В связи с тем, что геотермальные тепловые насосы постепенно завоевывают все большую популярность, по-прежнему немногие по-настоящему знают требования по их установке и дальнейшей эксплуатации.
На территории Италии создание правил и норм, которые регламентируют использование геотермических коллекторов, осуществляется в каждом регионе в отдельности. Это объясняется действующим законодательством по охране подземных вод, грунта и окружающей среды. Хотя далеко не в каждом регионе подобное задание выполнено в полном объеме. К примеру, имеется проблема диверсификации правил и норм, поскольку они существенно меняются от одного района к другому. Именно это предоставляет возможность заявлять о том, что в Италии на сегодняшний день отсутствует стратегическое видение конкретного вопроса. В конечном итоге все это является причиной появления значительных проблем для монтажников, проектировщиков и организаций, работающих в этой теплотехнической отрасли, а также моментального распространения подобной инновационной технологии. Все это наталкивает на вывод, что целесообразно было создать единое общенациональное законодательство – понятное и простое, которое бы дало возможность избежать разнообразных трудностей во время проектирования и создания геотермических систем. Кроме того, существуют довольно обоснованные опасения, подразумевающие, что ресурсы в районах крайне малы, чтобы качественно создавать правила и нормы в конкретной области. В этой статье мы попробуем рассмотреть некоторые требования и правила по использованию геотермического оборудования.
Общие правила и требования
На сегодняшний день имеющиеся местные нормативы (или те, которые вступят в силу в ближайшем времени) классифицируют геотермические установки в зависимости от следующих параметров:
- мощность охлаждения / тепловая мощность;
- глубина, на которую закладывается геотермический коллектор.
Давайте разберем каждый из них более подробно.
1. Мощность охлаждения / тепловая мощность. По этому показателю коллекторы бывают среднего и малого размеров (мощность составляет менее 50 кВт), а также большого размера (более 50 кВт). Следует заметить, что оценка тепловой мощности осуществляется на основании информации о теплосодержании почвы (методика грунтового тестирования). Это тестирование производится при помощи пилотного коллектора, интегрируемого в дальнейшем в единую систему геотермической установки. Важно, чтобы замеры мощности оборудования выполнялись при разных режимах, что в конечном итоге предоставит возможность получить максимально точные результаты.
2. Глубина укладки геотермических коллекторов. Стоит заметить, что монтаж геотермических коллекторов запрещен на природоохранной территории. На местности, которая к таковой не относится, возможны следующие варианты:
- глубина, требующая получения разрешения;
- глубина, не требующая получения разрешения.
В первом случае если глубина укладки геотермического коллектора превышает параметры, указанные в нормативных актах для конкретной местности, то требуется получить специальное разрешение соответствующих органах местной власти. Дополнительно для этой ситуации понадобится регистрация оборудования после его установки. Эта процедура выполняется в региональном регистре геотермальных установок.
Что касается варианта, не предусматривающего получение разрешение, то он подразумевает, что укладка геотермического коллектора будет производиться глубине, находящееся в пределах, установленных региональными нормами.
Стоимость электрической энергии
В Италии, стране, где стоимость электрической энергии существенно больше среднеевропейского уровня, существует несколько рынков: общий – отличается фиксированными ценами, регулируемыми Национальной организацией газа и электроэнергии; и свободный, где стоимость определяется в соответствии с законом спроса и предложения.
Следует заметить, что установка теплового насоса для отопления частного дома подразумевает возможность выбрать один из следующих вариантов:
- двухтарифный счетчик, характеризующийся функцией раздельного фиксирования энергозатрат потребителей и теплового насоса;
- однотарифный счетчик, фиксирующий энергозатраты для каждого потребителя.
В первой ситуации тариф на электрическую энергию для теплового насоса будет отличаться от тарифа для прочих потребителей. Соответственно, это предоставит возможность уменьшить затраты на тепловой насос и быстрее окупить внушительную цену двухтарифного счетчика.
Устройство контура присоединения геотермического коллектора к тепловому насосу
Для того чтобы подключить к тепловому насосу геотермический коллектор, а также элементы, находящиеся между ними в контуре, нужно соблюдать следующие рекомендации. На первой стадии нужно вычислить количество теплоты, которое нужно забрать из земли. При этом стоит учитывать расчетный коэффициент преобразования для теплового насоса и тепловую мощность используемого оборудования. Вторая стадия подразумевает определение наибольших габаритов теплообменника:
1. Геотермические зоны. Чтобы вычислить их длину, необходимо разделить количество теплоты, которое нужно забрать из земли, на теплоэффективность скважины (линейную). В дальнейшем, в зависимости от конфигурации зонда (четыре или две петли), определяется требуемая длина труб.
2. Коллекторы корзиночного вида. Для них нужно вычислить число корзин. С этой целью количество теплоты, которое нужно забрать из земли, делится на теплоэффективность одной корзины. Затем определяется протяженность трубопровода, основываясь на конфигурации корзин и их общем числе.
3. Спиральные геотермические коллекторы. Чтобы рассчитать их площадь, необходимо разделить количество теплоты, которое нужно забрать из земли, на теплоэффективность почвы. Потом рассчитывается длина трубопровода, основываясь на шаге спирали и его диаметре.
4. Кольцевые коллекторы. Их протяженность определяется путем деления количество теплоты, которое нужно забрать из земли, на линейную теплоэффективность геотермического коллектора.
5. Коллекторы улиточного и змеевикового типов. Для того чтобы получить общую площадь, нужно разделить количество теплоты, которое нужно забрать из земли, на теплоэффективность земли. В дальнейшем вычисляется длина применяемых труб, основываясь на межвитковом расстоянии (зачастую, принимают равное 0,4 м).
Третья стадия подразумевает максимально точный выбор габаритов контура присоединения теплового насоса и геотермического коллектора. Эта процедура осуществляется при помощи следующих характеристик:
- гидравлическое сопротивление;
- тепловая мощность коллектора.
Определяется тепловая мощность геотермической установки в соответствии с разностью температуры теплоносителя от трех до пяти градусов. Что касается вычисления гидравлических потерь (за исключением потерь, происходящих во внутреннем контуре теплонасоса), то специалисты рекомендуют принимать такие значения:
- 3500 – 4000 мм вд.ст. – для крупных систем;
- 1500 – 2000 мм вд.ст. – для средних и малых систем.
Для максимально точного определения потерь напора в геотермическом коллекторе нужно учитывать температуру теплоносителя, поскольку именно от нее будут зависеть текучесть и вязкость жидкости. Эта информация, в большинстве случаев, содержится в документации производителей теплоносителей.
Выбор незамерзающей жидкости также имеет огромное значение для нормального функционирования геотермической установки. Для начала стоит сказать, что эта жидкость является смесью незамерзающего агента и обыкновенной воды. Важно, чтобы концентрация этого агента гарантировала функционирование насоса при температуре, которая будет на семь-восемь градусов меньше расчетной. В большинстве случаев, исход из соображений безопасности, геотермальные коллекторы заполняются жидкостью, для которой температура замерзания составляет приблизительно 20 градусов ниже нуля.
Только соблюдая все эти условия и рекомендации можно получить инновационную геотермическую установку, которая будет согревать Ваше помещение в течение всего года!
