Грунтовий тепловий насос із заглибленою трубою
Система теплового насоса із заглибленою трубою в грунт використовує ґрунт як джерело тепла або тепловідвід. Основні компоненти включають тепловий насос і набір теплообмінників, закопаних у землю. Ці теплообмінники зазвичай виготовляються з поліетиленових або полібутенових труб високої щільності й забезпечують ефективний теплообмін між системою та землею за допомогою рідини (наприклад, води чи антифризу), що циркулює в закритих підземних трубах.
Малюнок: Принцип роботи грунтового теплового насоса із заглибленою трубою (опалення взимку)
У грунтовій системі теплового насоса із заглибленою трубою динамічні зміни навантаження будівлі та теплообмін із підземним ґрунтом тісно пов’язані та взаємодіють, що робить цю систему теплового насоса також відомою як тепловий насос-з ґрунтом. Під час реалізації існує два основних варіанти способу захоронення теплообмінників: горизонтальне та вертикальне.
Горизонтальне поховання зазвичай передбачає неглибоке поховання, яке є простим у спорудженні та має відносно низькі початкові інвестиції. Однак цей метод займає більшу площу, і на температуру неглибокого ґрунту легко впливає температура повітря на поверхні, що призводить до відносно невеликого теплообміну на одиницю довжини труби.
Навпаки, у той час як вертикальні закопані труби мають більші початкові інвестиції, їх глибоке підземне розташування забезпечує відносно стабільну температуру глибокого ґрунту протягом року, таким чином гарантуючи стабільну роботу системи теплового насоса, і тому широко використовується.
Однак існує потенційна проблема для систем теплових насосів з вертикальними заглибленими трубами: якщо тепло, яке поглинає заглиблений теплообмінник взимку, не збалансоване з теплом, що виділяється влітку, підземний тепловий баланс буде порушено, що призведе до постійного підвищення або зниження температури підземного ґрунту, що зрештою впливає на ефективність теплообміну заглибленого теплообмінника.
