Коллектора геотермальные

Геотермальный тепловой насос, установленный в помещении, собирает тепло из окружающего грунта используя жидкость (антифриз), протекающую внутри трубы. Трубу с антифризом закапывают в землю, или притапливают на дно водоема. Чем длиннее эта труба - тем больше гидравлическое сопротивление потоку антифриза, соответственно необходим мощнее насос для прокачивания антифриза, возрастает потребление электроэнергии и ухудшается энергоэффективность системы теплового насоса. Для того, чтобы уменьшить длину трубы - один длинный поток делят на несколько коротких, с помощью коллектора. Например, для теплового насоса тепловой мощностью 10 кВт необходимо 400 погонных метров трубы с антифризом, с помощью коллектора получают 4 трубы длинной по 100 погонных метров каждая.

После того, как антифриз протек по коротким трубам и собрал тепло из земли - потоки антифриза собирают в один с помощью второго коллектора, и подают в тепловой насос. Протекание антифриза в грунте происходит по кругу в герметичных трубах, которые называют "геотермальные петли".

Пример геотермального коллектора на 4 геотермальных петли производства "ГЕОТЕРМ.ПРО" ООО

Перед первым пуском теплового насоса необходимо заполнить геотермальную систему жидкостью (антифризом) и удалить воздух из геотермальных петель, для чего петли по очереди перекрывают, и гидродинамически "выбивают" воздух. В процессе работы геотермальная система должна автоматически удалять остатки воздуха (малые пузыри и растворенный воздух) из антифриза, поддерживать давление антифриза при его температурных увеличениях/уменьшениях, улавливать грязь фильтром, иметь манометр, группу безопасности, и возможность дополнения антифризом.

Необходимые для этого устройства возможно разместить между геотермальным коллектором и тепловым насосом, для чего приварить к соединительным трубам соответствующие патрубки. Это создаст дополнительные работы монтажнику, увеличит расходы на материалы и займет площадь в помещении. Учитывая, что себестоимость помещения $500 и более за квадратный метр - такое решение не выглядит хорошим.

Мы делаем необходимые патрубки сверху на геотермальном коллекторе, экономим место, ускоряем и удешевляем монтаж.

Пример установки теплового насоса с геотермальным ящиком BOX-IN4, воздухгидроаккумулятором (объединенный воздухоотводчик и расширительный бак), манометром, сбросным клапаном, шаровым краном со встроенным грязевым фильтром, и воздухоотводчиком на "обратке":

Как и все крупные производители геотермальных коллекторов, мы делаем геотермальные коллектора из полиэтилена. Серийное производство из пластмасс требует первоначальных инвестиций в оснастку, но в процессе серийного производства изделия получаются дешевле и качественнее.

Из полиэтилена делают не только геотермальные коллектора, но и всю геотермальную систему в целом. Полиэтилен - недорогой, химически очень стойкий материал, не подверженный коррозии или старению, с минимальным гидравлическим сопротивлением потоку, сохраняет свои характеристики во всем диапазоне рабочих температур геотермального теплового насоса. Лучший материал для геотермии.

Начинающие монтажники тепловых насосов могут сделать геотермальные коллектора из полипропилена, поливинилхлорида или стали. 

Полипропиленовые коллектора дешевые в цене, но очень большие в габаритах. Чтобы сохранить без заужений поток антифриза, и обеспечить равномерное распределение антифриза по геотермальным петлям - необходимо использовать полипропиленовые трубы большого диаметра, и большие полипропиленовые тройники. Например, если из теплового насоса выходят патрубки с внутренним диаметром Ø25 мм - рекомендованный минимальный диаметр внутри коллектора Ø30 мм. В результате получают огромные и уродливые изделия, и как следствие - затруднения с их теплоизоляцией от выпадения конденсата.

Коллектора из поливинилхлорида также дешевые, как и полипропиленовые. Основное применение поливинилхлорида в сантехнике - системы бассейнов и канализации, то есть эксплуатация при плюсовых температурах. С понижением температуры поливинилхлорид становится хрупким. Производители геотермальных тепловых насосов предусматривают температуру антифриза до минус 12°С, при которой коллектор из поливинилхлорида рассыпается под давлением антифриза.

Геотермальные коллектора из стали через пару лет эксплуатации часто начинают протекать, и их выбрасывают. Сварка нержавеющей стали - кропотливый процесс, начиная с поиска электрода или проволоки той же марки что и свариваемая сталь, заканчивая травлением (химическим удалением окалины) и пассивацией (химическим нанесением пленки из оксида хрома) как снаружи, так и изнутри сваренного геотермального коллектора. Отличить качественный сварной шов по внешнему виду невозможно. Найти квалифицированного и ответственного сварщика, со всем набором необходимого оборудования и материалов - практически невероятно. 

Условия работы геотермального теплового насоса зависят от особенностей монтажа и настроек. В общем случае геотермальный коллектор должен выдерживать температуры антифриза от минус 15°С до плюс 50°С, и давление до 10 атмосфер.

Температура антифриза в геотермальном коллекторе может опускаться ниже 0°С. Соответственно, на коллекторе может конденсироваться вода из окружающего воздуха, и даже наростать лед. Эта вода стекает на пол, что приводит к лужам и плесени. Для предотвращения конденсации воды уменьшают контакт геотермальных коллекторов с окружающим воздухом, закрывают коллектора теплоизоляцией.