Υπάρχουν τέσσερις βασικοί τύποι συστημάτων βρόχου γείωσης. Τρία από αυτά — οριζόντια, κάθετα και λίμνη/λίμνη — είναι συστήματα κλειστού βρόχου. Ο τέταρτος τύπος συστήματος είναι η επιλογή ανοιχτού βρόχου. Διάφοροι παράγοντες όπως το κλίμα, οι εδαφικές συνθήκες, η διαθέσιμη γη και το τοπικό κόστος εγκατάστασης καθορίζουν ποιος είναι ο καλύτερος για την τοποθεσία. Όλες αυτές οι προσεγγίσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εφαρμογές κατοικιών και εμπορικών κτιρίων.
Συστήματα κλειστού βρόχου
Οι περισσότερες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας κλειστού βρόχου κυκλοφορούν ένα αντιψυκτικό διάλυμα μέσω ενός κλειστού βρόχου — συνήθως κατασκευασμένου από πλαστικό σωλήνα υψηλής πυκνότητας — που είναι θαμμένος στο έδαφος ή βυθισμένος στο νερό. Μια ανταλλαγή θερμότητας μεταφέρει θερμότητα μεταξύ του ψυκτικού στην αντλία θερμότητας και του αντιψυκτικού διαλύματος στον κλειστό βρόχο.
Ένας τύπος συστήματος κλειστού βρόχου, που ονομάζεται άμεση ανταλλαγή, δεν χρησιμοποιεί εναλλάκτη θερμότητας και αντ' αυτού αντλεί το ψυκτικό μέσω χάλκινων σωλήνων που είναι θαμμένοι στο έδαφος σε οριζόντια ή κατακόρυφη διαμόρφωση. Τα συστήματα άμεσης ανταλλαγής απαιτούν μεγαλύτερο συμπιεστή και λειτουργούν καλύτερα σε υγρά εδάφη (μερικές φορές απαιτούν πρόσθετο πότισμα για να διατηρηθεί το έδαφος υγρό), αλλά θα πρέπει να αποφύγετε την εγκατάσταση σε εδάφη διαβρωτικά για τους χάλκινους σωλήνες. Επειδή αυτά τα συστήματα κυκλοφορούν ψυκτικό μέσω του εδάφους, οι τοπικοί περιβαλλοντικοί κανονισμοί ενδέχεται να απαγορεύουν τη χρήση τους σε ορισμένες τοποθεσίες.
Οριζόντιος
Αυτός ο τύπος εγκατάστασης είναι γενικά πιο οικονομικός για οικιακές εγκαταστάσεις, ιδιαίτερα για νέες κατασκευές όπου υπάρχει επαρκής διαθέσιμη γη. Απαιτεί χαρακώματα βάθους τουλάχιστον τέσσερα πόδια. Οι πιο συνηθισμένες διατάξεις χρησιμοποιούν είτε δύο σωλήνες, ο ένας θαμμένος στα έξι πόδια και ο άλλος στα τέσσερα πόδια, είτε δύο σωλήνες που τοποθετούνται δίπλα-δίπλα στα πέντε πόδια στο έδαφος σε μια τάφρο πλάτους δύο ποδιών. Η μέθοδος Slinky του looping σωλήνα επιτρέπει περισσότερους σωλήνες σε μικρότερη τάφρο, γεγονός που μειώνει το κόστος εγκατάστασης και καθιστά δυνατή την οριζόντια εγκατάσταση σε περιοχές που δεν θα ήταν με συμβατικές οριζόντιες εφαρμογές.
Κατακόρυφος
Τα μεγάλα εμπορικά κτίρια και τα σχολεία χρησιμοποιούν συχνά κατακόρυφα συστήματα επειδή η έκταση γης που απαιτείται για οριζόντιους βρόχους θα ήταν απαγορευτική. Οι κάθετοι βρόχοι χρησιμοποιούνται επίσης όταν το έδαφος είναι πολύ ρηχό για χάραξη τάφρων και ελαχιστοποιούν την ενόχληση στον υπάρχοντα εξωραϊσμό. Για ένα κατακόρυφο σύστημα, ανοίγονται τρύπες (περίπου τέσσερις ίντσες σε διάμετρο) σε απόσταση περίπου 20 πόδια μεταξύ τους και 100 έως 400 πόδια βάθος. Δύο σωλήνες, συνδεδεμένοι στο κάτω μέρος με μια κάμψη U για να σχηματίσουν έναν βρόχο, εισάγονται στην οπή και αρμολογούνται για βελτίωση της απόδοσης. Οι κάθετοι βρόχοι συνδέονται με οριζόντιο σωλήνα (δηλαδή πολλαπλή), τοποθετούνται σε αυλάκια και συνδέονται με την αντλία θερμότητας του κτιρίου.
Λίμνη/Λίμνη
Εάν η τοποθεσία έχει επαρκή ποσότητα νερού, αυτή μπορεί να είναι η επιλογή με το χαμηλότερο κόστος. Ένας σωλήνας γραμμής τροφοδοσίας τρέχει υπόγεια από το κτίριο στο νερό και τυλίγεται σε κύκλους τουλάχιστον οκτώ πόδια κάτω από την επιφάνεια για να αποφευχθεί το πάγωμα. Τα πηνία πρέπει να τοποθετούνται μόνο σε πηγή νερού που πληροί τις ελάχιστες απαιτήσεις όγκου, βάθους και ποιότητας.
Σύστημα ανοιχτού βρόχου
Αυτός ο τύπος συστήματος χρησιμοποιεί νερό πηγαδιών ή επιφανειακών σωμάτων ως υγρό ανταλλαγής θερμότητας που κυκλοφορεί απευθείας μέσω του συστήματος GHP. Μόλις κυκλοφορήσει μέσω του συστήματος, το νερό επιστρέφει στο έδαφος μέσω του φρεατίου, ενός φρεατίου επαναφόρτισης ή επιφανειακής εκκένωσης. Αυτή η επιλογή είναι προφανώς πρακτική μόνο όπου υπάρχει επαρκής παροχή σχετικά καθαρού νερού και πληρούνται όλοι οι τοπικοί κώδικες και κανονισμοί σχετικά με την απόρριψη υπόγειων υδάτων.
Υβριδικά Συστήματα
Τα υβριδικά συστήματα που χρησιμοποιούν πολλούς διαφορετικούς γεωθερμικούς πόρους ή συνδυασμό γεωθερμικού πόρου με εξωτερικό αέρα (δηλ. έναν πύργο ψύξης), είναι μια άλλη επιλογή τεχνολογίας. Οι υβριδικές προσεγγίσεις είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικές όπου οι ανάγκες ψύξης είναι σημαντικά μεγαλύτερες από τις ανάγκες θέρμανσης. Όπου το επιτρέπει η τοπική γεωλογία, το «πηγάδι όρθιας στήλης» είναι μια άλλη επιλογή. Σε αυτή την παραλλαγή ενός συστήματος ανοιχτού βρόχου, ανοίγονται ένα ή περισσότερα βαθιά κάθετα φρεάτια. Το νερό αντλείται από το κάτω μέρος μιας στήλης που στέκεται και επιστρέφει στην κορυφή. Κατά τη διάρκεια περιόδων αιχμής θέρμανσης και ψύξης, το σύστημα μπορεί να εξαερώσει ένα μέρος του νερού που επιστρέφει αντί να το επανεισάγει όλο, προκαλώντας εισροή νερού στη στήλη από τον περιβάλλοντα υδροφόρο ορίζοντα. Ο κύκλος εξαέρωσης ψύχει τη στήλη κατά την απόρριψη θερμότητας, τη θερμαίνει κατά την εξαγωγή θερμότητας και μειώνει το απαιτούμενο βάθος οπής.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-03-2023