В рамках работ по проектированию внутренних инженерных систем загородного дома специалисты нашей компании разработали проект геотермального теплового насоса.
Технология  геотермальных тепловых насосов на сегодняшний день не получила  широкого распространения в России, в результате чего у потребителя есть большое количество вопросов по таким системам. В целях повышения информированности приведем описание основных технических решений, примененных в проекте.

Исходные данные:

Суммарная тепловая мощность требуемая на отопление, горячее водоснабжение  составляет 49 кВт.

Расчетный годовой расход тепла — 154 000 кВт ч

В качестве источника тепла для системы отопления и ГВС проектом предусмотрен двухступенчатый рассольно-водяной геотермальный тепловой насос фирмы DANFOSS. Для извлечения тепла из грунта проектом предусмотрены коаксиальные грунтовые зонды фирмы REHAU, установленные по технологии «Geothermal Radial Drilling».

Технология «Geothermal Radial Drilling» позволяет разместить геотермальный грунтовой коллектор для мощного теплового насоса на участке сравнительно малой площади.  Кроме того, бурение наклонных нескольких наклонных радиальных скважин обходится намного дешевле, чем бурение одной вертикальной скважины глубиной 300 и более метров.

Количество и длина грунтовых зондов определена расчетом согласно требованиям VDI 4640 «Thermal use of the underground», а также с использованием положений «METHOD FOR INSTALLING A RADIAL GEOTHERMAL ENERGY PROBE FIELD» US 8,457,934 B2. Такой метод расчета позволяет гарантировать длительную эксплуатацию теплового насоса без риска замораживания грунта.
Важно отметить, ошибки в расчете необходимых параметров  наружного контура геотермального теплового насоса может привести к избыточной заморозки грунта. В результате избыточной заморозки грунта значительно снизится эффективность работы геотермального теплового насоса.
Распределительные коллекторы геотермального контура запроектированы в колодцах фирмы REHAU. Проектом предусмотрено объединение коллекторов по принципу Тихельмана для обеспечения гидравлической балансировки системы. Кроме того, проектом предусмотрена установка балансировочных  клапанов Danfoss точной наладки проектных расходов теплоносителя.
При проектировании и устройстве геотермальных контуров для мощных тепловых насосов крайне важно позаботиться о гидравлической наладке. Плохо сбалансированная система никогда не выдаст расчетную мощность, а также будет работать с повышенными эксплуатационными расходами.
В качестве теплоносителя для геотермального контура принят водный раствор этиленгликоля. В качестве труб для магистральных трубопроводов геотермального контура проектом предусмотрены изолированные трубы из сшитого полиэтилена Uponor Supra фирмы Uponor. В качестве трубопроводов геотермального контура, проходящих внутри теплового пункта, проектом предусмотрены трубы из сшитого полиэтилена evalPE-Xa фирмы Uponor (10 бар).