Геотермия - неисчерпаемый источник низко потенциального                                   тепла +5 -7°C грунта Земли. 

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Циркулирующий внутри геотермального контура холодный теплоноситель  отогревается с глубины Земли через тонкую оболочку КОАКСИАЛЬНОГО геозонда и нагретым с положительной разницей на 3 - 5 градуса поступает в теплообменник  теплового насоса, где происходит температурный теплообмен с газообразным хладагентом (фреоном) и далее уже охлажденный теплоноситель возвращается обратно в контур и цикл повторяется. 

​

 Тепловой насос аналогичен холодильной машине, потребляет электричество только для термодинамического цикла, т.е. на работу компрессора - сжатие хладагента с получением положительной температуры до + 65 градусов.

​

  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 преобразования и экономичнее работа любого теплового насоса.

             Конструкция теплоотборного геозонда Geozondmaster

​

             Изготавливаем геозонды 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 МОНОЛИТНОЙ внешней "оболочки" зонда.

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

В отличии от двухтрубного U образного зонда с паяным наконечником, коаксиальный геозонд собран без сварных муфт "монолит".

Теперь о запасе прочности:  рабочее давлением в геотермальной системе 1,4 -1,8 Bar. Далее, учитываем длину зонда 50 метров при наклонной установке в грунт на мах глубину до 35 метров (дополнительно еще 3,5 Ваr), теперь суммарное давление у наконечника зонда возрастет до 4,4 - 4,8 Bar.  Лабораторное испытание- показало, что разрушение зонда происходит при давлении более 24 Bar!!!

​

​

​

           Геотермический расчет длины "холодного" контура 

​

 Все геозонды 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 требуемая продолжительность 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 40Вт, 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

​

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

При наклонной установки, геозонд будет максимально пересекать подземные зоны  водоносного горизонта, что дополнительно окажет ему тепловую  поддержку, улучшая     эффективность и стабилизируя COP Теплового насоса на протяжении всего отопительного сезона. 

         Сравнительный теплоотбор геозондами  тепла Земли:

    U-образный зонд (двух трубный) и  КОАКСИАЛЬНЫЙ зонд 

 Почему происходит снижение эффективности работы теплонасосной установки  при продолжительной сезонной работе (о заморозке 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 трубы зонда!

​

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.

     Преимущество геотермального КОАКСИАЛЬНОГО          теплообменника - 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!