Скважина для теплового насоса – вертикальная, горизонтальная или под наклоном, какая лучше

Бурение скважин под тепловые насосы, стоимость монтажа тепловых насосов, цена теплового насоса вместе с монтажом в компании НПО Геоспецстрой.

Преимущества и достоинства тепловых насосов:

1. Экономичная эффективность — на 1 кВт затраченной энергии выдает до 5 кВт тепла. Принцип работы теплового насоса базируется не на производстве, а на переносе (транспортировке) тепловой энергии, то можно утверждать, что его КПД больше единицы. Что за чушь? — скажете Вы.В теме тепловых насосов фигурирует величина — коэффициент преобразования (трансформации) тепла (КПТ). Именно по этому параметру сравнивают между собой агрегаты подобного типа. Его физический смысл – показать отношение полученного количества теплоты к величине, затраченной для этого, энергии. К примеру, при КПТ = 4,8 затраченная насосом электроэнергия в 1кВт позволит получить с его помощью 4,8 кВт тепла безвозмездно, то есть даром от природы.
2. Экологически безвреден и безопасен. В тепловом насосе отсутствуют продукты горения, а его малое энергопотребление меньше «эксплуатирует» электростанции, косвенно снижая вредные выбросы от них. Хладагент, используемый в тепловых насосах, озонобезопасен и не содержит хлоруглеродов.
3. Двунаправленный режим работы (возможность охлаждения -кондиционирования). Тепловой насос может в зимнее время обогревать помещение, а в летнее — охлаждать. Отобранную из помещения «теплоту» можно использовать эффективно, например, подогревать воду в бассейне или в системе ГВС.
4. Безопасность эксплуатации. В принципе работы теплового насоса Вы не рассмотрите опасных процессов. Отсутствие открытого огня и вредных опасных для человека выделений, низкая температура теплоносителей делают тепловой насос «безобидным», но полезным бытовым прибором.
5. Универсальная повсеместность применения. Даже при отсутствии доступных линий электропередач работа компрессора теплового насоса может быть обеспечена дизельным приводом.
6. Монтаж не требует согласований. Недра Земли ниже определенной глубины имеют постоянную положительную температуру, значение которой не зависит от времени года на поверхности. Именно это природное свойство постоянства положительной температуры на глубине позволяет использовать тепловой насос практически в любых средах — не только в земле (мягких грунтах), но и в скальных породах, а также в воде.
7. Полная автоматизация процесса отопления помещения. Простота ухода за оборудованием.
8. Срок окупаемости бурения скважины и установки теплового насоса 2-4 года.
9. Отсутствие необходимости в топливе.

В Советском Союзе был практически бесплатный газ и подводили его к домам бесплатно. Сейчас же средняя стоимость подключения газа коттеджу в Подмосковье составляет от 500000 до 1500000 рублей. Вам придется еще обустроить специальное помещение для газового котла, сделать дымоход и вентиляцию. Пройти согласование в газовой службе и т.д и т.п. Средние сроки подключения газа к дому сейчас в России составляют примерно 5 лет.

Всё это время Вам придется отапливаться электричеством, соляркой или газгольдером. Установка дизельного котла или газгольдера и емкостей для них стоит дорого. Газ для газгольдера и дизельное топливо постоянно дорожают. Отопление дома 300 м2 газгольдером или дизелем стоит 15-25 т.руб в месяц. Отопление электричеством такого же дома обойдется в 25-30 т.р. Во многих случаях подключение газа невозможно или экономически не оправдано.

В развитых странах с дорогими энергоносителями тепловые насосы активно используются уже более 50 лет. В некоторых европейских странах государство субсидирует установку тепловых насосов в частных домах, а административные здания строятся только с геотермальной системой отопления.

Тепловые насосы различаются — По типу используемого вида рассеянного тепла:

1. Грунт-вода (используют закрытые грунтовые контуры или глубокие геотермальные зонды и водяную систему отопления помещения);
2. Вода-вода (используют открытые скважины для забора и сброса грунтовых вод — внешний контур не закольцованный, внутренняя система отопления — водяная);
3. Вода-воздух (использование внешних водяных контуров и системы отопления воздушного типа);

Устройство и принцип работы скважины теплонасоса

Автономное независимое отопление дома от скважины с тепловым насосом состоит из двух контуров:

• • 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. 1. Общей придомовой площади.

1. 1. Типа грунта.

1. 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.
  

Производительность грунтового теплового насоса скважинного типа напрямую зависит от грамотно выбранной схемы разводки первичного контура.

Какое количество скважин нужно для работы теплового насоса

Необходимое количество скважин высчитывают исходя из типа грунта и производительности оборудования. Большую теплоотдачу обеспечивает земельный участок с неглубоким прохождением подземных вод, наименьший процент тепла можно получить из песка.

Расчет скважины теплонасоса выполняется в согласии со следующими параметрами:

• • Песок и сухие отложения – даст всего 25-30 Вт на каждый погонный метр уложенного контура.

• • Водонасыщенный грунт – теплоотдача будет на уровне 60 Вт, на п.м. трубы.

• • Камень – гранит, известняк, базальт, имеют самые высокие показатели теплоотдачи, варьирующиеся от 65 до 85 Вт.

• Обычный грунт – по этим параметрам высчитывают среднее значение, равное 50 Вт на 1 п.м.

Глубина скважины для теплонасоса рассчитывается следующим образом:

• • В значение принимают средние параметры или показатели теплоотдачи 50 Вт на 1 п.м.

• • Высчитывают общую производительность теплового насоса. Для частного дома на 200 м² рекомендуется установить теплонасос с производительностью не менее 14 кВт.

• • Высчитывают общую протяженность контура. 14 кВт равны 14000 Вт. Соответственно, водяной контур имеет протяженность 280 м.

• Подсчитывают общее количество колодцев. Средняя глубина, принимаемая в расчет равняется 30 м. Для дома на 200 м², потребуется пробурить 10 скважин.

Если планируется уложить горизонтальный трубопровод, расчеты проводят несколько другим способом:

• • Учитывается зависимость количества тепла от количества труб в скважине. Оптимальным решением является уложение контура с шагом 1-1,5 м.

• • Получается, что 1 м² придомовой территории равен 1- 1,5 м. п. земляного коллектора.

• • Теплоотдача грунта, при горизонтальной укладке: водонасыщенный песок и щебень 40 Вт, обычная почва 20-30 Вт.

• Длина водяного коллектора будет 460 п.м.

Традиционно используют диаметр скважин равный 150 мм. Диаметр обусловлен простотой бурения и размерами улаживаемого водяного контура.

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.

Цены на бурение скважин под тепловые насосы

Мы предлагаем два варианта: первый — аналогичные скважинам на воду. Стоимость соответствует стоимости бурения скважины на воду для коттеджа. И второй вариант — скважины без крепления (обсадки) трубами, цены указаны ниже.

Проводимые работы	Цена за метр
Бурение скважин	от 800 руб.
Бурение скважин и монтаж геотермальных зондов	от 1 000 руб.

Геотермальные скважины аналогичны скважинам для водоснабжения, бурятся на глубину 50-200 м, обсадная труба не требуется. Отсутствие необходимости обсаживать геотермальные скважины стальной трубой значительно удешевляет бурение.

Бурение скважин под тепловые насосы для использования геотермальной энергии

Однако технологии развиваются, и в настоящее время добыть значительное количество энергии для, скажем, обогрева и горячего водоснабжения любого объекта недвижимости (дома, коттеджа, дачи, таун-хауса, офиса, склада, завода) можно практически в любой точке планеты, даже в пределах структур, где никогда не было термальных подземных вод.

Для этих целей существуют термальные насосы, изобретение, сделанное еще в 50-е годы 20-го века, однако именно в последнее десятилетие они приобрели весьма широкое применение в мире за счет высокой экономичности и экологичности.
Принцип их действия основан на извлечении тепла из любого внешнего источника, причем наиболее подходящим является температурное поле Земли за счет постоянства и неисчерпаемости. При этом достаточно любое превышение на 0 С, преобразование в уютное домашнее тепло осуществляется в тепловом насосе, приборе, размером с двухкамерный холодильник.
В большинстве стран Европы и в США этот прибор также популярен, как телевизор или микроволновая печь. Стоимость монтажа теплового насоса можно уточнить у специалистов нашей компании по телефонам, указанным на сайте.

В России процесс медленно, но уверенно развивается, преимущественно, в регионах активного загородного жилищного строительства, и Московский регион является наиболее характерным. За последние 3-4 года установлено порядка 50 тыс. тепловых насосов, использующих тепло из земных недр.

Тепловой насос, работающий от водяной скважины – возражения, сомнения и плюсы

Особенности бурения скважин для тепловых оснащений

Тампонирование

Тампонирование – один из наиболее важных этапов обустройства скважины для теплового насоса. Мы заполняем зазор между зондом и стенками скважины, специальной суспензией с высокой текучестью, которая при застывании перекрывает водоносные слои, образует прочную оболочку, защищает зонд от деформации и разгерметизации при оседании или смещении грунта. Мы используем тампонажные материалы с высокой теплопроводностью, в результате сохраняется высокая термальная эффективность системы. 

Параметры и принцип действия скважин для тепловых насосов

Скидка

Срок исправного функционирования скважин

Почему я выбрал тепловой насос для системы отопления и водоснабжения дома