Десять градусів тепла — стільки тримає ґрунт на глибині, куди вже не сягають сезонні коливання: і в січневий мороз, і в липневу спеку. Саме на цій сталості побудоване геотермальне опалення. А от готової відповіді, скільки метрів бурити, не існує: глибина свердловини для теплового насоса розраховується під конкретний будинок і конкретну ділянку. Розберемо, з чого складається цей розрахунок і чому цифра, що спрацювала в сусіда, вам, найімовірніше, не підійде.
Від чого залежить глибина свердловини для теплового насоса
Визначальних чинників два: потужність системи та геологія ділянки. Перший показує, скільки тепла контур має зібрати із землі за опалювальний сезон, другий — скільки тепла насправді віддає кожен метр буріння. Є й третій, допоміжний: конфігурація самої ділянки — під’їзд для бурової установки, відстані до будинку й комунікацій. Він не змінює потрібний сумарний метраж, але визначає, як цей метраж розкладуть по стволах.
Потужність: скільки тепла має віддати земля
Відправна точка розрахунку — тепловтрати будинку. Що більша опалювана площа, що слабше утеплення і що холодніший регіон, то більше енергії насос переносить із ґрунту в систему опалення й то довшим має бути контур. Діє просте правило: земля довкола зонда мусить встигати відновлювати температуру. Якщо метражу замало, розсіл повертається до компресора дедалі холоднішим, сезонна ефективність сповзає вниз, а ґрунт рік за роком переохолоджується. Підступність у тому, що перший сезон занижений контур відпрацьовує пристойно: проблеми накопичуються поступово й виявляються тоді, коли добурювання обходиться найважче. Зайві ж метри майже нічого не додають — після розрахункової довжини кожен наступний метр працює дедалі слабше.
Геологія: що саме у вас під ногами
Породи віддають тепло по-різному, тому два однакові будинки в сусідніх селищах можуть потребувати відчутно різної сумарної довжини контуру. Найкраще працюють вологі щільні ґрунти, найгірше — сухі сипкі. Окрема удача — ґрунтові води: їхній рух постійно приносить до зонда свіже тепло. Саме тому досвідчений проєктувальник спершу питає, де розташована ділянка, і піднімає дані буріння в цьому районі, а не називає метраж телефоном.
| Ґрунт на ділянці | Що це означає для свердловини |
|---|---|
| Вологі глини та суглинки | Висока тепловіддача — сумарна глибина менша |
| Водонасичені шари | Рух води поповнює тепло — контур працює стабільно |
| Сухі піски | Тепловіддача низька — метраж доводиться збільшувати |
| Скельні породи | Надійне теплознімання, але буріння складніше й повільніше |
Стабільні +10 °C: головна перевага глибини
Верхні шари землі — велетенський акумулятор сонячної енергії: літнє тепло повільно просочується вглиб, і нижче зони промерзання сезонні стрибки температури практично зникають. Узимку зонд забирає це запасене тепло, за літо земля «заряджається» знову — і цикл повторюється десятиліттями. Шар, що промерзає взимку та прогрівається влітку, у теплознятті майже не бере участі: основну роботу виконує та частина зонда, яка лежить у стабільній зоні.
Повітряний тепловий насос відбирає тепло з повітря, яке найхолодніше саме тоді, коли будинок потребує енергії найбільше, — тому сезонний коефіцієнт повітряних моделей тримається в межах 3–5. Ґрунтовому контуру байдуже до прогнозу погоди: на робочій глибині його чекають ті самі близько +10 °C і в січні, і в липні. Завдяки цьому геотермальні теплові насоси працюють у передбачуваних умовах і досягають SCOP до 6,15 у Thermia Atlas та 5,96 у Calibra: кожна кіловат-година електрики повертається в будинок кількома кіловат-годинами тепла навіть у розпал зими.
Глибина дає й літній бонус: через свердловину будинок можна охолоджувати пасивно. Працює лише циркуляція, яка споживає близько 0,2 кВт, а холод постачає та сама земля, що взимку гріла.
Одна глибока свердловина чи кілька коротших
Розрахункову сумарну довжину контуру не обов’язково набирати одним стволом. Коли глибоке буріння неможливе — щільна забудова, примхливий водоносний горизонт, обмеження техніки, — метраж розподіляють між кількома свердловинами. Головна вимога — рознести їх по ділянці так, щоб зонди не відбирали тепло одне в одного: посаджені надто щільно, вони взимку створюють спільну вихолоджену зону й заважають самі собі. Для системи тепловий насос земля-вода така схема штатна: петлі з’єднують паралельно в спільний колектор, і обладнання сприймає їх як єдиний контур. На результат працює не кількість стволів, а правильно порахований сумарний метраж.
Звідки береться точна цифра
Послідовність незмінна: спершу розрахунок тепловтрат будинку, далі підбір потужності обладнання, потім проєктування контуру з поправкою на геологію. Монтаж геотермального теплового насосу починається саме з цих розрахунків, а не з приїзду бурової: помилку в глибині контуру вже не виправити налаштуваннями самого насоса.
Розрахунок пришвидшують точні вхідні дані: проєкт будинку або хоча б площа та матеріали стін, бажана температура в кімнатах, тип системи опалення — тепла підлога чи радіатори, план ділянки. Що повніша ця картина, то менший запас доводиться закладати в метраж і то ближча розрахункова глибина до фактично потрібної.
Наш об’єкт: Thermia iTec 9 Total у Білогородці
Житловий будинок площею 98 квадратних метрів. Повітряний тепловий насос із вбудованим баком на 180 літрів призначений для опалення, гарячої води й кондиціювання. Опалення — тепла підлога на першому поверсі та фанкойли.
Ставка тут — не лише комфорт найближчої зими. Ресурс обладнання Thermia перевищує 25 років, а зонд у свердловині взагалі не має рухомих частин, тож контур закладається фактично на весь термін життя будинку. Компанія «Новітерм» проєктує системи на шведських теплових насосах Thermia з 2007 року, і багаторічні спостереження зводяться до простої закономірності: правильно розрахована свердловина ніяк про себе не нагадує — вона просто щозими віддає будинку свої стабільні +10 °C.