"ГЕОТЕРМ.ПРО" ТОВ - комплектуючі до геотермальних теплових насосів

Зонди геотермальні

Навіщо геотермальні зонди?

Геотермальні зонди збирають тепло в глибині землі та передають його геотермальному тепловому насосу, який цим теплом обігріває будинок.

Геотермальний зонд занурюють у попередньо пробурену геотермальну свердловину. За рахунок вертикального розміщення зонд збирає більшу кількість тепла з одиниці площі землі, ніж горизонтальне геотермальне поле.

Чим наші геотермальні зонди кращі за інші?

Ми розробили та застосовуємо унікальну технологію занурення геотермальних зондів буровими штангами у свердловину мінімального діаметру, та без спеціального дорогого вантажу.

Тампонажну суміш можна закачати в свердловину через бурові штанги, відразу після занурення геозонду. Це суттєво заощаджує час робіт, відміняє спеціальну трубу для подачі тампонажної суміші.

Наші U-повороти та Y-повороти мають довгі патрубки. Якщо з якихось причин зварювання поворотів з трубою не вдалося - монтажник може вирізати зіпсований шматок, і повторити зварювання.

Ціна наших геотермальних зондів менша, ніж імпортних. Основна складова геотермального зонда – поліетиленова труба. Ми впевнені, що можливо купити якісну поліетиленову трубу місцевого виробництва замість того, щоб везти таку ж сотні або тисячі кілометрів.

Крім поліетиленової труби для складання геотермального зонда знадобляться U-повороти, і можливо Y-повороти. Усі комплектуючі надійні та перевірені часом - з 2010 року ми їх робимо, використовуємо самі та продаємо колегам.

Зварити поліетиленові труби терморезисторними муфтами легко, вже десятиліття так збирають підземні розподільні газові мережі.

Незалежно від того, імпортний зонд або зібраний на місці – геотермальний зонд перевіряють перед зануренням у свердловину.

У глибині землі зрідка трапляються несподівані перешкоди, що значно здорожчають бурові роботи, наприклад, каміння, шар гальки або пісковика. Для збереження бюджету - замість запланованих 5 свердловин глибиною по 70 метрів отримують фактичні 7 свердловин по 50 метрів. Ризиковано заздалегідь купувати геотермальний зонд, краще його швидко відрізати за фактом буріння, на місці, виходячи з фактичної глибини свердловини та довжини підключень.

Геотермальний зонд зроблений у ЄС, зварений з частин:

Геотермальний зонд виробництва ЄСU-поворот геотермального зонда виробництва ЄС

Яка глибина та діаметр геотермальних свердловин?

Глибину буріння геотермальних свердловин рекомендує інсталятор теплових насосів після обговорення геології із бурильником. Чим менша глибина свердловин - тим менша ціна буріння одного метра свердловини, але більша кількість свердловин, довжина траншей для підключення свердловин, та дорожче колектор. Звичайна глибина геотермальних свердловин у Києві 50…100 метрів.

Діаметр геотермальних свердловин 90...180 мм, і залежить від конструкції та способу занурення зондів.

Тампонаж геотермальних свердловин. Навіщо?

Свердловини тампонують сумішшю бентонітової глини, цементу, піску та води. Після заповнення свердловини тампонажна суспензія твердне.

Тампонаж геотермальних свердловин вирішує чотири завдання:
1.    Екологічне – блокує перетік води між підземними горизонтами;
2.    Стабільності – без тампонажу ґрунт навколо свердловини зрідка може просідати;
3.    Енергоефективності – тампонаж видаляє повітряні кишені у свердловині, має максимальну кількість твердих часток та мінімальний відсоток води, забезпечує гарну теплопередачу між геотермальним зондом і ґрунтом;
4.    Безпечного тиску в геотермальному зонді, що встановлений у ґрунті з дуже низьким рівнем ґрунтових вод.

Який тиск у геотермальному зонді? Як зонд витримує тиск у глибині землі?

Тиск у геотермальній системі на поверхні землі обмежений конструкцією та потужністю теплового насоса. Максимальний тиск до 6 бар передбачено у потужних теплових насосах, що призначені для обігріву та пасивного охолодження багатоповерхових будівель.

При зануренні на глибину у геотермальному зонді зростає тиск, що складається з тиску на поверхні + тиску стовпа антифризу.  

На зонд, що встановлений у свердловину, зсередини тисне антифриз, та одночасно ззовні тисне вода, ґрунт або тампонаж свердловини. Внутрішній та зовнішній тиск компенсують один одного. Зонд гарантовано витримує тиск до 16 бар, тому зберігається цілим.

Какой антифриз в геотермальных системах?

Абсолютно безпечні антифризи, що складаються на 65% з води та 35% пропіленгліколю (харчова добавка), або на 72% з води та 28% етанолу (етиловий спирт). Певну екологічну небезпеку становлять інші антифризи. Обговоріть склад антифризу з інсталятором.

З чого роблять геотермальні зонди?

Геотермальний зонд складається з:
1.    Двох довгих паралельних поліетиленових труб;
2.    Однієї короткої U-подібної поліетиленової труби (так званий «U-поворот»), що з'єднує один кінець труб між собою;
3.    Двох поліетиленових муфт, за допомогою яких зварені довгі труби та U-поворот. 

Що таке кластерні геотермальні свердловини? Які у них переваги та недоліки?

Геотермальний зонд занурюють у попередньо пробурену у землі свердловину. Свердловини можуть бути вертикальними та нахиленими. Нахилені свердловини можна пробурити з одного місця, в різних напрямах, та отримати групу, або так званий «кластер» геотермальних свердловин. Кластер геотермальних свердловин займає мінімальну площу на поверхні землі, верхня частина свердловин знаходиться близько один до одного

Геотермальні зонди забирають тепло із землі, при цьому навколишня земля остигає. Розташовані надто близько зонди забирають тепло один в одного, тому рекомендована відстань між вертикальними геотермальними зондами в сухій землі 10 метрів. Якщо зонди розташовані в один ряд, і земля на глибині насичена водою – відстань між вертикальними зондами іноді зменшують, але не менше ніж 6 метрів.

У випадку кластерних геотермальних свердловин частини зондів знаходяться менше 6 метрів між собою, тому краще їх не враховувати як джерело тепла.

Довжини кластерних зондів, розташовані менше 6 метрів між собою, залежно від кількості зондів, та кута відхилення зондів від вертикалі:

Кут відхилення
кластерних зондів,
градусів

Кількість зондів, штук
2 шт 3 шт 4 шт 5 шт 6 шт 7 шт 8 шт 9 шт 10 шт
30° 7 м 8 м 9 м 11 м 13 м 13* м 15* м 16* м 18* м
45° 5 м 5 м 6 м 8 м 9 м 9* м 11* м 12* м 13* м
* Нахилені свердловини + одна вертикальна свердловина в центрі
Приклад 1: якщо кут відхилення кластерних свердловин щодо вертикалі 30° - довжину кожної із 5 кластерних свердловин бажано збільшити на 11 метрів порівняно з вертикальними свердловинами
Пример 2: якщо кут відхилення кластерних свердловин щодо вертикалі 45° - довжину кожної з 9 свердловин бажано збільшити на 12 метрів порівняно з вертикальними свердловинами, 8 свердловин зробити похилими та одну вертикальною

Переваги кластерних геотермальних свердловин – розташування на мінімальній площі землі, не потрібні траншеї до кожної свердловини.

Недоліки кластерних геотермальних свердловин у збільшенні довжини свердловин, ціні нахиленого буріння приблизно в півтора рази дорожче від вертикального. Якщо кластерні свердловини заходять на чужу територію також можливі проблеми права власності.

У чому перевага турбованих зондів?

Геотермальне тепло рухається з ґрунту, крізь поліетиленову стінку труби зонда, до теплоносія (антифризу) усередині зонда. Коефіцієнт теплопровідності матеріалів:
     •    ґрунт 1,1 Вт/м°К;
     •    полиетилен 0,4 Вт/м°К;
     •    антифриз 0,6 Вт/м°К.

У поліетилену найменша теплопровідність, він є своєрідним "вузьким місцем" у процесі передачі тепла. Тому товщина стінки поліетиленової труби має бути мінімальною. У турбованих зондах навпаки зроблено потовщення поліетиленових стінок, що погіршує передачу тепла.

Рух антифризу в будь-якому, турбованому або нетурбованому зонді відбувається як правило в турбулентному режимі.

Схоже, що користь від турбованих зондів отримують лише маркетологи.

Як довго працюють геотермальні свердловини?

Поліетилен, з якого виготовляють геотермальні зонди, під землею не руйнується. З поліетиленових труб, як підтверджено надійних, роблять газопроводи.

Геотермальний зонд буде працювати доти, доки стоїть будівля, яку потрібно обігрівати та охолоджувати.

Які мінуси та плюси у геотермального опалення?

Мінуси: 
    •    у вас має бути земля де зробити геотермальні свердловини або геотермальне горизонтальне поле;
    •    відносно дорога ціна.

Плюси у тому, що геотермальне опалення надзвичайно ефективно, та приблизно в 4 рази дешевше, ніж традиційні джерела тепла. Також це відновлювана екологічно чиста енергія, тому вона корисна для вас, допомагає оплачувати рахунки, не отруює вас і навколишнє середовище. Геотермальне опалення - хороша інвестиція у майбутнє

Як зробити геотермальну свердловину власноруч?

Вручну можна пробурити тільки неглибоку свердловину. Верхні шари ґрунту змінюють свою температуру протягом року, містять мало тепла у другій половині зими та на початку весни.

Для буріння середньої чи глибокої свердловини необхідні бурова установка та відповідні навички. Напевно, вам не вдасться зробити геотермальні свердловини власноруч.