Gruntowa pompa ciepła z rurą podziemną
System gruntowej pompy ciepła z rurami w ziemi wykorzystuje glebę jako źródło ciepła lub radiator. Podstawowe komponenty obejmują pompę ciepła i zestaw wymienników ciepła zakopanych pod ziemią. Te wymienniki ciepła są zwykle wykonane z-rur z polietylenu lub polibutenu o dużej gęstości i zapewniają skuteczną wymianę ciepła między systemem a gruntem za pośrednictwem płynu (takiego jak woda lub środek przeciw zamarzaniu) krążącego w zamkniętych rurach podziemnych.
Rysunek: Zasada działania gruntowej pompy ciepła z rurą zakopaną (ogrzewanie zimą)
W systemie gruntowej pompy ciepła z rurami podziemnymi dynamiczne zmiany obciążenia budynku i wymiana ciepła z gruntem podziemnym są ściśle powiązane i oddziałują na siebie, co sprawia, że ten system pompy ciepła jest również nazywany pompą ciepła-sprzężoną z gruntem. Podczas realizacji istnieją dwie główne możliwości wyboru metody zakopywania zakopanych wymienników ciepła: zakopywanie poziome i zakopywanie pionowe.
Zakopywanie poziome zwykle wykorzystuje płytkie zakopywanie, które jest proste w budowie i wymaga stosunkowo niskich nakładów inwestycyjnych. Jednakże metoda ta zajmuje większy obszar, a na temperaturę płytkiego gruntu łatwo wpływa temperatura powietrza na powierzchni, co skutkuje stosunkowo małą wymianą ciepła na jednostkę długości rury.
Natomiast pionowe rury zakopane wymagają wyższej inwestycji początkowej, ich głębokie umiejscowienie pod ziemią zapewnia stosunkowo stabilną temperaturę w głębokim gruncie przez cały rok, gwarantując w ten sposób stabilną pracę systemu pompy ciepła i dlatego jest szeroko stosowane.
Jednakże w przypadku systemów pomp ciepła z pionowymi rurami doziemnymi istnieje potencjalny problem: jeśli ciepło pobrane przez zakopany wymiennik ciepła w zimie nie zostanie zrównoważone ciepłem uwolnionym latem, równowaga cieplna pod ziemią zostanie zakłócona, co doprowadzi do ciągłego wzrostu lub spadku temperatury gruntu pod ziemią, co ostatecznie wpłynie na efektywność wymiany ciepła zakopanego wymiennika ciepła.
