Хоча минув деякий час, щоб теплові насоси зрозуміли власникам будинків, часи змінюються, і у Великобританії теплові насоси тепер є перевіреною технологією на постійно зростаючому ринку. Теплові насоси працюють, використовуючи природну теплову енергію, вироблену сонцем. Ця енергія поглинається земною поверхнею, яка діє як гігантський накопичувач тепла. Контур заземлення або ґрунтовий колектор, який є підземною трубою, поглинає це низькотемпературне тепло від навколишнього ґрунту та транспортує це тепло до теплового насоса. Контур заземлення або колектори тепла, які містять суміш гліколь/антифриз, можна встановити різними методами. Грунтові теплові насоси можуть використовувати різні колектори тепла, такі як труби, прокладені горизонтально в землі або вертикально в свердловині. Тепло можна отримати з річок, струмків, ставків, моря або колодязів – теоретично, де б не було теплоносія або джерела тепла, можна використовувати тепловий насос.
Доступні типи масивів/колекторів контуру заземлення
Горизонтальні колектори
Поліетиленову трубу закопують в траншеї або на великій виритій площі. Труби наземного колектора можуть варіюватися від 20 мм, 32 мм або 40 мм, але в принципі ідея однакова. Глибина труби має становити лише 1200 мм або 4 фути, і іноді може знадобитися пісок, щоб діяти як подушка навколо труби. Індивідуальні виробники рекомендують певні методи встановлення петлі, але загалом існують три основні системи, які являють собою прямі відрізки колекторної труби, де викопуються траншеї, а труба прокладається вгору та вниз по визначеній ділянці, доки вся необхідна труба не буде закопана, ефект матування, коли велика площа розкопується, а серія петель закопується, створюючи ефект труб під підлогою в землі, або обтяжки, які є попередньо виготовленими котушками труб, які розгортаються в траншею різної довжини. Вони можуть бути встановлені вертикально або горизонтально, і після встановлення нагадують пружину, яку розібрали. Хоча колектор контуру заземлення звучить просто, розміри та дизайн макета є вирішальними. Необхідно встановити достатню кількість контуру заземлення, щоб не відставати від теплових втрат майна, конструкції та розміру теплового насоса, який встановлюється, і бути розміщеним на необхідній площі землі, щоб потенційно не «замерзнути землю», зберігаючи при цьому мінімальну швидкість потоку розраховується на стадії проектування.
Вертикальні колектори
Якщо немає достатньої площі для горизонтального методу, альтернативою є вертикальне буріння.
Буріння є корисним методом не тільки при спробі отримати тепло із землі, але й свердловини корисні при використанні теплового насоса в зворотному напрямку для охолодження в літні місяці.
Існує два основних варіанти буріння: система із замкнутим циклом або система з відкритим циклом.
Просвердлені системи замкнутого циклу
Свердловини можна бурити на різну глибину залежно від розміру необхідного теплового насоса та геології землі. Вони мають діаметр приблизно 150 мм і зазвичай бурять на глибину від 50 до 120 метрів. Термічна петля вставляється в свердловину, а отвір заливається теплоізоляційним розчином. Принцип такий самий, як і горизонтальні контури заземлення з сумішшю гліколю, що прокачується навколо контуру для збору тепла від землі.
Свердловини, однак, є дорогими для установки, і іноді потрібно більше одного. Геологічні звіти мають вирішальне значення як для бурильника, так і для визначення електропровідності.
Просвердлені системи з відкритим контуром
Бурові системи з відкритим контуром – це системи, де буряться свердловини, щоб досягти хорошого постачання води з землі. Вода відкачується і пропускається безпосередньо над теплообмінником теплового насоса. Після того, як «тепло» пройде через теплообмінник, ця вода знову закачується в іншу свердловину, назад у землю або в місцевий водний шлях.
Системи з відкритим контуром є надзвичайно ефективними, оскільки температура води, як правило, має вищу більш постійну температуру, що фактично виключає використання теплообмінника. Однак вони потребують більш детального проектування та планування за погодженням з місцевою владою та Агентством з навколишнього середовища.
Ставок Петлі
Якщо є достатній ставок або озеро для використання, тоді килимки для ставка (килимки з труб) можна занурити, щоб уможливити вилучення тепла з води. Це замкнута система з гліколевою сумішшю, яка знову прокачується навколо труби, з якої утворюються килимки для ставка. Необхідно враховувати сезонні коливання рівня води, і, як правило, небагато ставків підходять через недостатню площу/об’єм води.
Петлі ставків можуть бути дуже ефективними, якщо їх правильно спроектувати та вибрати розмір; проточна вода є більш ефективною через постійне надходження тепла, а вода або «джерело тепла» ніколи не повинні опускатися нижче приблизно 5oC. Контурні системи ставків також корисні для охолодження в літні місяці, коли тепловий насос працює в зворотному напрямку.
Час публікації: 15 червня 2022 р