GEOZONDMASTER

+7 (917) 579-72-17

(услуги для физ. и юр. лиц).

Московская обл. и
прилегающие обл.

Производство и монтаж закрытой КЛАСТЕРНОЙ геотермальной системы отопления на базе теплового насоса.  

  Современные технологии позволяют нагревать воду и отапливать загородный Дом используя физический принцип работы Теплового насоса - преобразование  энергии ЗЕМЛИ в более высокую температуру. Такой насос называют "грунтовый" или"геотермальный" ("Гео"- Земля).  

​

Принцип работы теплового насоса основан на замкнутом цикле Карно -  холодильник наоборот, поэтому основные компоненты насоса это компрессор и два теплообменника с внешним подключением. 

Тепловой насос потребляет электричество всего 20% и то, только на работу компрессораолько для термодинамического цикла - сжатие хладагента с получением положительной температуры до + 55 градусов. Выглядит это так, на потребленный 1кВт электричества, мы получаем от 4 - 6кВт ТЕПЛА! 

​

   Теплонасосное оборудование устанавливают в внутри дома или в бойлерной, с  подключением к внутреннему - "горячему" контуру отопления (теплый пол или батареи), а внешний - "холодный" контур выполняет функцию "теплоотбора"  низкопотенциального тепла Земли, обустраивают в грунте на улице.

                           Процесс теплообмена в холодном контуре

​

  От теплонасосной установки охлажденный до минус 2 гр. теплоноситель (рассол) подается в закрытый геотермальный контур, внутрь коаксиального зонда, проходя по всей длине сердечника, при этом отогреваться он начинает только с глубины Земли, через тонкую внешнюю стенку зонда и уже нагретым на 2-3 градуса поступает обратно в теплообменник теплового насоса, где происходит теплообмен с газообразным хладагентом (фреоном) и далее цикл повторяется. 

​

​

 Коэффициент преобразования геотермального теплового насоса называется COP и  находится в прямой зависимости от температуры приходящего теплоносителя из  грунта Земли  и чем выше будет эта температура, тем больше эффективность и экономичнее работа любого теплового насоса.

      Конструкция теплоотборного геозонда Geozondmaster

​

​

        Изготовление зондов длинной:  25м, 33м и 50 метров. 

   Конструктивно геозонд состоит из двух видов высокопрочных полимерных труб разного диаметра и теплопроводности, располагаемых по принципу«труба в трубе» с термоформованием концевого основания - внешней "оболочки" зонда.                         В отличии от двухтрубного U образного зонда, коаксиальный зонд изготавливают  без применения сварных муфт. 

  Внешняя "оболочка" зонда изготовлена из полиэтиленовой трубы  диаметром 50 мм  PE100.50.2,4 ГОСТ (18599 - 2001), внутренний сердечник высокопрочный полиэтилен диаметром 32 мм, стенка 4мм.  

Теперь о запасе прочности:  рабочее давлением в геотермальной системе 1,4 -1,8 Bar. Итак длина зонда достигает до 50 метров, а при наклонной установке в грунт зонд погружается на глубину до 35 метров ( это дополнительно еще 3,5 Ваr).  Суммарное давление у наконечника зонда возрастет до 4,4 - 4,8 Bar.  Лабораторное испытание - показало, что разрушение оболочки зонда происходит при давлении  более 24 Bar, а это почти десятикратный запас прочности !!!

​

​

           Геотермический расчет длины "холодного" контура 

​

 Все зонды должны "снимать" ТЕПЛО Земли равномерно и не переохлаждать грунт у основания коллектора (бетонного кольца). В расчёте учитывается конструктивная модель КЛАСТЕРНОГО "КУСТА", с поправкой на грунтовую особенность нашей полосы Европейской части России и продолжительности работы Теплового насоса.

​

Среднее значение для расчета теплоотбора (для грунта Подмосковья) на 1 м/п геозонда 30 - 40 Вт; 

Вариант 1: берется "холодная" мощность ТН и делится на 30 Вт;

                                        или 

Вариант 2: берем "тепловую" мощность ТН и делим её на 40 Вт;

​

Пример: для ТН с тепловой мощностью 10 кВт тепла, делим мощность на 40 Вт,  получаем минимальную длину геотермальной системы 250 метров.

  Удельный "отбор" тепловой мощности грунта (VDI 4640)            начиная с глубины от  2-3 метров (www.stiebel-eltron.ru)

                            
                            Сухая песчаная почва            gE = 10-15 Вт/м2
                            Влажная песчаная почва         gE = 20-25 Вт/м2
                            Сухая глинистая почва          gE = 15-20 Вт/м2
                            Влажная глинистая почва      gE = 25-30 Вт/м2
                            Почва с грунтовыми водами gE = 30- 40 Вт/м2

                            Водонос (движение воды)      gE = 40- 50 Вт/м2

​

      Преимущество и отличие  КОАКСИАЛЬНОГО          теплоотборника - в модели КЛАСТЕРНОГО  "Куста" 

​

• равномерный теплосъем по всей длине геозонда, в отличии от  U-образного  двух трубного зонда;

• обладает лучшими гидравлическими характеристиками (уменьшение мощности  циркулирующего насоса);

• более  прочный, не боится перегибов и не подвержен пластовому сжатию; 

• температура рассола с приближением к основанию коллектора (поверхности  Земли)  -  всегда возрастает, где массив  грунта существенно меньше. 

• грунт вокруг колодца всегда тёплый и не переохлаждается (в отличии от применения U-образного зонда для этой технологии), можно сажать деревья с любой корневой системой!

• КОАКСИАЛЬНЫЙ зонд может взять столько тепла Земли, сколько будет способен отдать ему грунт! 

• наклонная установка зондов позволяет максимально пересекать подземные зоны  водоносного горизонта, что дополнительно оказывает зонду тепловую поддержку, улучшая характеристики и стабилизируя COP Теплового насоса на протяжении всего отопительного сезона. 

           Сравнительная модель теплоотбора геозондами :

    U-образный зонд (двух трубный) и  КОАКСИАЛЬНЫЙ зонд 

               Снижение эффективности работы теплонасосной

                     установки (заморозка грунта). 

​

Особенностью коаксиального зонда, является отсутствие "паразитных" холодных зон ухудшающих отбор низкопотенциального  тепла Земли.

Так например, при продолжительной работе U зонда рис.1 происходит постепенная заморозка грунта (синяя область), что приводит к снижению нагрева циркулирующего теплоносителя в трубах зонда и снижению эффективности преобразования теплового насоса, т.е. просто упадет СОР преобразования.

Теплоноситель от теплонасососной установки, поступает в геотермальный контур всегда охлажденный (т.е. с пониженной температурой), а при  ошибках в геотермическом расчете, из-за не достаточной длины контура, теплонасосная установка будет просто "морозить" грунт!

​

Стабильный теплообмен возможен только за счет привлечения БОЛЬШОГО  массива  грунта Земли, а не локального грунта вокруг 

​

Температура грунта, от которого зонд "отнимает" низкопотенциальное тепло Земли не должна  достигать отрицательных значений! Однако, при работе геоконтура допускается некоторое начальное снижение температуры с её дальнейшей стабилизацией на какой-то определенной  положительной отметке и чем выше эта отметка, тем больше будет эффекта экономии  СОР  преобразования и дешевле получаемое тепло.

​

​

​

      Вариант заморозки коллектора и грунта  Земли - ошибка в расчетах,                 не учтены пиковые нагрузки (аварийная остановка теплового насоса).