Ezt a kérdést gyakran teszik fel nekünk inkább közvetve, mint közvetlenül.

A választ általában arra a kérdésre adják, hogy egy hagyományos (esetleg meglévő) légkondicionáló egység vagy hűtőszekrény csatlakoztatható-e egy talajhőcserélőhöz.

Ez egy egyszerű “nem” válasz, bár szeretünk egy viszonylag technikamentes magyarázatot adni.

Hőszivattyúk

Kezdjük magával a hőszivattyúval. A hőszivattyú egyszerűen egy olyan szivattyú, amely hőt szállít egyik helyről a másikra. A legtöbb esetben ez egy gőzkompressziós hűtési cikluson keresztül történik. A legtöbb ember számára a legismertebb példa az otthoni hűtőszekrény, amely a következőképpen működik:

• Elhelyezi a körülbelül szobahőmérsékletű élelmiszereket (tej, zöldségek stb.) a hűtőszekrénybe, és becsukja az ajtót;
• A plusz hőt érzékeli, majd a hűtési ciklus segítségével elszállítja az élelmiszerektől a hűtőszekrény hátulján lévő “fekete hálóra” (amely a legtöbb régebbi készüléknél látható) és a levegőbe. Ez megmagyarázza a hűtőszekrény hátsó részén lévő hőt, és azt, hogy egy zárt hűtőszekrény általában miért kevésbé hatékony, mint egy olyan, ahol ez a hő könnyebben el tud távozni. A geocserével összefüggésben ezt a “fekete hálót” a földbe ásnánk kívülről;
• A kompresszor és a hűtőrendszer addig dolgozik a hő eltávolításán, amíg el nem éri az előre meghatározott, általában 4 °C körüli beállított hőmérsékletet; és
• Ez a ciklus minden alkalommal folytatódik, amikor kinyitja az ajtót vagy beletesz egy tárgyat, amely melegebb, mint a beállított érték.

Ez egy nagyon alacsony technológiai szintű példa, amely remélhetőleg segít megérteni a hőszivattyú alapvető működését. (Megjegyzés: részletesebb műszaki magyarázatot itt talál).

Hőszivattyúk és légkondicionálás

A hőszivattyúk mindenütt használhatók, ahol hőátadásra van szükség. Megjegyezve, hogy a hő mindig a melegből a hidegbe áramlik. Tehát a közhiedelemmel ellentétben a lakás klimatizálása valójában azt jelenti, hogy hőt vonunk el belőle, és nem hideget pumpálunk bele.

A légkondicionálás területén a hőszivattyúk leggyakoribb típusait a következőképpen határozzuk meg:

• Levegőhőszivattyú: A külső levegőt használja hőforrásként vagy hőelnyelőként – lényegében a legtöbb fordított ciklusú légkondicionáló berendezés;
• Vízforrású hőszivattyú: A vizet használja hőforrásként vagy hőelnyelőként, és a kereskedelmi alkalmazásokban gyakoribb. A víz hőmérsékletét általában egy kazán (fűtés) vagy egy hűtőtorony (hűtés) szabályozza, hogy meghatározott hőmérsékleti határértékeken belül maradjon. Ez jellemzően a 15 és 35 C közötti tartományban van, bár egyesek mindkét irányban egy kicsit tovább terjedhetnek; és
• Földhőszivattyú: A földet használja hőforrásként vagy hőelnyelőként.

A földhőszivattyú definíciója valószínűleg itt egy kicsit több magyarázatra szorul, mivel nehéz elképzelni egy olyan hőszivattyút, amely kőzetet és földet pumpál! Ebben az elemben a földhőszivattyú egyszerűen a vízhőszivattyú továbbfejlesztése. Ahol a talajhőszivattyú egy talajhőcserélőn keresztül szivattyúzott vizet használ hőforrásként vagy hőnyelőként.

Ez az evolúció a földhőcserélő rendszerek korai napjaiban következett be. A rendszer tervezői hamar felismerték, hogy a vízforrás hőszivattyú és a talajhőcserélő összekapcsolása olyan vízhőmérsékleteket eredményezett a zárt hurkú rendszeren belül, amelyek meghaladták a vízforrás hőszivattyú működési határait.

A talajból történő hőelvonás fűtési üzemmódban például csökkenti a víz hőmérsékletét a zárt hurkú talajhőcserélőn belül. Mivel zárt hurkú rendszerről van szó, a víz hőmérséklete tovább csökken, amíg el nem éri a hőszivattyú beépített biztonsági határértékét. A vízhőszivattyúnak van egy kazánja (vagy hasonló), amely fenntart egy minimális belépő vízhőmérsékletet (EWT), ami a földhőcserélő esetében nem létezik.

Sokkal költséghatékonyabb a hőszivattyú EWT-tartományának módosítása, mint egy jelentősen nagyobb földhőcserélő telepítése – így született meg a földhőszivattyú!

Összefoglalva tehát a földhőszivattyú egyszerűen egy “kiterjesztett tartományú” vízhőszivattyú. A földhőszivattyú tipikus EWT-tartománya -5C és 45C között van, így lényegesen kisebb földhőcserélők csatlakoztathatók.

A földhőszivattyúk két fő típusa a következő:

• Víz-levegő földhőszivattyú: Fűtési üzemmódban a talajhőcserélőben lévő vízből ad át hőt az épületben lévő levegőnek. Lakossági környezetben ez egy csatornás fordított ciklusú légkondicionálóhoz hasonló; vagy
• Víz-víz földhőszivattyú: Fűtési üzemmódban a talajhőcserélőben lévő vízből ad át hőt az épületben lévő víznek. Lakossági környezetben ez az Ön hidronikus fűtési rendszere padlófűtéshez, radiátorokhoz vagy akár egy úszómedencéhez.

Minden földhőszivattyú reverzibilis, így a fenti példákban hideg levegő és hűtött víz is előállítható. Vannak olyan gyártók is, amelyek olyan kombinált egységet fejlesztettek ki, amely képes meleg/hideg levegőt termelni a csatornarendszerekhez és meleg vizet a hidronikus fűtéshez.