Tepelné čerpadlo so zemným zdrojom z pochovaného potrubia
Systém tepelného čerpadla so zemným potrubím využíva pôdu ako zdroj tepla alebo chladič. Medzi základné komponenty patrí jednotka tepelného čerpadla a sada výmenníkov tepla uložených pod zemou. Tieto výmenníky tepla sú zvyčajne vyrobené z polyetylénových alebo polybuténových rúr s vysokou{2}}hustotou a dosahujú účinnú výmenu tepla medzi systémom a zemou prostredníctvom tekutiny (ako je voda alebo nemrznúca zmes), ktorá cirkuluje v uzavretých podzemných potrubiach.
Obrázok: Princíp činnosti tepelného čerpadla so zemným zdrojom v zemi (zimné vykurovanie)
V systéme tepelného čerpadla so zemným zdrojom sú dynamické zmeny v zaťažení budovy a výmena tepla s podzemnou pôdou úzko prepojené a vzájomne sa ovplyvňujú, vďaka čomu je tento systém tepelného čerpadla známy aj ako tepelné čerpadlo{0}}spojené s pôdou. Počas realizácie existujú dve hlavné možnosti spôsobu pochovávania zakopaných výmenníkov tepla: horizontálne pochovávanie a vertikálne pochovávanie.
Horizontálne pochovávanie zvyčajne využíva plytké pochovávanie, ktoré sa dá jednoducho postaviť a má relatívne nízku počiatočnú investíciu. Tento spôsob však zaberá väčšiu plochu a teplota plytkej pôdy je ľahko ovplyvnená povrchovou teplotou vzduchu, čo vedie k relatívne malej výmene tepla na jednotku dĺžky potrubia.
Naproti tomu vertikálne uložené potrubia majú vyššiu počiatočnú investíciu, ich hlboké podzemné umiestnenie zaisťuje relatívne stabilnú teplotu v hlbokej pôde počas celého roka, čím zaručuje stabilnú prevádzku systému tepelného čerpadla, a preto je široko používané.
Potenciálny problém však existuje pre systémy tepelných čerpadiel s vertikálnym zakopaným potrubím: ak teplo absorbované podzemným výmenníkom tepla v zime nie je v rovnováhe s teplom uvoľneným v lete, podzemná tepelná rovnováha sa naruší, čo vedie k neustálemu zvyšovaniu alebo znižovaniu teploty podzemnej pôdy, čo v konečnom dôsledku ovplyvní účinnosť výmeny tepla zakopaného výmenníka tepla.
