Има четири основни типа системи за земна верига. Три от тях - хоризонтална, вертикална и езеро/езеро - са системи със затворен цикъл. Четвъртият тип система е опцията с отворен цикъл. Няколко фактора като климат, почвени условия, налична земя и местни разходи за инсталиране определят кое е най-доброто за обекта. Всички тези подходи могат да се използват за приложения в жилищни и търговски сгради.
Системи със затворен цикъл
Повечето геотермални термопомпи със затворен цикъл циркулират разтвор против замръзване през затворен контур - обикновено изработен от пластмасова тръба с висока плътност - която е заровена в земята или потопена във вода. Топлообменът пренася топлината между хладилния агент в термопомпата и разтвора против замръзване в затворения контур.
Един вид система със затворен цикъл, наречена директен обмен, не използва топлообменник и вместо това изпомпва хладилния агент през медни тръби, които са заровени в земята в хоризонтална или вертикална конфигурация. Системите с директен обмен изискват по-голям компресор и работят най-добре във влажни почви (понякога се изисква допълнително напояване, за да се поддържа почвата влажна), но трябва да избягвате инсталирането в почви, които са корозивни за медните тръби. Тъй като тези системи циркулират хладилен агент през земята, местните екологични разпоредби може да забранят използването им на някои места.
Хоризонтална
Този тип инсталация обикновено е най-рентабилен за жилищни инсталации, особено за ново строителство, където има достатъчно земя. Изисква окопи с дълбочина поне четири фута. Най-често срещаните оформления използват или две тръби, едната заровена на шест фута, а другата на четири фута, или две тръби, поставени една до друга на пет фута в земята в изкоп с ширина два фута. Методът Slinky на тръба с примка позволява повече тръби в по-къс изкоп, което намалява разходите за монтаж и прави възможен хоризонтален монтаж в области, които не биха били с конвенционален хоризонтални приложения.
Вертикална
Големите търговски сгради и училища често използват вертикални системи, тъй като площта земя, необходима за хоризонтални контури, би била непосилна. Вертикалните контури се използват и там, където почвата е твърде плитка за изкопаване, и те минимизират смущенията в съществуващото озеленяване. За вертикална система се пробиват дупки (приблизително четири инча в диаметър) на около 20 фута една от друга и на дълбочина от 100 до 400 фута. Две тръби, свързани в долната част с U-образно извиване, за да образуват примка, се вкарват в отвора и се фугират, за да се подобри работата. Вертикалните контури са свързани с хоризонтална тръба (т.е. колектор), поставени в изкопи и свързани към термопомпата в сградата.
Езеро/Езеро
Ако обектът разполага с подходящо водно тяло, това може да е най-ниската цена. Захранваща тръба се прокарва под земята от сградата до водата и се навива на кръгове на поне осем фута под повърхността, за да се предотврати замръзване. Намотките трябва да се поставят само във водоизточник, който отговаря на изискванията за минимален обем, дълбочина и качество.
Система с отворен цикъл
Този тип система използва вода от кладенец или повърхностна телесна вода като топлообменна течност, която циркулира директно през GHP системата. След като циркулира през системата, водата се връща в земята през кладенец, презареждащ кладенец или повърхностно изтичане. Тази опция очевидно е практична само когато има адекватно снабдяване с относително чиста вода и са спазени всички местни кодекси и разпоредби относно заустването на подпочвените води.
Хибридни системи
Хибридни системи, използващи няколко различни геотермални ресурси, или комбинация от геотермален ресурс с външен въздух (т.е. охладителна кула), са друга технологична възможност. Хибридните подходи са особено ефективни, когато нуждите от охлаждане са значително по-големи от нуждите от отопление. Когато местната геология позволява, „стоящият колонен кладенец“ е друга възможност. В този вариант на система с отворен цикъл се пробиват един или повече дълбоки вертикални кладенци. Водата се изтегля от дъното на стояща колона и се връща на върха. По време на периоди на пиково нагряване и охлаждане, системата може да обезвъздуши част от върнатата вода, вместо да я инжектира отново цялата, причинявайки приток на вода към колоната от околния водоносен хоризонт. Цикълът на изпускане охлажда колоната по време на отхвърлянето на топлината, загрява я по време на извличането на топлина и намалява необходимата дълбочина на отвора.
Време на публикуване: 3 април 2023 г