Горизонтальное геополе

   В тех случаях, когда установщики сталкиваются с проблемой глубокого бурения, вызванной наличием скальных пород практически на первых метрах бурения, либо заказчик настаивает на таком строительстве, укладка геотермального поля выполняется горизонтально в котловане, траншеях и т.д., ниже точки промерзания грунта в регионе. Размещение труб может осуществляться различными способами от укладки прямолинейных петель до Slinky петель. Иногда применяется укладка Slinky петель в вертикальные траншеи, таким образом, получается некий гибрид между горизонтальной и вертикальной системой геополя. При «отборе» тепла земли используют ее верхний слой, находящийся на глубине до 10 метров от поверхности. 

   С точки зрения теплообмена этот слой грунта находится под воздействием лучистой энергии Солнца, радиогенного тепла из глубинных слоев Земли, конвективного теплообмена с атмосферным воздухом и теплопереноса за счет различных массообменных процессов (дождь, таяние снега, грунтовая вода и т.д.). Отметим, что теплопроводность грунта не является величиной постоянной в течение года. Она зависит от влажности, агрегатного состояния влаги в грунте и температуры. Причем особенно сильно влажность меняется при замерзании грунта. О температуре грунта на различной глубине есть данные из зарубежных источников. Из этих данных можно сделать вывод, что на глубине более 8 метров температура практически постоянна в течение года (изменения составляют только 1/20 изменений на поверхности).

    В странах, где тепловые насосы нашли широкое применение, существует такое понятие, как температура грунта. Американский справочник ASHRAE предлагает определять температуру грунта по температуре грунтовых вод в данной местности. Если исходить из температуры грунтовых вод, то она колеблется в пределах 8°С для условий Белоруссии. При установке теплового насоса в Украине автором были проведены измерения грунтов на месте установки. Результаты составили около 10⁰С. Значение количества радиогенного тепла составляет (для зоны Центральной Европы)  0,05-0,12 Вт/м². Если  оно  не известно, то обычно принимается  0,1 Вт/м ²……

 

   Эти колебания весьма существенны в верхнем трехметровом слое, где собственно и размещаются такие геополя. Основным источником тепла для приповерхностных  геополей является солнечная радиация и талая вода, поступающая в грунт.  Различные конфигурации реализованных горизонтальных полей представлены на фото ниже.

.

Акватермальное поле - разновидность горизонтального геополя

   Это одна из разновидностей горизонтального первичного контура. Если недалеко от дома находится водоем, то нет необходимости проводить буровые работы, а значит установка теплового насоса обойдется дешевле. При этом эффективность акватермального поля не будет ниже, чем с вертикальными геозондами, либо горизонтальной укладкой труб в котлован. Опыт работы акваполей в Украине подтверждает целесообразность их применения. Даже в морозные зимы, когда толщина льда в водоеме составляла до 30см, на входе в испаритель теплового насоса поступал теплоноситель с температурой не ниже +1,5⁰С. Это выше стандартизированной точки рабочих параметров тепловых насосов с закрытым первичным контуром.

  

В некоторых случаях, чтобы избежать повреждения, полиэтиленовые трубы покрывают защитными сетками "кольчугами".