Геотермальний зонд – це грунтовий теплообмінник, у якому циркулює теплоносій. На відміну від горизонтально встановленого грунтового теплового колектора система труб вставляється у вертикальну або похилу свердловину. За допомогою геотермального зонда тепло витягується із землі або подається до неї. Тепловий насос здатен підвищити рівень температури геотермальної приповерхневої енергії, щоб використовувати її для опалення будівель.
Типи геотермальних зондів
Найбільш поширений тип геотермального зонда складається з паралельних поліетиленових пластикових труб, дві з яких з'єднані на нижньому кінці U-подібною основою. Говорять про U-зонди або подвійні U-зонди, коли на свердловину використовується дві пари труб. Можливі також коаксіальні зонди, в яких потік та повернення теплоносія відбувається у внутрішній трубі та в кільцевому просторі між внутрішньою та зовнішньою трубою коаксіального зонда.
Подвійний U-зонд
Якщо для будівництва планується пальовий фундамент, зонди можуть бути спроектовані як так звані енергетичні палі. Аналогічно активації теплового компонента, пластикові труби для теплоносія потім бетонуються в опорні або фундаментні палі.
Розсіл, що є сумішшю води і антифризу, зазвичай тече по трубах по замкнутому контуру. В якості альтернативи як теплоносій може бути використаний діоксид вуглецю. Потім зонд працює за принципом теплової труби (двофазний термосифон) і зазвичай виготовляється з нержавіючої сталі.
Встановлення та принцип роботи геотермального зонда
Сьогодні найчастіше використовуються U-зонди. Попередньо мобільна бурова установка бурить свердловину методом промивання або сухого буріння, з обсадними трубами або без них, залежно від породи. При використанні звичайних зондів типу U діаметр буріння становить близько 140-180 мм. Після проходження свердловини на заплановану глибину в свердловину вводиться зонд (U-подібні зонди, а також нагнітальна труба, всі разом, при необхідності обтяжені натяжним вантажем біля основи зонда). У порожнину свердловини, що залишилася, знизу вгору закачується заповнюючий матеріал (бентоніто-цементно-суспензійний або цементний розчин), по можливості з хорошою теплопровідністю, що переноситься разом з зондом. Будь-які обсадні труби, встановлені під час буріння, знову виймаються під час заповнення.
Після встановлення решти зондів на місці та проведення заключних робіт (наприклад, перевірки тиску окремих зондів) подачі та зворотні лінії зондів підключаються до теплового, система заповнюється теплоносієм та випускається повітря. Окрім оглядових колодязів, після завершення робіт жодні споруди не видно над рівнем землі.
Під час роботи теплоносій, що знаходиться в замкнутому контурі, прокачується через свердловинний теплообмінник за допомогою циркуляційного насоса та нагрівається геотермальним теплом через стінку труби на шляху до найглибшої точки і назад. Таким чином, свердловинний теплообмінник утворює теплообмінник із великою площею поверхні. Велика площа поверхні досягається за рахунок об'єднання труб.
Нагрітий теплоносій надходить у теплообмінник теплового насоса для вилучення з нього тепла, шляхом випарного охолодження. Тепловий насос, підвищує температуру температуру до рівня, необхідного для опалення. Чим більша різниця температур між температурою землі та бажаною температурою теплоносія, тим більше потрібно енергії механічного насоса. Тому вигідними є низькотемпературні системи опалення, такі як панельне опалення.
Вам може сподобатись
