Čeprav je trajalo nekaj časa, da so toplotne črpalke razumeli lastniki stanovanj, se časi spreminjajo in v Združenem kraljestvu so toplotne črpalke zdaj preizkušena tehnologija na vedno rastočem trgu. Toplotne črpalke delujejo tako, da izkoriščajo naravno toplotno energijo, ki jo proizvaja sonce. Ta energija se absorbira v zemeljsko površje, ki deluje kot ogromen hranilnik toplote. Niz zemeljske zanke ali zemeljski kolektor, ki je vkopana cev, absorbira to nizkotemperaturno toploto iz okoliških tal in jo prenaša v toplotno črpalko. Ozemljitveno zanko ali toplotne zbiralnike, ki prenašajo mešanico glikola/sredstva proti zmrzovanju, je mogoče namestiti na različne načine. Toplotne črpalke zemlja-voda lahko uporabljajo različne zbiralnike toplote, kot so cevi, položene vodoravno v zemljo ali navpično v vrtino. Toploto lahko pridobivamo iz rek, potokov, ribnikov, morja ali vodnih vodnjakov – v teoriji lahko toplotno črpalko uporabimo povsod, kjer je medij ali vir toplote.
Razpoložljive vrste nizov/kolektorjev zemeljske zanke
Horizontalni kolektorji
Polietilenska cev je zakopana v jarkih ali na velikem, izkopanem območju. Cevi zemeljskega kolektorja se lahko razlikujejo od 20 mm, 32 mm ali 40 mm, vendar je načeloma ideja enaka. Globina cevi mora biti le 1200 mm ali 4 čevlje, občasno pa bo morda potreben pesek, ki deluje kot blazina okoli cevi. Posamezni proizvajalci priporočajo posebne metode namestitve zanke, vendar na splošno obstajajo trije glavni sistemi, ki so ravne cevi kolektorske cevi, kjer se izkopljejo jarki in se cev vodi gor in dol po določenem območju, dokler ni vsa zahtevana cev zakopana, učinek matiranja, kjer veliko območje je izkopano in vrsta zank je zakopana, kar ustvarja učinek podtalnih cevi v tleh, ali zavihki, ki so vnaprej izdelani zvitki cevi, ki se razvaljajo v jarek različnih dolžin. Te je mogoče namestiti navpično ali vodoravno in ko so nameščeni, spominjajo na vzmet, ki je bila razmaknjena. Čeprav se zbiralnik ozemljitvene zanke sliši preprosto, sta velikost in zasnova postavitve ključnega pomena. Nameščena mora biti zadostna ozemljitvena zanka, ki bo ustrezala toplotnim izgubam nepremičnine, zasnova in velikost toplotne črpalke, ki se vgrajuje, in mora biti razporejena po zahtevanem zemljišču, da ne more potencialno „zmrzniti tal“, hkrati pa ohraniti minimalne pretoke. izračunana v fazi načrtovanja.
Vertikalni zbiralniki
Če za vodoravno metodo ni dovolj prostora, je alternativa navpično vrtanje.
Vrtanje ni samo uporabna metoda, ko poskušate pridobiti toploto iz zemlje, ampak so vrtine koristne, če uporabljate toplotno črpalko v obratni smeri za hlajenje v poletnih mesecih.
Obstajata dve glavni možnosti vrtanja, in sicer sistem z zaprto zanko ali sistem z odprto zanko.
Vrtani sistemi z zaprto zanko
Vrtine je mogoče izvrtati do različnih globin, odvisno od velikosti zahtevane toplotne črpalke in geologije zemljišča. Imajo približno 150 mm premera in se običajno vrtajo do globine od 50 do 120 metrov. V vrtino se vstavi toplotna zanka in luknja se zalije s toplotno izboljšano injekcijsko maso. Načelo je enako kot pri vodoravnih zemeljskih zankah z mešanico glikola, ki se črpa okoli zanke za zbiranje toplote iz tal.
Vendar pa je namestitev vrtin draga in včasih zahteva več kot eno. Geološka poročila so ključnega pomena tako za vrtalca kot za določanje prevodnosti.
Izvrtani sistemi odprte zanke
Sistemi z vrtanjem odprte zanke so vrtine, kjer se izvrtajo vrtine, da se doseže dobra oskrba z vodo iz zemlje. Voda se črpa in vodi neposredno preko izmenjevalnika toplote toplotne črpalke. Ko je "toplota" prešla preko izmenjevalnika toplote, se ta voda nato ponovno vbrizga v drugo vrtino, nazaj v zemljo ali v lokalno vodotok.
Sistemi z odprto zanko so izredno učinkoviti, ker je temperatura vode običajno višja, bolj konstantna in dejansko izključuje uporabo izmenjevalnika toplote. Zahtevajo pa podrobnejšo zasnovo in načrtovanje z odobritvijo lokalnih oblasti in Agencije za okolje.
Pond Loops
Če je na voljo dovolj ribnika ali jezera za uporabo, se lahko podloge za ribnik (preproge iz cevi) potopijo, da se omogoči pridobivanje toplote iz vode. To je sistem z zaprto zanko z mešanico glikola, ki se ponovno črpa okoli cevi, ki sestavlja preproge za ribnik. Upoštevati je treba sezonska nihanja nivojev vode in na splošno ni veliko ribnikov primernih zaradi nezadostne površine/prostornine vode.
Zanke za ribnik so lahko zelo učinkovite, če so pravilno oblikovane in dimenzionirane; tekoča voda je učinkovitejša zaradi stalnega dovajanja toplote in voda ali 'vir toplote' ne sme nikoli pasti pod približno 5oC. Sistemi zanke za ribnik so koristni tudi za hlajenje v poletnih mesecih, ko je toplotna črpalka obrnjena.
Čas objave: 15. junij 2022