависит от проекта, себестоимости техники, сложности бурения. Каждый клиент получает персональный расчет сметы. Устройство системы требует вложений только на начальном этапе. В будущем вы сможете быстро их окупить.

Не понадобится платить за магистральное отопление, покупать топливо. Почти не будет расходов на техобслуживание. Производство энергии в 3-7 раз будет превышать затраты электричества на работу приборов (выгода зависит от проекта).

Устройство и бурение скважины для теплового насоса

Выполненная с соблюдением рекомендаций производителя и строительных норм, скважина для теплового насоса обеспечит достаточным количеством энергии, чтобы прогреть частный дом и удовлетворить потребности в ГВС.

Устройство и принцип работы скважины теплонасоса

  • Первичный контур расположен под землей на глубине не менее 1,5 м или на дне водоема. Благодаря зонду происходит отбор тепла из грунта и передача его в теплообменник насоса. По трубам циркулирует пропиленгликоль или как его часто называют – рассол. По мере продвижения жидкость разогревается до 6-8°С, что более чем достаточно для обеспечения теплонасоса необходимым количеством низко потенциальной тепловой энергией.
  • Второй контур располагается в геотермальном насосе. По трубам циркулирует фреон и посредством преобразования из жидкости в газ отбирает тепло у первичного контура. О том, как работает геотермальный тепловой насос, описывается здесь.

Существует несколько типов первичного контура, отличающихся технологией бурения геотермальных скважин для тепловых насосов. Наиболее подходящий вид скважины определяется в зависимости от мощности тепловой станции и фактических ожидаемых затратах энергии зданием.

Проведение работ по бурению скважин под геотермальный тепловой насос начинается с составления проектной документации и проведения геодезического аудита на участке.

Виды скважин для подключения теплонасоса

Существует три основных типа решений, используемых для укладки геотермального первичного контура. Способы бурения скважин рассчитывают исходя из нескольких параметров:

  1. Общей придомовой площади.
  2. Типа грунта.
  3. Способа укладки трубопровода.

Работы выполняют следующим образом:

  • Горизонтальное направленное бурение – для укладки трубопровода понадобится не менее 200 м² площади придомовой территории. Перед выполнением направленного бурения снимают верхнюю часть грунта ниже точки промерзания на 30-50 см. Глубина, как показывает практика, в зависимости от региона составит от 1,3 до 2 м.
    Данный способ монтажа является наиболее простым, но трудоемким процессом. В качестве минусов можно выделить относительно низкую теплоэффективность решения.

    Вертикальное бурение – ниже, приблизительно 20 метров над уровнем грунта температура увеличивается до 10-18°С, в зависимости от региона. Бурение вертикальной скважины под тепловой насос позволяет добраться до грунтовых слоев с лучшими показателями теплоотдачи, и, следовательно, увеличить эффективность обогрева дома.
    Каждая скважина дает больше тепла чем при горизонтальной укладке контура. Соответственно, требуется меньше земляных работ, уменьшается стоимость бурения. В целом, за подключение придется заплатить приблизительно на 10-15% меньше.

    Наклонное кластерное бурение – используется, если возможности установки вертикальных зондов ограничены площадью участка. Бурение скважин под углом осуществляется следующим образом. Сначала выкапывают один общий колодец. Так как для конструкции требуется всего 4 м², бурить можно даже в подвале своего дома. Колодец углубляют до 4 м, устанавливают в нем специальное оборудование. Дальше выполняется бурение скважин под углом или «кустом». Работы выполняются с помощью специальной техники.
    Технология бурения для наружного контура «кустом» была разработана в Европе, где пользуется огромной популярностью. В нашей стране данная методика только начинает внедряться, поэтому еще не нашла широкого применения.

    Какое количество скважин нужно для работы теплового насоса

    Срок службы скважины под теплонасос

    Производя расчет стоимости бурения необходимо учитывать, что минимальное время эксплуатации геотермального первичного зонда составляет не менее 50 лет. На время службы влияет то, какая труба используется для изготовления коллектора.

    Расчетный срок эксплуатации нержавеющего металла составляет 70 лет, полимер прослужит 50-60 лет. В первый год укладки коллектора возможно проседание, требующее дополнительной корректировки и исправлений. В остальное время первичный контур будет работать с полной теплоотдачей и эффективностью.

    Первоначальные затраты, отпугивающие потенциального покупателя, на самом деле полностью окупятся благодаря длительному сроку эксплуатации как самого насоса, так и геотермального контура.

    Бурение скважин для системы тепловых насосов

    Устройство скважины лучше доверить профессиональной монтажной организации. Оптимально, чтобы этим занимались представители компании, продающей теплонасос. Так, можно учесть все нюансы бурения и расположения зондов от строения, выполнить другие требования.

    Специализированная организация поспособствует получению разрешения на бурение скважины под зонды для грунтового теплового насоса. Согласно законодательству, использование грунтовых вод в хозяйственных целях запрещено. Речь идет об использовании в любых целях вод, расположенных ниже первого водоносного горизонта.

    Как правило, процедура бурения вертикальных систем должна быть согласована с органами государственной администрации. Отсутствие разрешений ведет к штрафным санкциям.

    После получения всех необходимых документов начинаются монтажные работы, согласно следующему порядку:

    • Определяются точки бурения и расположения зондов на участке, учитывая расстояние от строения, особенности ландшафта, наличие подземных вод и т.д. Выдерживают минимальный разрыв между колодцами и домом не менее 3 м.
    • Завозится оборудование для бурения, а также техника, необходимая для выполнения ландшафтных работ. Для вертикальной и горизонтальной установки требуется буровой и отбойный молоток. Для сверления грунта под углом используются буровые установки с веерным контуром. Наибольшее применение получила модель, работающая на гусеничном ходу. В полученные скважины укладывают зонды и заполняют зазоры специальными растворами.

    Какая глубина скважины должна быть

    • Зависимость КПД от глубины скважины – существует такое понятие, как ежегодное снижение теплоотдачи. Если колодец имеет большую глубину, а в некоторых случаях требуется сделать канал до 150 м, каждый год будет происходить уменьшение показателей получаемого тепла, со временем процесс стабилизируется.
      Сделать скважину максимальной глубины не самое лучшее решение. Обычно делают несколько вертикальных каналов, удаленных друг от друга. Расстояние между скважинами 1-1,5 м.
    • Расчет глубины бурения скважины под зонды выполняется с учетом следующего: общая площадь придомовой территории, наличие грунтовых вод и артезианских скважин, общая отапливаемая площадь. Так, к примеру, глубина бурения скважин с высокими грунтовыми водами резко сокращается, по сравнению с изготовлением колодцев в песчаной почве.

    Создание геотермальных скважин – сложный технический процесс. Все работы, начиная с проектной документации и заканчивая введением теплового насоса в эксплуатацию должны выполнять исключительно специалисты.

    Чтобы подсчитать приблизительную стоимость работ используют он-лайн калькуляторы. Программы помогают высчитать объем воды в скважине (влияет на количество необходимого пропиленгликоля) ее глубину и выполнить остальные расчеты.

    Чем заполнить скважину

    Что лучше для теплового насоса – земляной коллектор или скважина

    Технические характеристики скважины выглядят привлекательней, но проведение работ по бурению грунта невозможно выполнить без специализированного оборудования и техники. Горизонтальный коллектор можно уложить самостоятельно, но забор тепла от земли будет меньше практически в 2 раза.

    Применение скважины оправдано еще по той причине, что это не отражается на ландшафтном дизайне. Так, сверху горизонтального контура запрещается сажать деревья с глубокой корневой системой, к вертикальному коллектору подобные требования не предъявляются.

    Устройство геотермальной скважины ТН, выполненной с наклонным направлением, вариант практически не имеющий недостатков и лишен всех минусов, присущих остальным вариантам. Размещается всего на 4 м² и обеспечивает максимальную теплоотдачу.

    Затраты на бурение окупаются уже через 3-8 лет. Вариант со скважинами полностью оправдан и эффективен, несмотря на то, что потребуются первоначальные вложения средств.

    Бурение скважин на воду в Московской области

    Бурение геотермальных скважин для теплового насоса

    Люди в современном мире привыкли пользоваться дорогостоящими энергоносителями, забывая о том, что мать-земля сама имеет доступное всем тепло. Надо только знать, как его правильно использовать. Сегодня новейшие технологии позволяют наиболее эффективно использовать неиссякаемое тепло земли для обогрева загородного дома или дачи.

    Бурение геотермальной скважины для теплового насоса

    – это прекрасное решение для создания уюта и тепла в частном доме в холодное время года и приятной прохлады в жаркие дни лета. К тому же это позволит собственнику жилья значительно сократить расходы на отопление и горячее водоснабжение.

    Земля на определенной глубине постоянно сохраняет свое тепло, и температура там всегда остается положительной, даже если на поверхности лежит снег и стоят сильные морозы. Такое уникальное свойство земли не зависит даже от типа грунта на определенной местности, поэтому получать неисчерпаемое тепло земли можно бесконечно, установив лишь тепловой насос в геотермальную скважину. К тому же агрегат можно использовать в любой среде – мягких, твердых грунтах и даже в воде.

    Сам принцип бурения геотермальных скважин практически не отличается от бурения скважин на воду. Надо отметить, что затраты на такое скважину даже ниже.

    Как правило, бурение геотермальных скважин выполняется малогабаритной буровой установкой и другой землеройной техникой, которой можно выполнить работу даже на уже обустроенных земельных участках, практически не нанося вреда существующему ландшафту. Бурение может быть произведено разными методами – пустотелым шнеком, с пневмоударником или с промывкой. Это зависит от геологического разреза и самого назначения скважины. При бурении геотермальных скважин применяются самые новейшие достижения и технологии, обязательно соблюдаются все правила техники безопасности и используются только экологически чистые материалы. Скважину бурят не ближе двух с половиной метров от строений, ее глубина может составлять от 50 до 200 метров. Потом проводят разработку грунта под устройство, монтируют коллектор теплового насоса, изготавливают и устанавливают зонд.

    Принцип действия теплового насоса

    Говоря простым языком, он работает как домашний холодильник, только совершенно наоборот. Циркуляционный насос прокачивает жидкость по наружному трубопроводу. Эта рабочая жидкость забирает тепло окружающего грунта (примерно 7 градусов) и попадает теплообменник (испаритель). В испарителе находится хладагент, который закипает даже при небольшой температуре и превращается в пар. Пар попадает в компрессор, где сильно сжимается до высокой температуры и давления. Затем он переходит во второй теплообменник (конденсатор). Там происходит теплообмен – горячий газ отдает свое тепло теплоносителю, который подключен к системе отопления и горячего водоснабжения дома. Газ охлаждается, отдавая тепло, и переходит снова в жидкое состояние.

    Преимущества геотермального теплового насоса

    Он высокоэффективен и имеет максимальные стабильные характеристики, которые не зависят от времени года и погодных условий. Тепловой насос обеспечивает комфортные условия в доме, он долговечен и практически не требует ухода. Собственник жилья может использовать его оборудование, как для обогрева помещения, так и для охлаждения. Тепловой насос потребляет совсем небольшое количество электроэнергии, что немаловажно при оплате счетов за электричество. Он прост в использовании, не взрывоопасен и пожаробезопасен.

    Отопление и горячее водоснабжение загородного дома с помощью геотермальных тепловых насосов становится все популярнее в нашей стране. Хотя такое оборудование порядком дороже котельного, все же преимуществ в такой системе отопления и горячего водоснабжения намного больше. Тепловой насос независим и автономен – требуется лишь электричество, к тому же за природное тепло земли, в отличие от газа, платить не нужно.

    Организация геотермального контура

    В последние десятилетия в странах Европы и Северной Америки наблюдается рост интереса к альтернативным источникам тепла и кондиционирования помещений. В некоторых случаях это связано с дороговизной и постоянным ростом цен на традиционные энергоносители (газ, нефть, уголь), в других стимулом развития энергоэффективных технологий выступает довольно жесткое экологическое законодательство, не допускающее роста вредных выбросов в атмосферу и сточные воды.

    Одним из неиссякаемых источников энергии является сама Земля. Круглый год температура грунта ниже глубины промерзания остается положительной, что позволяет рассматривать эти слои земли как тепловой аккумулятор неограниченной мощности. Энергию нашей планеты с помощью теплового насоса можно использовать с максимальной эффективностью и с нулевым отрицательным воздействием на экологию окружающей среды.

    Геотермальный тепловой насос – это устройство для переноса и преобразования энергии Земли в тепло. Он производит в 4-6 раз больше тепла, чем потребляет электроэнергии для этого. Например, для отопления помещения в 100 м 2 достаточно теплового насоса, потребляющего всего 2 кВт электричества. Ровно столько энергии потребляет обычный электрочайник. Тепловые насосы уже более 50 лет успешно применяются в странах Северной Европы – Швеции, Норвегии и Исландии – где чрезвычайно высокие цены на газ и нефть. Технология их использования настолько энергоэффективна и экологична, что правительства упомянутых государств субсидируют их установку в частных домах, а административные здания строятся только с геотермальной системой отопления.

    В России тепловые насосы долгое время не находили себе применения. Это было связано с низкой стоимостью газа в советское время и бесплатным подводом его к жилым домам и производственных объектам. Сейчас картина диаметрально противоположна, что заставляет как частных лиц, так и владельцев предприятий, искать менее затратные способы отопления и кондиционирования помещений. И именно успешное использование геотермальных насосов в Северной Европе вызывает рост спроса на них и в нашей стране.

    Рис. 1 Принцип работы геотермального теплового насоса

    Технология работы геотермального теплового насоса базируется на элементарных физических законах сохранения энергии и строится на взаимодействии двух контуров:

    1. Первичный контур, заполненный «рассолом» (обычно пропиленгликолем), расположенный под землей на глубине ниже точки промерзания, отбирает тепло из грунта и передает его в теплообменник теплового насоса. По мере продвижения «рассола» он разогревается до +8 o C, чего достаточно для обеспечения теплонасоса низко потенциальной энергией
    2. Второй контур отбирает тепло у первичного, в результате чего циркулирующий в трубах фреон переходит из жидкого в газообразное состояние и впрыскивается в компрессор насоса. Там создается давление, разогревающее газ до температуры в +65 o C, после чего происходит его впрыскивание в конденсатор, где фреон преобразуется обратно в жидкость, но уже более высокой температуры, и запускается процесс теплообмена с отопительной системой помещения.

    Эффективность работы теплового насоса напрямую зависит от способа укладки первичного контура, который определяют исходя из двух основных параметров:

    1. Тип грунта;
    2. Площадь территории под первичный контур.

    От типа грунта зависит значение показателя теплоотдачи от погонного метра контура. Самыми лучшими считаются территории с высоким содержанием влаги, как правило, это земельные участки с неглубоким прохождением подземных вод. Такой грунт обеспечивает теплоотдачу на уровне 60 Вт/м. Хуже всего показатель будет в засушливых местах и в песчаном грунте – менее 25 Вт/м. Существует и усредненное значение, которое равняется 50 Вт/ми используется при расчетах в условиях отсутствии точных данных локальной геологоразведки. Естественно, чем выше показатель теплоотдачи, тем меньшей длины нужен первичный контур, и тем дешевле будет стоимость решения геотермальной системы отопления.

    Тип грунтаТеплоотдача (Вт/м)
    Сухой песокo C) грунта на глубине 1,6 м в городах РФ

    От площади территории под первичный контур зависит выбор способа его укладки. На сегодняшний день существует четыре способа:

    1. Горизонтальное бурение

    Самый простой, но трудоемкий способ монтажа, заключающийся в снятии верхней части грунта на большой площади рядом с объектом. Как правило, снимают грунт до отметки 30-50 см ниже точки промерзания. Для каждого субъекта Российской Федерации и типа грунта эта точка находится на разной глубине – от 1,3 до 2,5 метров. Площадь “раскопок” составляет не менее 200 м 2 и зависит от величины тепловой мощности, необходимой для отопления или кондиционирования объекта. В среднем на каждые 100 м 2 приходится 10 кВт.

    Рис. 2 Горизонтальный контур

    Данный способ отличается рядом довольно существенных минусов. Во-первых, территория над первичным контуром будет полностью не пригодна для хозяйственной деятельности. Из-за довольно значительного промерзания грунта во время работы геотермального теплового насоса на этой площади нельзя выращивать деревья и даже кусты – только газонную траву. Во-вторых, подобное решение не получится использовать в “пассивном” режиме для кондиционирования помещения в летний период. В-третьих, из-за промерзания грунта горизонтальное бурение невозможно проводить с октября по апрель на большей части территории России.

    2. Вертикальное бурение

    Приблизительно ниже 20 метров над уровнем грунта находится зона с практически постоянным значением положительной температуры. В северных районах России она достигает +10 o C, для южных регионов характерно значение +18 o C. На такой глубине находятся не только более твердые породы, отличающиеся лучшими показателями теплоотдачи (см. Табл.1), но и, как правило, участки с неглубоким залеганием поверхностных вод, что только положительно сказывается на эффективности работы геотермального теплового насоса.

    Рис. 3 Вертикальное контур

    Важным преимуществом данного метода является тот факт, что нет необходимости делать одну глубокую скважину под всю длину первичного контура. Можно сделать несколько скважин на расстоянии друг от друга не менее 4 метров, соединенных траншеями на глубине ниже точки промерзания грунта. Суммарная длина скважин равняется заявленной в проекте длине первичного контура, который, к слову, значительно короче, чем требуется для горизонтальной укладки.

    К недостаткам данного метода стоит отнести значительное воздействие на ландшафт – большое количество “грязи” при буровых работах. Тем не менее данный метод отлично подходит для организации геотермального отопления промышленных объектов и частных домов на этапе строительства.

    Довольно часто на российском рынке присутствует предложение делать не вертикальную скважину, а наклонную – например, под углом 45o. Это удешевляет стоимость буровых работ, но имеет ряд негативных последствий при эксплуатации. При установлении долгого периода довольно низких температур возможно сильное вымораживание грунта, что негативно скажется на деревьях и кустарниках. В некоторых случаях, неправильный инженерный расчет может привести к разрушению фундамента здания и довольно внушительным тратам на восстановительные работы.

    3. Переливной контур

    Пожалуй, самый экономически выгодный и одновременно простой метод монтажа теплового насоса. Технологически похож на организацию вертикального контура с тем лишь отличием, что требуется бурения всего лишь двух скважин. Из первой скважины вода подается в испаритель геотермального теплового насоса, который отбирает ее тепло и “переливает” во вторую скважину. Единственное жесткое требование, которое надо обеспечить – это разница температур источника тепла (например, грунтовые воды) и системы отопления должна быть минимальной.

    Данный метод хорошо себя зарекомендовал при условии высокого уровня грунтовых вод, обеспечивающих высокую производительность тепловой системы. Если же воды залегают глубоко и дебета скважины не хватает – требуется 2 м3 воды на 10 кВт тепла – то стоимость монтажа становится не такой конкурентно способной.

    Рис. 4 Переливной контур

    Главное преимущества переливного контура – это стоимость монтажа. Если для отопления загородного дома может потребоваться до 10 скважин методом вертикального бурения, то в нашем случае их количество никогда не превысить двух. Это не только снижает стоимость проекта, но и значительно сокращает время его реализации. Тем не менее, в России этот метод применяется незаслуженно мало. Это связано с тем, что при возникновении форс-мажорной ситуации – например, прекратилась подача грунтовых вод из первой скважины – тепловой насос замораживается и образуются кристаллы льда внутри теплообменника. Это в свою очередь приводит к значительным неисправностям всей отопительной систем, как правило, в самый холодный период года. Этот “страх” отчасти верен, но применим только в случае с пластинчатыми теплообменниками. Продукция SMAGA использует трубчатые аналоги, которые не подвержены внештатному замерзанию с последующим выходом из строя.

    4. Наклонное (кластерное) бурение

    Если площадь участка под первичный контур сильно ограничена, и вам по каким-то причинам не подходят вертикальные скважины, то используют метод кластерного бурения, который по энергоэффективности ничуть не уступает своим “конкурентам”. Он был разработан в Европе и на сегодняшний день практически все объекты, отапливаемые таким способом, находятся на территории ЕС.

    Рис. 5 Наклонные (кластерные) скважины

    Для организации “кластерного” первичного контура необходимо пробурить колодец глубиной около 4 метров, в котором под углом делают необходимое количество скважин глубиной до 30 метров. Вся получившаяся конструкция по форме напоминает корень дерева или куст, почему такой вид укладки первичного контура нередко называют “бурением кустом”.

    Для организации отопления подобным методом необходимо сделать грамотный теплофизический расчет грунта. Довольно часто, для удешевления проекта использует усредненный показатель теплоотдачи земли. Подобное допустимо для грунтов с глубоким залеганием подземных вод и слабым его насыщением влагой. Если же произошла ошибка и не было проведено геологической разведки, то зимой при сильных морозах может произойти сильное промерзание земли вокруг кластерной скважины. Это приводит в свою очередь к повышенному давлению на фундамент рядом расположенных построек и может стать причиной образования трещин в основании зданий. Поэтому использование кластерного метода в России недопустимо без предварительного исследования грунта – довольно обширные территории нашей страны испытывают большие температурные колебания в течение года.

    Важно отметить, что геотермальные системы отопления, спроектированные на основе вертикального и кластерного бурения, могут работать в “пассивном” режиме, обеспечивая кондиционирование помещения в жаркое время года. Горизонтальный способ укладки первичного контура таким преимуществом, к сожалению, похвастаться не может.

    Горизонтальной бурениеВертикальное бурениеПереливной контурНаклонное бурение
    Плюсы:
    – Не требуется бурение, что значительно удешевляет монтаж теплового насоса.
    – Зонды-коллекторы располагаются на глубине 1,5 – 2 метра.
    Плюсы:
    – Не требует большой площади под монтаж зонда.
    – Монтаж в любое время года.
    – Работа в режиме “пассивное охлаждение”.
    – Не наносит вреда растениям и кустам.
    – Быстрое отогревание.
    – Отсутствие грязи при проведении работ.
    Плюсы:
    – Не требует большой площади под монтаж.
    – Самая дешевый вариант!
    – Не наносит вреда растениям и кустам.
    – Монтаж в любое время года.
    – Быстрее введение проекта в эксплуатацию.
    – Отсутствие грязи при проведении работ.
    Плюсы:
    – Минимальная площадь бурения.
    – Монтаж в любое время года.
    – Работа в режиме “пассивное охлаждение”.
    – Не наносит вреда растениям и кустам.
    – Быстрое отогревание.
    – Отсутствие грязи при проведении работ.
    Минусы:
    – Вымораживание слоя грунта над зондом-коллектором. Гибель растений с развитой корневой системой и кустов.
    – Требуются большие площади под зонд. В среднем около 5 соток на каждые 10кВт тепловой мощности.
    – Невозможность монтажа с октября по апрель из-за промерзшего грунта.
    – Невозможность использования в режиме пассивного охлаждения
    Минусы:
    – Возможно оседание грунта в траншеях.
    Минусы:
    – В пластинчатых теплообменниках возможно образование льда при отсутствии должно объема воды.
    Минусы:
    – В случае значительного переохлаждения плохо отогреваются скважины.
    – Требуется бурение, но по значительно более дешевой технологии.
    – Дороговизна технологии.
    – Требуется предварительная геологическая разведка.
    – Возможно ограничение на использование на грунте с повышенным содержанием влаги.

    Табл. 3 Сравнительная таблица преимуществ и недостатков способов укладки первичного контура

    Компания EcoSmaga – одна из немногих на российском рынке, которая может применять не только метод укладки горизонтального контура (как большинство конкурентов), но и активно внедряет методы переливных скважин и вертикального бурения для организации первичного геотермального контура. Наши специалисты всегда предложат вам самое оптимальное решение и только проверенные временем тепловые насосы SMAGA, обеспечивающие экологически чистой тепловой энергией уже десятки объектов на территории России. Объекты, работающие на наших решениях, есть и в зоне вечной мерзлоты Республики Саха, и в Сибирском федеральном округе, и, конечно, на территории московского региона. Мы оказываем полный комплекс услуг – от расчета проекта, до благоустройства места бурения, восстанавливая разрушенный в ходе работ ландшафт.

    Внедрение геотермального теплового насоса SMAGA – это внедрение инновационных энергоэффективных технологий, отвечающих всем требованиям экологического законодательства.

    Бурение геотермальных скважин

    Бурение скважин к бассейнам залегания природной геотермальной воды и пара не многим менее актуально, чем добыча нефти и газа. Однако сведений о таких месторождениях значительно меньше, поскольку на сегодняшний день высокоэффективных геофизических технологий разведки их не существует. Это превращает в единственный надежный метод поиска сами разведочные геотермальные скважины, бурение которых, к тому же, требует более надежного и термоустойчивого парка буровой аппаратуры.

    Разведочные геотермальные скважины

    «Проверочное» бурение геотермальных скважин, как правило, осуществляется на небольшую глубину – в десятки, максимум в сотни метров, имея целью определить:

    • локальные геотермические градиенты
    • гидрогеологические условия залегания
    • литологию месторождений

    «Подсказками» для перспективных мест бурения в этом случае служат косвенные данные

    • микросейсмическая активность, геохимические исследования воды в поверхностных водоемах, их гидротермальная активность и т.д. Методология самих буровых работ в основном ничем не отличается от традиционной разведки залегания нефтегазовых пластов
    • при этом делая упор на скважины с незначительным диаметром и отсутствием обсадки

    Продуктивные геотермальные скважины

    Последующий процесс бурения уже полноценных, продуктивных геотермальных скважин существенно осложняется, поскольку его сопровождают определенные трудности, в первую очередь:

    • непрочность породы
    • крайне высокие температуры и давление
    • большой расход теплоносителя
    • более быстрая коррозия металлов бурового оснащения

    В связи с этим, процесс бурения оказывается не только затратным и трудоемким, но и опасным – причем выход из строя оборудования, не принадлежащего к самому высокому классу надежности, зачастую происходит еще до того, как достигается проектная глубина.

    Геотермальные скважины для тепловых насосов

    Тем не менее, актуальность использования такого альтернативного (и при этом экологически чистого) источника энергии, как геотермальное тепло самой планеты – огромна, и в перспективе способна стать в один ряд с солнечными батареями, где совершенствование технологий и повышение КПД панелей идет вперед семимильными шагами.

    Что касается аппаратуры геотермального направления, то ее роль выполняют тепловые насосы, для установки которых и производится бурение скважин для геотермального отопления, (глубиной, обычно, от 20 до 150 и более метров). При этом, если пробуривается такого типа геотермальная скважина, цена ее зависит от множества факторов, влияющих на обустройство шахты и создание геотермального зонда.

    Особенности устройства шахты

    На расчетную глубину (а, значит, и на будущую требуемую мощность тепловых насосов), влияют, прежде всего:

    • климат данного региона
    • геологические особенности местности
    • виды почв, сквозь которые проводятся геотермальные скважины

    Не углубляясь в точные физико-математические расчеты, следует сказать, что средняя тепловая эффективность геотермальной скважины равна примерно 60-65 Вт/метр. Иначе говоря, 10-15 КВт, требующиеся для обогрева среднего дома, потребуют глубины скважины порядка 160-180 метров (что для уровня бытовых потребителей довольно дорогостояще, поскольку предполагает использование высокопрофессионального оборудования). Выходом из ситуации в этих случаях считается бурение не одной, а целого комплекса менее глубоких скважин – по 70-90 м каждая – с погружением в шахты поглощающих контуров.

    Если же геологические особенности поверхностных слоев делают бурение вертикальной скважины невозможной (либо крайне нецелесообразной), проводится наклонное бурение под требуемым углом, с общей глубиной погружения всего до 12-15 м.

    Достаточная мощность при этом достигается радиальным расположением скважин и их количеством (от 5 до 10) с расположенным неглубоко под поверхностью центральным коллектором с отводом на тепловой насос.

    Технология создания геотермального зонда

    Конструктивно геотермальный зонд представляет собой композитную трубу с циркулирующим внутри антифризом, отделенную от стенок скважины специальным раствором бетона повышенной теплопроводности. Монолитность подобных конструкций служит практически пожизненной гарантией скважин, а максимальную эффективность теплоотдачи системы обеспечивает взаимное расположение шахт на расстоянии 20-25 м друг от друга.

    Системы геотермального отопления загородного дома: особенности обустройства своими руками

    Мы знаем, что геотермия – это тепло Земли, а понятие «геотермальный» зачастую ассоциируется у нас с вулканами и гейзерами. В России геотермальная энергетика используется преимущественно в промышленных масштабах, например, существуют дальневосточные электростанции, работающие на основе тепла нашей планеты.

    Многие уверены, что сделать геотермальное отопление дома своими руками – это что-то из области фантастики. Не так ли? Но это совершенно не так! С развитием современных технологий бытовое использование “зеленой энергии” стало вполне реально.

    Мы расскажем о принципах работы альтернативного отопления, его преимуществах и недостатках, сравним с традиционными системами обогрева. Также вы узнаете о способах расположения теплообменника и о том, как смонтировать геотермальное отопление своими руками.

    Несколько исторических фактов

    Когда в 70-е годы прошедшего столетия разразился нефтяной кризис, на Западе возникла жгучая потребность в альтернативных источниках энергии. Именно в тут пору и стали создаваться первые геотермальные отопительные системы.

    Сегодня они получили широкое распространение в Соединенных Штатах, в Канаде и в западноевропейских государствах.

    Например, в Швеции активно используют воду Балтийского моря, температура которой составляет +4°С. В Германии внедрение геотермальных отопительных систем даже спонсируется на государственном уровне.

    В России действуют Паужетская, Верхне-Мутновская, Океанская и другие геотермальные электростанции. Но фактов использования энергии Земли в нашем частном секторе очень мало.

    Реальные преимущества и недостатки

    Если в России геотермальное отопление частного сектора получило сравнительно малое распространение, значит ли это, что идея не стоит затрат на её воплощение? Может быть, и заниматься этим вопросом не стоит? Оказалось, что это не так.

    Использование системы геотермального отопления жилища – решение выгодное. И тому есть несколько причин. В их числе и быстрая установка оборудования, которое способно длительное время работать без каких-либо перебоев.

    Если использовать в отопительной системе не воду, а качественный антифриз, она не будет промерзать и её износ будет минимальным.

    Перечислим и прочие преимущества этого вида отопления.

    • Исключена процедура сжигания топлива. Мы создаём абсолютно пожаробезопасную систему, которая, в процессе своей эксплуатации, не сможет нанести жилью никакого ущерба. Кроме того, исключается ряд других моментов, связанных с присутствием топлива: теперь не нужно искать место для его хранения, заниматься его заготовкой или доставкой.
    • Существенная экономическая выгода. В процессе эксплуатации системы не потребуется никаких дополнительных вложений. Ежегодный обогрев обеспечивают силы природы, которые мы не покупаем. Конечно, при функционировании теплового насоса затрачивается электрическая энергия, но при этом объём производимой энергии существенно превышает размеры потребления.
    • Экологический фактор. Геотермальное отопление частного загородного дома – это экологически безопасное решение. Отсутствие процесса горения исключает поступление в атмосферу продуктов сгорания. Если это осознают многие, и такая система теплоснабжения получит должное повсеместное распространение, негативное влияние людей на природу многократно уменьшится.
    • Компактность системы. Вам не придется организовывать в своём доме обособленное помещение котельной. Всё, что будет необходимо – это тепловой насос, который можно разместить, например, в подвале. Наиболее объёмный контур системы будет располагаться под землей или под водой, на поверхности вашего участка вы его не увидите.
    • Многофункциональность. Система может работать как на отопление в холодное время года, так и на охлаждение в период летней жары. То есть, по сути, она заменит вам не только обогреватель, но и кондиционер.
    • Акустический комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.

    Выбор геотермальной системы отопления экономически выгоден, несмотря на то, что придется потратиться на покупку и установку оборудования.

    Кстати, в качестве недостатка системы упоминают именно затраты, на которые придется пойти, чтобы установить систему и подготовить её к работе. Нужно будет купить сам насос и некоторые материалы, выполнить работы по монтажу наружного коллектора и внутреннего контура.

    Впрочем, эти расходы окупаются всего за несколько первых лет эксплуатации. Последующее использование уложенного в грунт или погруженного в воду коллектора позволяет сэкономить значительные средства.

    К тому же, сам процесс монтажа не настолько сложен, чтобы приглашать для его выполнения сторонних специалистов. Если не заниматься бурением, то всё остальное можно сделать самостоятельно.

    Читайте также:  Отопление дома на солнечных батареях
    Ссылка на основную публикацию