Existují čtyři základní typy systémů zemních smyček. Tři z nich – horizontální, vertikální a rybník/jezero – jsou systémy s uzavřenou smyčkou. Čtvrtým typem systému je možnost otevřené smyčky. O tom, které je pro dané místo nejlepší, rozhoduje několik faktorů, jako je klima, půdní podmínky, dostupná půda a místní náklady na instalaci. Všechny tyto přístupy lze použít pro obytné i komerční budovy.
Systémy s uzavřenou smyčkou
Většina geotermálních tepelných čerpadel s uzavřenou smyčkou cirkuluje nemrznoucí roztok přes uzavřenou smyčku – obvykle vyrobenou z hadičky plastového typu s vysokou hustotou – která je zakopána v zemi nebo ponořena do vody. Tepelná výměna přenáší teplo mezi chladivem v tepelném čerpadle a nemrznoucím roztokem v uzavřené smyčce.
Jeden typ systému s uzavřenou smyčkou, nazývaný přímá výměna, nepoužívá výměník tepla a místo toho čerpá chladivo měděným potrubím, které je uloženo v zemi v horizontální nebo vertikální konfiguraci. Systémy přímé výměny vyžadují větší kompresor a fungují nejlépe ve vlhkých půdách (někdy vyžadují dodatečné zavlažování, aby půda zůstala vlhká), ale měli byste se vyhnout instalaci v půdách, které korozivní měděné potrubí. Vzhledem k tomu, že tyto systémy cirkulují chladivo zemí, místní předpisy pro ochranu životního prostředí mohou jejich použití na některých místech zakazovat.
Horizontální
Tento typ instalace je obecně nejhospodárnější pro rezidenční instalace, zejména pro nové stavby, kde je k dispozici dostatek půdy. Vyžaduje to příkopy hluboké alespoň čtyři stopy. Nejběžnější nákresy buď používají dvě trubky, jednu zakopanou v šesti stopách a druhou ve čtyřech stopách, nebo dvě trubky umístěné vedle sebe na pět stop v zemi v dvou stop širokém příkopu. Slinky metoda smyčkování potrubí umožňuje více potrubí v kratším výkopu, což snižuje náklady na instalaci a umožňuje horizontální instalaci v oblastech, které by nebyly běžné u konvenčních horizontální aplikace.
Vertikální
Velké komerční budovy a školy často používají vertikální systémy, protože plocha pozemku požadovaná pro horizontální smyčky by byla neúnosná. Vertikální smyčky se také používají tam, kde je půda příliš mělká pro rýhování a minimalizují narušení stávajících terénních úprav. Pro vertikální systém se otvory (přibližně čtyři palce v průměru) vyvrtají asi 20 stop od sebe a 100 až 400 stop hluboké. Dvě trubky, spojené ve spodní části obloukem ve tvaru U, aby vytvořily smyčku, jsou vloženy do otvoru a zality pro zlepšení výkonu. Vertikální smyčky jsou propojeny vodorovným potrubím (tj. rozdělovačem), uloženy ve výkopech a připojeny k tepelnému čerpadlu v budově.
Rybník/Jezero
Pokud má lokalita dostatečnou vodní plochu, může to být nejlevnější varianta. Trubka přívodního potrubí je vedena pod zemí z budovy do vody a stočená do kruhů nejméně osm stop pod povrchem, aby se zabránilo zamrznutí. Cívky by měly být umístěny pouze ve zdroji vody, který splňuje požadavky na minimální objem, hloubku a kvalitu.
Systém s otevřenou smyčkou
Tento typ systému využívá studniční nebo povrchovou tělesnou vodu jako teplosměnnou kapalinu, která cirkuluje přímo systémem GHP. Jakmile projde systémem, voda se vrací do země skrz studnu, dobíjecí studnu nebo povrchový výboj. Tato možnost je zjevně praktická pouze tam, kde je dostatečný přísun relativně čisté vody a jsou splněny všechny místní předpisy a předpisy týkající se vypouštění podzemní vody.
Hybridní systémy
Další technologickou možností jsou hybridní systémy využívající několik různých geotermálních zdrojů nebo kombinace geotermálního zdroje s venkovním vzduchem (tj. chladicí věž). Hybridní přístupy jsou zvláště účinné tam, kde jsou potřeby chlazení výrazně větší než potřeby vytápění. Tam, kde to místní geologie dovolí, je další možností „stojící sloupová studna“. V této variantě systému s otevřenou smyčkou se vrtá jeden nebo více hlubokých vertikálních vrtů. Voda se odebírá ze spodní části stojícího sloupce a vrací se nahoru. Během období špičkového ohřevu a chlazení může systém odvádět část vratné vody spíše než ji celou znovu vstřikovat, což způsobuje přítok vody do kolony z okolní zvodnělé vrstvy. Vypouštěcí cyklus ochlazuje kolonu během odvodu tepla, ohřívá ji během odběru tepla a snižuje potřebnou hloubku vrtání.
Čas odeslání: duben-03-2023