משאבת חום מקור קרקע בבריטניה וסוגי לולאות קרקע

למרות שלקח קצת זמן עד שבעלי בתים הבינו משאבות חום, הזמנים משתנים ובבריטניה משאבות חום הן כעת טכנולוגיה מוכחת בשוק הולך וגדל. משאבות חום פועלות על ידי ניצול אנרגיית החום הטבעית שמייצרת השמש. אנרגיה זו נספגת פני השטח של כדור הארץ שפועלים כמאגר חום ענק. מערך לולאת הקרקע או קולט הקרקע, שהוא הצינור הקבור, סופג את החום הזה בטמפרטורה נמוכה מהקרקע שמסביב ומעביר את החום הזה למשאבת החום. ניתן להתקין את לולאת האדמה או קולטי החום הנושאים תערובת גליקול/אנטיפריז בשיטות שונות. משאבות חום מקור קרקע יכולות להשתמש בקולטי חום שונים כמו צינור המונח אופקית באדמה או אנכית בקידוח. ניתן לקבל חום מנהרות, נחלים, בריכות, ים או בארות מים - בתיאוריה בכל מקום בו יש מדיום חום או מקור חום, ניתן לנצל משאבת חום.
סוגי מערכי לולאות קרקע/אספנים זמינים

אספנים אופקיים

צינור פוליאתילן קבור בתעלות או על פני שטח גדול וחפור. צינורות קולט קרקע יכולים להשתנות בין 20 מ"מ, 32 מ"מ או 40 מ"מ, אך באופן עקרוני הרעיון זהה. עומק הצינור צריך להיות רק 1200 מ"מ או 4 רגל, ולעיתים עשוי להידרש חול לשמש ככר מסביב לצינור. יצרנים בודדים ממליצים על שיטות ספציפיות של התקנת לולאה, אך באופן כללי ישנן שלוש מערכות עיקריות שהן מסלולים ישרים של צינור קולט שבו חופרים תעלות ומזרימים צינור למעלה ולמטה באזור ייעודי עד שכל הצינור הדרוש נקבר, אפקט מחטב שבו נחפר שטח גדול וסדרה של לולאות קבורות היוצרות אפקט של צנרת תת-רצפתית באדמה או סלינקים שהם סלילי צינור מיוצרים מראש אשר מתגלגלים באורכים שונים של תעלה. אלה ניתנים להתקנה אנכית או אופקית וכאשר הם מותקנים דומים לקפיץ שנפרק. למרות שאספן לולאת הקרקע נשמע פשוט, הגודל והעיצוב של הפריסה הם קריטיים. יש להתקין לולאת קרקע מספקת כדי לעמוד בקצב הפסדי החום של הנכס, העיצוב והגודל של משאבת החום המותקנת ולהיות מרווחת על פני שטח קרקע נדרש כדי לא "להקפיא את הקרקע" תוך שמירה על קצבי הזרימה המינימליים. מחושב בשלב התכנון.

אספנים אנכיים

אם אין שטח מספיק פנוי לשיטה האופקית אז חלופה היא לקדוח אנכית.

קידוח הוא לא רק שיטה שימושית כאשר מנסים להשיג חום מכדור הארץ אלא חורים מועילים כאשר משתמשים במשאבת חום הפוך לקירור בחודשי הקיץ.

ישנן שתי אפשרויות קידוח עיקריות הן מערכת לולאה סגורה או מערכת לולאה פתוחה.

מערכות לולאות סגורות קדוחות

ניתן לקדוח בורות קידוח לעומקים שונים בהתאם לגודל משאבת החום הנדרשת ולגיאולוגיה של הקרקע. הם בקוטר של כ-150 מ"מ ובדרך כלל קודחים לעומק של בין 50 מ' ל-120 מ'. לולאה תרמית מוכנסת אל תוך הקידוח והחור מפורק עם דייס משופר תרמית. העיקרון זהה ללולאות קרקע אופקיות עם תערובת גליקול הנשאבת מסביב ללולאה כדי לאסוף חום מהאדמה.

עם זאת, קידוחים יקרים להתקנה ולפעמים דורשים יותר מאחד. דוחות גיאולוגיים הם חיוניים הן עבור הקודח והן לקביעת מוליכות.

מערכות לולאות פתוחות קדוחות

מערכות לולאה פתוחה קדוחות הן המקום שבו קודחים קידוחים על מנת להשיג אספקה ​​טובה של מים מהקרקע. מים נשאבים החוצה ומועברים ישירות על מחליף החום של משאבת החום. לאחר שה'חום' הועבר על מחליף החום, המים האלה מוזרקים מחדש לקידוח נוסף, בחזרה לאדמה או לנתיב מים מקומי.

מערכות לולאה פתוחות הן יעילות ביותר מכיוון שטמפרטורת המים תהיה בדרך כלל בטמפרטורה קבועה גבוהה יותר ולמעשה מנתקת את השימוש במחליף חום. עם זאת, הם דורשים תכנון ותכנון מפורטים יותר באישור הרשויות המקומיות והסוכנות לאיכות הסביבה.

לולאות בריכה

אם יש מספיק בריכה או אגם לשימוש, ניתן לטבול מחצלות בריכה (מחצלות של צינור) כדי לאפשר הוצאת חום מהמים. זוהי מערכת לולאה סגורה עם תערובת גליקול שוב שאוב סביב הצינור המרכיב את מחצלות הבריכה. יש לקחת בחשבון את השונות העונתית במפלסי המים ובדרך כלל אין הרבה בריכות מתאימות בגלל שטח / נפח מים לא מספיק.

לולאות בריכה יכולות להיות יעילות מאוד אם הן מעוצבות ומגודלות בצורה נכונה; מים זורמים יעילים יותר בגלל החדרה מתמדת של חום והמים או 'מקור החום' לא צריכים לרדת מתחת ל-5oC. מערכות לולאות בריכה מועילות גם לקירור בחודשי הקיץ כאשר משאבת החום הפוכה.