O pompă de căldură cu sursă de sol este un sistem central de încălzire și/sau răcire care utilizează căldura pământului, un tip de pompă de căldură . Pământul din sistemele geotermale este un radiator vara sau o sursă de căldură iarna. Diferența de temperatură a solului este utilizată pentru a crește eficiența și a reduce costurile de operare ale sistemului de încălzire și răcire și poate fi completată cu încălzire solară. Pompele de căldură geotermale utilizează fenomenul de inerție termică: temperatura pământului sub 6 metri este aproximativ egală cu temperatura medie anuală a aerului din zonă și se modifică puțin pe parcursul anului.
a) tip închis
Colectorul este plasat în inele sau în șanțuri orizontale sub adâncimea înghețului solului (de obicei de la 1,2 m sau mai mult) [1] . Această metodă este cea mai eficientă din punct de vedere al costurilor pentru unitățile rezidențiale, cu condiția să nu existe lipsă de teren pentru contur.
Colectorul este amplasat vertical în puțuri de până la 200 m adâncime [2] . Această metodă este utilizată în cazurile în care suprafața terenului nu permite plasarea conturului pe orizontală sau există amenințarea de deteriorare a peisajului.
Colectorul este plasat sinuos sau în inele într-un rezervor (lac, iaz, râu) sub adâncimea de îngheț. Aceasta este cea mai ieftină opțiune, dar există cerințe pentru adâncimea și volumul minim de apă din rezervor pentru o anumită regiune.
Rezervorul în spirală este o combinație între puțuri verticale și un rezervor orizontal. Se folosește acolo unde, din motive geologice, forarea este foarte costisitoare (de exemplu, apariția unei plăci de granit). Calculul se bazează pe 100 wați de putere de refrigerare a pompei de căldură de la 1 metru de spirală pe baza unei țevi de 25 mm cu pas de înfășurare de până la 200 mm. Mai scump decât opțiunea colector orizontal, deoarece necesită prefabricarea spiralelor de țevi mai subțiri (de obicei 25 mm) cu o înălțime de 2 până la 3 metri. De asemenea, este nevoie de puțuri prefabricate, deoarece datorită scăderii diametrului, lungimea totală a conductei din sistem crește. [3]
Spre deosebire de tipurile anterioare, agentul frigorific este furnizat de compresorul pompei de căldură prin conducte de cupru situate:
Circulația agentului frigorific de către compresorul pompei de căldură și schimbul de căldură de freon direct prin peretele conductei de cupru cu conductivitate termică mai mare asigură eficiență și fiabilitate ridicate a sistemului de încălzire geotermal. De asemenea, utilizarea acestei tehnologii permite reducerea lungimii totale de forare a sondelor, reducand astfel costul instalarii unei pompe de caldura DX Direct Exchange.
b) tip deschis
Acest sistem folosește ca fluid schimbător de căldură apa care circulă direct prin sistemul de pompă de căldură din sursa solului într-un ciclu deschis, adică apa după trecerea prin sistem revine în sol. Această opțiune poate fi implementată în practică numai dacă există o cantitate suficientă de apă relativ curată și cu condiția ca această metodă de utilizare a apelor subterane să nu fie interzisă prin lege.