ישנם ארבעה סוגים בסיסיים של מערכות לולאות קרקע. שלוש מהן - אופקיות, אנכיות ובריכה/אגם - הן מערכות בלולאה סגורה. הסוג הרביעי של המערכת הוא אפשרות לולאה פתוחה. מספר גורמים כמו אקלים, תנאי קרקע, קרקע זמינה ועלויות התקנה מקומיות קובעים מה הכי מתאים לאתר. כל הגישות הללו יכולות לשמש עבור יישומי בניין מגורים ומסחר.
מערכות במעגל סגור
רוב משאבות החום הגיאותרמיות בלולאה סגורה מזרימות תמיסת אנטיפריז דרך לולאה סגורה - בדרך כלל עשויה מצינורות מסוג פלסטיק בצפיפות גבוהה - שקבורה באדמה או שקועה במים. חילופי חום מעבירים חום בין נוזל הקירור במשאבת החום לתמיסת האנטיפריז בלולאה הסגורה.
סוג אחד של מערכת לולאה סגורה, הנקרא החלפה ישירה, אינו משתמש במחליף חום ובמקום זאת שואב את נוזל הקירור דרך צינורות נחושת שקבורים באדמה בתצורה אופקית או אנכית. מערכות החלפה ישירה דורשות מדחס גדול יותר ועובדות בצורה הטובה ביותר בקרקעות לחות (לפעמים דורשות השקיה נוספת כדי לשמור על לחות האדמה), אך יש להימנע מהתקנה בקרקעות המאכלות את צינורות הנחושת. מכיוון שמערכות אלו מזרימות נוזל קירור דרך הקרקע, תקנות סביבתיות מקומיות עשויות לאסור את השימוש בהן במקומות מסוימים.
אופקי
סוג זה של התקנה הוא בדרך כלל החסכוני ביותר עבור התקנות מגורים, במיוחד עבור בנייה חדשה שבה יש מספיק קרקע זמינה. זה דורש תעלות בעומק של לפחות ארבעה מטרים. הפריסות הנפוצות ביותר משתמשות בשני צינורות, האחד קבור בגובה מטר וחצי, והשני בגובה מטר וחצי, או שני צינורות הממוקמים זה לצד זה בגובה מטר וחצי באדמה בתעלה ברוחב שני מטרים. שיטת Slinky של לולאת צינור מאפשרת יותר צינור בתעלה קצרה יותר, מה שמוזיל את עלויות ההתקנה ומאפשרת התקנה אופקית באזורים שלא תהיה עם קונבנציונליות יישומים אופקיים.
אֲנָכִי
מבנים מסחריים ובתי ספר גדולים משתמשים לעתים קרובות במערכות אנכיות מכיוון ששטח הקרקע הנדרש ללולאות אופקיות יהיה אוסר. לולאות אנכיות משמשות גם כאשר האדמה רדודה מדי עבור תעלות, והן ממזערות את ההפרעה לגינון הקיים. עבור מערכת אנכית, חורים (בקירוב בקוטר ארבעה אינצ'ים) קודחים במרחק של כ-20 רגל זה מזה ובעומק של 100 עד 400 רגל. שני צינורות, המחוברים בתחתית עם כיפוף U ליצירת לולאה, מוכנסים לתוך החור ומדורסים כדי לשפר את הביצועים. הלולאות האנכיות מחוברות בצינור אופקי (כלומר סעפת), ממוקמות בתעלות ומחוברות למשאבת החום בבניין.
בריכה/אגם
אם באתר יש גוף מים מתאים, זו עשויה להיות האפשרות הזולה ביותר. צינור אספקה מופעל מתחת לאדמה מהבניין למים ומפותל למעגלים של לפחות שמונה מטרים מתחת לפני השטח כדי למנוע הקפאה. יש למקם את הסלילים רק במקור מים העומד בדרישות נפח, עומק ואיכות מינימליות.
מערכת לולאה פתוחה
מערכת מסוג זה משתמשת בבאר או במי גוף עיליים כנוזל חילופי החום שמסתובב ישירות דרך מערכת ה-GHP. לאחר שהם זרמו דרך המערכת, המים חוזרים לקרקע דרך הבאר, באר טעינה או פריקה משטחית. אפשרות זו מעשית ללא ספק רק כאשר יש אספקה נאותה של מים נקיים יחסית, ומתקיימים כל החוקים והתקנות המקומיים בנוגע להזרמת מי תהום.
מערכות היברידיות
מערכות היברידיות המשתמשות במספר משאבים גיאותרמיים שונים, או שילוב של משאב גיאותרמי עם אוויר חיצוני (כלומר, מגדל קירור), הן אפשרות טכנולוגית נוספת. גישות היברידיות יעילות במיוחד כאשר צרכי הקירור גדולים משמעותית מצרכי החימום. היכן שהגיאולוגיה המקומית מאפשרת זאת, "באר העמידה" היא אפשרות נוספת. בווריאציה זו של מערכת לולאה פתוחה, קודחים באר אנכית עמוקה אחת או יותר. מים נשאבים מתחתית עמוד עומד ומוחזרים למעלה. בתקופות של שיא חימום וקירור, המערכת יכולה לדמם חלק מהמים החוזרים במקום להזרים את כולם מחדש, ולגרום לזרימת מים לעמוד מהאקוויפר שמסביב. מחזור הדימום מקרר את העמוד במהלך דחיית החום, מחמם אותו במהלך הוצאת החום ומפחית את עומק הקדח הנדרש.
זמן פרסום: 03-03-2023