Производство и продажа тепловых насосов

Отопление базы отдыха

Вопрос

Расчитайте пожалуйста геотермальное отопление базы отдыха


 
 
 

Ответ

Добрый день!
При теплоснабжении базы отдыха от теплового насоса для обустройства низкопотенциального источника тепла можно рассмотреть следующие варианты:
- гликолевый вертикальный грунтовый контур
- гликолевый горизонтальный грунтовый контур
- гликолевый горизонтальный контур, погруженный на дно водоёма
- система «вода-вода»
Для ориентировочного расчета возьмём тепловую мощность теплового насоса 200 кВт, из которых 160 кВт мощность отопления домиков и 40 кВт запас для ГВС и пр. В дальнейшем, по уточнённому расчёту, необходимую тепловую мощность можно скорректировать, как в одну, так и в другую сторону.
Для 200 кВт тепловой мощности электрическое потребление будет составлять от 40 до 65 кВт,  в зависимости от температуры горячей воды на выходе из теплового насоса. Соответственно мощность источника низкопотенциального тепла должна быть не менее 160 кВт.
 
Что для этого требуется при вышеуказанных вариантах гликолевых контуров.
Для гликолевого вертикального грунтового контура необходимо пробурить 4-4,5 километра скважин и опустить
в них зонды из ПНД труб, заполненных гликолем. В зависимости от состава грунтов и сложности бурения может понадобится от 50 до 150 скважин при длине каждой от 30 до 100 м. Ориентировочная стоимость от 1 тыс. рублей
за метр под ключ (бурение и установка, включая стоимость ПНД-зонда и гликоля) для неглубоких скважин в мягких грунтах, и до 3-4 тыс.руб за метр в твёрдых породах для глубоких зондов. Соответственно общая стоимость обустройства вертикального грунтового контура для 200 кВт теплового насоса от 5 млн. руб до 15 млн.руб
Можно использовать кустовое наклонное бурение, при котором бурение производится из одного колодца веером.
В этом случае стоимость одного метра грунтового зонда под ключ начинается с 1,5 тыс. руб и выше, в зависимости от сложности грунтов, но необходимые 4-4,5 км можно набурить из всего одного-двух бетонных колодцев диаметром по 1,5 метра каждый.
 
Горизонтальный грунтовый контур обойдётся значительно дешевле, но для его обустройства нужно произвести обширные земляные работы на значительной площади. Для теплового насоса на 200 кВт потребуется заложить под землю около 6-7 км пластиковой трубы на площади не менее 0,6-0,7 гектара. Стоимость земляных работ ниже стоимости бурения скважин, требуемый метраж закладываемой пластиковой трубы в 1,5-2 раза выше. Но ПНД труба,
используемая для грунтовых контуров стоит недорого, 50-70 руб за метр, вместе с фитингами и незамерзающей гликолевой жидкостью обойдётся 100-150 руб за погонный метр.
Такая же труба используется в погружных контурах, опускаемых на дно водоёмов. Земляных работ минимум, но площадь, занимаемая контуром на дне водоёма соизмерима с площадью горизонтального грунтового контура на сопоставимую мощность. К трубе через определённое расстояние необходимо закрепить грузы, чтобы пластиковая не всплывала и не перемещалась. Нельзя просто бросить бухту трубы на дно водоёма, необходимо равномерно распределить трубу по определённой площади, чтобы между соседними нитками было расстояние не менее 0,5-1 метра. Иначе необходимую мощность получить будет сложно, так как стоячая вода и ил на дне водоёма имеют довольно низкую теплопроводность. Теплопроводность воды всего 0,57 Вт/(м*К), она является скорее теплоизолятором и только высокая теплоёмкость воды вместе с конвекцией обеспечивают ей хорошие теплообменные свойства. Конвекция
на дне замкнутых водоёмов практически отсутствует, у дна водоёма скапливается самая плотная вода с температурой около +4С. Если водоём проточный, то можно уменьшить площадь размещения контура.
 
Последний вариант — система «вода-вода», при которой в теплообменник теплового насоса подаётся вода из  какого либо источника, охлаждается и сбрасывается в другой источник, водоём или дренаж. Охлаждать воду можно ориентировочно до +3С , не ниже. Иначе резко вырастает опасность замораживание воды в теплообменнике в случае нештатной ситуации. Если на вход в теплообменник поступает вода с температурой +7С, на выходе +3,5С, то для теплового насоса мощностью 200 кВт требуется расход 40 м3/час. Этот объём воды перед подачей в теплообменник необходимо очистить от грязи и мусора. Для воды из скважины достаточно простых механических фильтров, для воды из открытых источников требуется более сложная обработка, чтобы удалить биологические загрязнения, которые через некоторое время приведут к зарастанию теплообменника.
Для подачи и очистки воды требуется соответствующее насосное оборудование с переменным расходом с системой регулирования по температуре на выходе и очистные устройства.
Какой вариант выбрать?
Необходимо оценить экономическую целесообразность каждого варианта и сравнить друг с другом и с текущими расходами на традиционное отопление (электричество или топливо)