Геотермальні колектори - коротко про функції та переваги

Геотермальні колектори для теплових насосів на розсолі/воді - це поверхневі геотермальні системи, встановлені близько до поверхні, які видобувають теплову енергію з ґрунту на глибині приблизно від одного до двох метрів. Вони підходять для житлових районів, де глибоке буріння неможливе з юридичних причин.

Геотермальні колектори

Для рекуперації тепла геотермальні колектори встановлюються близько до поверхні і нижче лінії промерзання, подібно до системи теплої підлоги. Залежно від регіону, ця межа буде відрізнятися і суттєво залежатиме від глибини залягання ґрунту. На практиці більшість геотермальних колекторів розташовуються горизонтально на глибині від 1,0 до 1,5 метрів під поверхнею землі. Найпоширенішими типами є поверхневі колектори, траншейні колектори, спіральні колектори та геотермальні колектори-кошики. Залежно від типу колектора і способу його встановлення, виїмка ґрунту або буріння може сягати до п'яти метрів у глибину. При прокладанні труб важливо переконатися, що вони знаходяться на певній відстані одна від одної. Якщо цього не зробити, то в деяких місцях колектори будуть витягувати з землі занадто багато тепла, що може призвести до замерзання території навколо них.

Як працюють геотермальні колектори

Геотермальні колектори зазвичай складаються з пластикових труб діаметром від двох до чотирьох сантиметрів. Діаметр труб залежить як від властивостей ґрунту, так і від глибини встановлення, і повинен якомога точніше відповідати потребі в теплі. Неправильний розрахунок матиме негативний вплив на економічну ефективність, і його слід уникати за будь-яку ціну. Незалежно від типу, всередині колекторів циркулює сольовий розчин, який поглинає теплову енергію з ґрунту і передає її ґрунтовому тепловому насосу.

У геотермальному тепловому насосі витягнуте тепло передається холодоагенту, який потім випаровується. Для того, щоб підняти отриману пару холодоагенту до необхідної температури і використовувати її для резервного центрального опалення або підігріву гарячої води, її стискають за допомогою компресора. Детально про те, як відбувається цей процес, ви можете дізнатися в статті Як працює тепловий насос

На відміну від геотермальних зондів, для встановлення геотермальних колекторів не потрібен дозвіл, достатньо лише повідомити про це місцеві органи влади. Для того, щоб знайти правильні колектори, необхідно заздалегідь врахувати кілька факторів. До них відносяться технологія встановлення та умови ґрунту.

На практиці геотермальні колектори часто встановлюють горизонтально, подібно до системи "тепла підлога". Однак ця технологія вимагає великої площі. Простір, який повинен бути доступним, дуже сильно залежить від потреб в опаленні. Однак, як правило, площа колектора повинна бути приблизно в півтора-два рази більшою за площу, що обігрівається. Якщо простір обмежений, можлива вертикальна установка, наприклад, у вигляді траншейного колектора або геотермального колектора-кошика. Важливо враховувати максимальну глибину, оскільки це може призвести до вторгнення в ґрунтові води, якщо відстань до рівня ґрунтових вод невелика.

При виборі правильних геотермальних колекторів вирішальну роль відіграє також тип ґрунту. Розрізняють вологі та сухі ґрунти, причому останні дають значно більше теплової енергії. У всіх випадках необхідно подбати про те, щоб область колектора ніколи не була засипана або навіть забудована. Якщо це станеться, ґрунт більше не зможе відновлюватися під впливом сонячного світла і теплих дощів. Результат: він буде давати менше тепла.