Tepelné čerpadlo zemního zdroje v pohřbeném potrubí
Systém tepelného čerpadla s podzemním potrubím využívá zeminu jako zdroj tepla nebo chladič. Mezi základní komponenty patří jednotka tepelného čerpadla a sada výměníků tepla uložených pod zemí. Tyto výměníky tepla jsou obvykle vyrobeny z vysokohustotních polyethylenových nebo polybutenových trubek a dosahují účinné výměny tepla mezi systémem a zemí prostřednictvím tekutiny (jako je voda nebo nemrznoucí směs), která cirkuluje v uzavřených podzemních trubkách.
Obrázek: Princip činnosti zemního tepelného čerpadla s podzemním potrubím (zimní vytápění)
V systému tepelných čerpadel zemního zdroje s podzemním potrubím jsou dynamické změny zatížení budovy a výměna tepla s podzemní půdou úzce propojeny a vzájemně se ovlivňují, díky čemuž je tento systém tepelného čerpadla známý také jako tepelné čerpadlo-spojené s půdou. Během implementace existují dvě hlavní volby pro způsob pohřbívání pohřbených výměníků tepla: horizontální pohřbívání a vertikální pohřbívání.
Horizontální pohřeb obvykle používá mělký pohřeb, který je jednoduchý na stavbu a má relativně nízkou počáteční investici. Tato metoda však zabírá větší plochu a teplota mělké zeminy je snadno ovlivněna povrchovou teplotou vzduchu, což má za následek relativně malou výměnu tepla na jednotku délky potrubí.
Naproti tomu vertikální zakopané potrubí má vyšší počáteční investici, ale jejich hluboké podzemní umístění zajišťuje relativně stabilní teplotu v hluboké půdě po celý rok, a tím zaručuje stabilní provoz systému tepelného čerpadla, a je proto hojně využíváno.
Potenciální problém však existuje u systémů tepelných čerpadel s vertikálním podzemním potrubím: pokud teplo absorbované podzemním tepelným výměníkem v zimě není v rovnováze s teplem uvolněným v létě, bude podzemní tepelná rovnováha narušena, což povede k trvalému nárůstu nebo poklesu teploty podzemní půdy, což v konečném důsledku ovlivní účinnost výměny tepla v podzemním výměníku tepla.
