Геотермальные коллекторы - краткое описание функций и преимуществ

Геотермальные коллекторы для рассольных/водяных тепловых насосов - это неглубокие геотермальные энергетические системы, установленные близко к поверхности, которые извлекают тепловую энергию из земли на глубине примерно одного-двух метров. Они подходят для жилых районов, где глубокое бурение невозможно по юридическим причинам.

Геотермальные коллекторы извлекают геотермальное тепло близко к поверхности земли

Для извлечения тепла геотермальные коллекторы устанавливаются близко к поверхности и ниже линии промерзания, подобно системе напольного отопления. В зависимости от региона, эта граница будет варьироваться и существенно влиять на глубину почвы. На практике большинство геотермальных коллекторов располагаются горизонтально на глубине от 1,0 до 1,5 метров ниже поверхности земли. К наиболее распространенным типам относятся поверхностные коллекторы, траншейные коллекторы, спиральные коллекторы и коллекторы в виде геотермальной корзины. В зависимости от типа коллектора и установки глубина земляных работ или бурения может достигать пяти метров. При прокладке труб важно следить за тем, чтобы они располагались на определенном расстоянии друг от друга. В противном случае в некоторых местах коллекторы будут извлекать из земли слишком много тепла, что может привести к замерзанию окружающей территории.

Принцип работы геотермальных коллекторов

Геотермальные коллекторы обычно состоят из пластиковых труб диаметром от двух до четырех сантиметров. Диаметр труб зависит как от состояния почвы, так и от глубины установки, и должен максимально соответствовать потребности в тепле. Неправильная конструкция отрицательно скажется на экономической эффективности, поэтому ее следует избегать любой ценой. Независимо от типа, внутри коллекторов циркулирует рассольная среда, которая поглощает тепловую энергию из грунта и передает ее тепловому насосу грунтового источника.

В тепловом насосе с наземным источником тепла извлеченное тепло передается хладагенту, который затем испаряется. Для того чтобы поднять пары хладагента до необходимой температуры и использовать их для резервного центрального отопления или нагрева горячей воды, они сжимаются с помощью компрессора. Подробно о том, как происходит этот процесс, вы можете узнать в статье Как работает тепловой насос рассол/вода.

По сравнению с геотермальными зондами, для установки геотермальных коллекторов не требуется разрешения, достаточно лишь уведомления местных властей. Чтобы подобрать подходящие коллекторы, необходимо заранее учесть несколько факторов. К ним относятся техника установки и условия грунта.

На практике геотермальные коллекторы часто устанавливаются горизонтально и аналогично напольному отоплению. Однако эта технология требует большой площади. Площадь, которая должна быть свободна, во многом зависит от требований к отоплению. Однако, как правило, площадь коллектора должна быть в полтора-два раза больше обогреваемой площади. Если пространство ограничено, возможна вертикальная установка, например, в виде траншейного коллектора или коллектора геотермальной корзины. Важно учитывать максимальную глубину, поскольку это может привести к проникновению в грунтовые воды, если расстояние до уровня грунтовых вод невелико.

При выборе подходящих геотермальных коллекторов решающую роль играет также тип почвы. Различают влажные и сухие почвы, причем последние дают значительно больше тепловой энергии. В любом случае необходимо следить за тем, чтобы площадь коллектора не была засыпана или даже застроена. Если это произойдет, почва больше не сможет восстанавливаться под воздействием солнечного света и теплого дождя. В результате она будет давать меньше тепла.