Водоснабжение и бурение скважин

Бурение скважин и монтаж тепловых насосов


ЧП Рыбалко предлагает вниманию своих клиентов полный перечень работ, связанных с установкой геотермальных систем отопления зданий: начиная от бурения скважин под грунтовые зонды и заканчивая наладкой автоматики.

Актуальность вопроса

Такие традиционные энергоносители как нефть, газ или уголь на сегодняшний день являются отнюдь не дешевыми и не совсем безопасными с экологической точки зрения, а, помимо прочего, еще и относятся к разряду невосполнимых полезных ископаемых. Соответственно, человечество вынуждено искать альтернативные источники энергии, среди которых наиболее известными на сегодняшний день являются энергия солнца, ветра и морского прибоя. Ежегодно на поиски новых, экологически чистых и безопасных технологий тратятся миллионы долларов, в то время как энергия (по крайней мере, тепловая) в неограниченных количествах находится, в буквальном смысле слова, прямо у нас под ногами.
Земля представляет собой огромный естественный аккумулятор тепловой энергии. Поверхностные слои почвы подвержены сезонным колебаниям температуры, но на глубине уже в несколько метров, эти колебания сглаживаются, и температура в течение всего года остается постоянной и положительной. Технологии, использующие энергию земли, носят название геотермальных. Для того чтобы использовать геотермальную энергию для отопления домов применяют, так называемые, тепловые насосы.

Установка и принцип действия теплового насоса

Первый этап – бурение скважин под тепловые насосы. Бурение проводится аналогично обычным скважинам под воду. Чем глубже скважина, или больше их количество, тем больше тепла можно забрать из земли. Скважины бурятся диаметром около 200 мм на глубину от 50 до 120 метров (в зависимости от теплоемкости грунта). Если скважин бурится несколько, рекомендованное расстояние между соседними – 15 метров.
В скважину опускается теплообменник или, как его еще называют, грунтовый зонд, после чего свободное пространство скважины заливается термораствором по типу бетонной смеси. Таким образом, повышается коэффициент теплопередачи от грунта к теплообменнику, и грунтовый зонд надежно защищен от механических повреждений (расчетный срок службы заводского зонда составляет 100 лет). Для увеличения эффективности теплообмена в одну скважину можно опустить сразу два зонда.
В теплообменный зонд закачивается рабочая жидкость – рассол (на основе воды и спирта, этиленгликоля или других антифризов). схема работы теплового насосаПри помощи насоса рассол постоянно циркулирует по теплообменнику, нагреваясь от земли до температуры примерно +6…8 С. Снаружи теплообменный  контур контактирует с контуром испарителя, в который закачан хладагент. Рассол отдает хладагенту свое тепло и поступает обратно в теплообменный зонд.
Хладагент имеет низкую температуру кипения и, забирая тепло от рассола, закипает и начинает выпариваться. Образовавшийся пар поступает в компрессор, где происходит его механическое сжатие. Под принудительным давлением пар переходит в жидкое состояние, процесс перехода сопровождается значительным выделением тепла (жидкость в компрессоре нагревается до +35 … +70 С). Это тепло передается рабочей жидкости последнего теплообменного контура, обычно радиаторным батареям или системе «теплый пол». Дополнительно в систему конечного теплообменника встраивается тепловой аккумулятор, представляющий собой теплоизолированный бак. Аккумулятор позволяет уменьшить количество циклов «пуск-стоп» теплового насоса за счет накопленной в себе тепловой энергии.
Давление в компрессоре резко сбрасывается, и хладагент, отдавший большую часть внутренней энергии при сжатии, резко охлаждается и снова поступает в испаритель.
Далее цикл повторяется.

Эффективность геотермальной установки определяется отношением тепла в самом тепловом насосе к затратам на его привод. В среднем эффективность теплового насоса составляет от 4 до 5. То есть, при затратах электроэнергии на работу геотермальной установки 1 кВт, обеспечивается получение тепловой энергии 4…5 кВт.
Геотермальные технологии могут использоваться не только для отопления жилых домов, но и для предприятий, теплиц или даже фермерских хозяйств.

Тепловой насос или газовый котел?

Традиционно децентрализованное отопление осуществляется посредством газового котла, но ряд факторов все больше заставляют задуматься о переходе к геотермальным технологиям.
Недостатки газового котла:
- постоянно растущие цены на газ;
- зависимость мощности котла от давления подаваемого газа;
- снижение мощности котла и увеличение расхода газа за счет его низкого качества (повышенная влажность газа, присутствие в его составе воздуха и т.д.);
- газовое оборудование относится к группе повышенной опасности, соответственно, разрешение на ремонт и сервисное обслуживание имеется только у специализированных предприятий.

Преимущества геотермального насоса:
- низкие эксплуатационные затраты при высоком КПД (фактически составляет 400-500%);
- стабильные эксплуатационные характеристики (тепловая мощность);
- высокая долговечность;
- возможность производить отопление, подготовку горячей воды и кондиционирование одним и тем же оборудованием (в летний период геотермальная установка может забирать лишнее тепло из дома);
- тепловой насос относится к группе взрыво- и пожаробезопасного оборудования, не требует специального обслуживания, прост в управлении, не представляет экологической опасности;
- максимальная автономность, из внешних источников необходимо только электричество.

Мировой опыт

В Швеции 50% тепловой энергии, расходуемой на отопление домов, обеспечивается геотермальными установками.
В Стокгольме 12% отопления обеспечиваются за счет геотермальных установок размещенных в Балтийском море.
В Швейцарии в настоящий момент эксплуатируется более 60000 тепловых насосов, которые в перерасчете экономят около 150000 литров жидкого топлива.
В США ежегодный выпуск геотермальных насосов составляет 1 млн. штук.
В Германии действует дотационная программа на установку тепловых насосов, благодаря чему геотермальные технологии стали доступными широкому кругу населения.
Мировой Энергетический Комитет прогнозирует, что уже к 2020 году доля геотермальных технологий в отоплении составит 75%.

Ситуация в Украине

На сегодняшний день в Украине отсутствуют собственные производства геотермального оборудования и социальные дотационные программы для населения (как в Германии), что в совокупности с высокими пошлинами на ввоз импортного оборудования делает тепловые насосы доступными в основном людям состоятельным. Но цены на газ неуклонно растут, а геотермальные технологии дешевеют. И если расходы на газовое отопление являются прямой потерей капиталовложений, то установка теплового насоса – скорее инвестиция в будущее, позволяющая при разовых капитальных затратах комфортно чувствовать себя в собственном доме на протяжении следующих нескольких десятилетий, независимо от состояния рынка энергоносителей. Сегодня установка и эксплуатация геотермального насоса мощностью 17 кВт (при потребляемой 5 кВт) окупается примерно за 7 лет.

ЧП Рыбалко производит бурение скважин под тепловые насосы и монтаж всего комплекса геотермального оборудования «под ключ», гарантируя качество и своевременное выполнение работ. Позаботьтесь о комфорте своего дома уже сегодня!