Смотрите статью в формате PDF 
Чтобы выполнить их задачу, необходимо, как и в случае вертикальных зондов, правильно спроектировать проект, которому предшествует анализ почвы, профессиональное выполнение земляных работ и надлежащая подготовка к эксплуатации.
Широко распространено мнение, что нижний источник теплового насоса в виде горизонтального коллектора проще и дешевле в изготовлении по сравнению с вертикальным зондом. Это в основном связано с тем, что для изготовления горизонтального коллектора необязательно использовать специализированное и дорогое оборудование в виде буровой установки. Достаточно оборудования, такого как: экскаватор, бульдозер и уплотнитель грунта (не всегда используется) и иногда колонна самосвалов. Это оборудование широко доступно.
Однако в конечном итоге местные условия будут определять как сложность реализации, так и сумму затрат. В противном случае они будут отображаться, когда территория открыта и доступна, в противном случае, когда это необходимо, например, вырубить старые деревья или перенести подземные сооружения в другое место. Вывод из эксплуатации лиственных и хвойных деревьев в течение 5 лет требует соответствующего разрешения от администрации коммуны или города.
Горизонтальный коллектор нуждается в гораздо большей площади, чем вертикальный зонд. Это требование может быть серьезным недостатком в некоторых случаях. Невозможно заранее определить размер поверхности земли, необходимой для коллектора, даже для теплового насоса с уже установленной мощностью. Размер поверхности земли подбирается не для насоса, а для содержания необходимой тепловой энергии в земле.
Выбор размера коллектора и одной и той же поверхности - задача для дизайнера и геолога. Геолог оценивает грунт с точки зрения энергоэффективности и условий регенерации энергии почвы летом, а проектировщик рассчитывает необходимую площадь поверхности на основе этих данных и проектирует коллектор, способный отводить необходимое количество тепловой энергии.
Дополнительным параметром, который необходимо учитывать, является интенсивность работы нижнего источника. Предполагается, что тепловой насос не должен работать для отопления здания и для отопления коммунальной воды более 2400 часов в год. Это условие определяется производителем теплового насоса с учетом срока его службы.
Проектировщик вместе с геологом определяет глубину, на которой должен быть установлен горизонтальный коллектор. Для этой цели используется карта зон замерзания грунта, предоставленная польской Norma PN / B-03020. Общепринято, что коллектор должен быть утоплен на 20-50 см ниже зоны замерзания. Независимо от стандарта, который, однако, определяет зоны замерзания очень общим образом, стоит учитывать местные геологические условия и опыт.
Слишком мелкое размещение коллектора может привести к тому, что он будет находиться в замерзшем районе зимой и не сможет обеспечить необходимое количество тепла для здания. Слишком глубокое захоронение может вызвать недостаток тепла в последующие отопительные сезоны из-за недостаточной регенерации почвы летом. В обоих случаях в здании будет нехватка тепла из-за плохо работающего нижнего источника (горизонтального коллектора), а не из-за самого теплового насоса.
Пользователь все равно будет искать причины плохого нагрева в насосе, это результат предыдущего опыта, и жалобы будут направлены производителю насоса. В то же время не будет запомнен и учтен тот факт, что для экономии расходов нижний источник был сделан «на ощупь», без участия геолога и профессионального дизайнера, который он решил сам.
Плоский коллектор выполнен из полиэтиленовых труб диаметром 25, 32 или 40 мм. Трубы расположены параллельно серпантину, и это лучший способ разместить трубы под землей. Другое расположение труб, например спиральное, не имеет экономического обоснования. Оптимальное исполнение горизонтального коллектора состоит в том, чтобы покрыть максимально возможную площадь земли, а не в размещении максимально возможной длины труб в земле.
Расстояния между трубами зависят от тепловой эффективности грунта и диаметра самих коллекторных труб. Применяется следующее: чем меньше энергии эффективно использует грунт, тем меньше диаметр труб и меньше расстояние между трубами, и чем эффективнее грунт, тем больше диаметр труб и их расстояние.
В случае камней, содержащих почву, песчаные подстилки следует производить под трубой толщиной около 10 см и такой же толщины над трубой. Это защитит трубы от повреждений и пятен.
Весь горизонтальный коллектор обычно состоит из нескольких петель, соединенных с коллектором. Петли должны иметь одинаковую длину труб и располагаться одинаковым образом (например, одинаковое количество витков). Это условие обусловлено необходимостью поддерживать одинаковые потоки в каждой петле и даже тепловую нагрузку на почву. Чтобы обеспечить равномерную нагрузку на грунт и возможности управления потоком, расходомеры соответствующего диапазона используются на каждом контуре, ротаметрах. Количество и длина контура, скорость потока и диапазон измерения ротаметров и размер насоса выбираются конструктором.
Засыпке коллектора должна предшествовать проверка его герметичности, независимо от того, были ли выполнены трубные соединения или петли были сделаны из одного куска. Невыполнение проверки герметичности перед засыпкой может быть очень дорогим. Проверка на утечку обычно проводится с использованием воды или рабочей жидкости (раствор пропиленгликоля). Для правильной работы коллектора следует соблюдать осторожность, чтобы полностью вентилировать все петли. Для этого следует использовать насосы для наполнения коллектора большими расходами и наполнения каждой петли индивидуально. Чтобы сделать это возможным, петли должны быть оснащены запорными клапанами.
На поверхности горизонтального коллектора нельзя укладывать брусчатку, заливать асфальт, укладывать беседки или здания и т. Д. Горизонтальный участок коллектора должен быть открыт, чтобы солнце и дождь в летний период могли регенерировать весь объем почвы, включая коллектор. Было бы наиболее желательно выращивать газон на поверхности коллектора в сочетании с частыми покосами и обильным поливом.
Владелец горизонтального коллектора вместе с дизайнером должны позаботиться о расположении коллектора на картах для целей проектирования в местном офисе геодезии. Это защитит будущий проект и реализацию других подземных сооружений в зоне коллектора и предотвратит его разрушение.
Доктор Инь. Ян Седлачек
