Одним из наиболее экономичных решений для организации отопления малоэтажных зданий (коттедж, таунхаус, отдельно стоящие магазин или офис, АЗС, склад) является комбинация «тепловой насос — горизонтальный грунтовой коллектор». Данное решение требует минимального объема капиталовложений, но отличается достаточно высоким КПД.
Для монтажа системы необходимо выделить относительно большую открытую площадь. Коллекторы монтируются на небольшой глубине — до 5 метров. Монтаж производится без устройства песчаной подушки, что также минимизирует затраты. Трубопроводная система не требует обслуживания: трубы из поперечно сшитого полиэтилена, срок службы которых составляет более 50 лет (например, трубы PE-Xa производства Uponor), закладываются один раз. Устройство горизонтальных грунтовых коллекторов для обогрева зданий требует тщательных расчетов, они могут быть ограниченно применены для охлаждения. При проектировании необходимо принимать во внимание температуру и состояние грунта, рабочие температуры систем отопления/охлаждения — все это оказывает влияние на эффективность и производительность теплового насоса.
Вертикальные грунтовые коллекторы (зонды) — это теплообменники, состоящие из одной или двух параллельных труб U-образной формы, вертикально установленных в грунте. Такой тип коллектора может монтироваться на ограниченной площади практически в любом типе грунта.
Системы с вертикальными коллекторами менее подвержены колебаниям температуры грунта, чем горизонтальные, поскольку на глубине более 15 метров она относительно постоянна. Вертикальные грунтовые коллекторы наилучшим образом подходят не только для отопления, но и охлаждения.
В отличие от традиционных труб из полиэтилена, молекулярные цепи в трубах Uponor PE-Xa связаны и располагаются одна под другой. Это повышает износостойкость и устойчивость к влиянию температур. Главным свойством данных труб является, так называемый, эффект памяти: исключительная способность материала возвращаться к своей первоначальной форме. Если расширить трубу специальным инструментом, то в течение короткого периода времени ее расширенная часть примет свой изначальный вид. Благодаря этому материал не нуждается в дополнительной герметизации. Так обеспечивается стопроцентно надежное соединение труб без применения уплотнительных колец.
Оригинальное и эффективное решение для отопления и охлаждения офисных зданий и крупных промышленных объектов — это энергетические сваи, в которые монтируются один или несколько трубопроводов. Первые здания, опирающиеся на них, были построены в Германии еще в конце прошлого века. С помощью энергетических свай появляется возможность интегрировать геотермальный теплообменник напрямую в свайный фундамент. Сваи могут быть как готовыми (забивные сваи), так и изготавливаться непосредственно на объекте (винтовые или буронабивные сваи из монолитного бетона).
Энергетические сваи рекомендуется использовать в качестве переменного накопителя — для чередования режимов отопления и охлаждения. Энергетические сваи можно считать выгодным вложением для инвесторов, поскольку их установка позволяет совместить затраты на фундамент и устройство грунтового теплообменника, а в последующем экономить на энергопотреблении.
Еще одно решение для организации отопления и охлаждения жилых домов малой и средней площади, небольших промышленных зданий — энергетические корзины, или энергетические петли.
Подобные системы монтируют там, где невозможно установить вертикальный и горизонтальный коллектор, например, в случае невозможности глубокого бурения, или недостатка свободного места.
Энергетические корзины идеально подходят для геотермальных систем без теплового насоса, таких как станции пассивного охлаждения Uponor EPG6. За счет отсутствия самого дорогостоящего компонента это решение является одним из самых доступных в линейке геотермальных систем. Для нормальной работы станции необходимо всего 3% от потребляемой электроэнергии сплит-системой кондиционирования сопоставимой мощности. Принцип работы Uponor EPG6 основан на том факте, что температура почвы на глубине 2-4 метров не поднимается выше 12-13°С даже в самый жаркий летний месяц. Система Uponor EPG6 состоит из циркуляционного насоса с электронным управлением, климат-контроллера, набора датчиков, компактного теплообменника и запорно-регулирующей арматуры. Станция пассивного охлаждения Uponor EPG6 может дополнить уже ранее установленное в здании оборудование, такое как газовый или твердотопливный котел и т.д.
