Această întrebare este una comună, care ne este adresată mai degrabă indirect decât direct.

Răspunsul este de obicei oferit ca răspuns la întrebarea dacă o unitate de aer condiționat tradițională (poate existentă) sau un răcitor pot fi conectate la un schimbător de căldură în sol.

Acesta este un răspuns simplu “nu”, deși ne place să oferim o explicație relativ lipsită de tehnologie.

Pompele de căldură

Să începem cu pompa de căldură în sine. O pompă de căldură este pur și simplu o pompă care transferă căldura dintr-un loc în altul. În cele mai multe cazuri, acest lucru se realizează printr-un ciclu de refrigerare prin compresie de vapori. Exemplul cel mai familiar pentru majoritatea oamenilor este frigiderul de uz casnic și funcționează după cum urmează:

• Puneți alimentele la temperatura aproximativă a camerei (lapte, legume etc.) în frigider și închideți ușa;
• Căldura suplimentară este detectată și apoi eliminată cu ajutorul ciclului de refrigerare, transferând-o de la alimentele dvs. la “plasa neagră” (vizibilă la majoritatea unităților mai vechi) din spatele frigiderului și în aer. Acest lucru explică căldura din partea din spate a frigiderului dvs. și de ce un frigider închis va fi, de obicei, mai puțin eficient decât unul în care această căldură poate scăpa mai ușor. În contextul geoexchange, am îngropa acea “plasă neagră” în pământ, în exterior;
• Compresorul și sistemul de refrigerare vor continua să lucreze pentru a elimina căldura până când se atinge punctul de setare a temperaturii prestabilit, de obicei aproximativ 4C; și
• Acest ciclu continuă de fiecare dată când deschideți ușa sau plasați un obiect în interior care este mai cald decât punctul de setare.

Acesta este un exemplu foarte puțin tehnic care sperăm că ajută la înțelegerea funcției de bază a unei pompe de căldură. (Notă: o explicație tehnică mai detaliată poate fi găsită aici).

Pompele de căldură și aerul condiționat

Pompele de căldură pot fi utilizate oriunde este necesar transferul de căldură. Observând că căldura se deplasează întotdeauna de la cald la rece. Deci, contrar înțelegerii populare, climatizarea unei locuințe înseamnă de fapt îndepărtarea căldurii din ea și nu pomparea frigului în ea.

În sectorul climatizării, cele mai comune tipuri de pompe de căldură sunt definite după cum urmează:

• Pompă de căldură cu sursă de aer: Utilizează aerul exterior ca sursă de căldură sau ca radiator – în esență, majoritatea aparatelor de aer condiționat cu ciclu invers;
• Pompă de căldură cu sursă de apă: Folosește apa ca sursă de căldură sau radiator și este mai frecventă în aplicațiile comerciale. Temperatura apei este de obicei controlată de un cazan (încălzire) sau de un turn de răcire (răcire) pentru a rămâne în limitele de temperatură definite. Aceasta se situează de obicei între 15 și 35C, deși unele se pot extinde puțin mai mult în fiecare direcție; și
• Pompă de căldură cu sursă subterană: Folosește solul ca sursă de căldură sau ca radiator.

Definiția pompei de căldură cu sursă de căldură din sol probabil că are nevoie de ceva mai multe explicații aici, deoarece este greu de imaginat o pompă de căldură care pompează piatră și pământ! Este în acest element în care o pompă de căldură cu sursă subterană este pur și simplu o evoluție a pompei de căldură cu sursă de apă. În cazul în care pompa de căldură cu sursă de căldură din sol folosește apa pompată printr-un schimbător de căldură în sol ca sursă de căldură sau radiator.

Această evoluție a avut loc în primele zile ale sistemelor de geoexchange. Proiectanții de sisteme și-au dat seama rapid că conectarea unei pompe de căldură din sursă de apă la un schimbător de căldură subteran a dus la temperaturi ale apei în cadrul sistemului în buclă închisă care depășeau limitele de funcționare ale pompei de căldură din sursă de apă.

De exemplu, extragerea căldurii din sol în modul de încălzire scade temperatura apei în cadrul schimbătorului de căldură subteran în buclă închisă. Deoarece este un sistem în buclă închisă, temperatura apei va continua să scadă până când va atinge punctul de tăiere de siguranță încorporat al pompei de căldură. O pompă de căldură cu sursă de apă are un cazan (sau ceva similar) pentru a menține o temperatură minimă a apei care intră în ea (EWT), lucru care nu există în cazul unui schimbător de căldură subteran.

Este mult mai rentabil să se modifice intervalul EWT al pompei de căldură decât să se instaleze un schimbător de căldură subteran semnificativ mai mare – astfel s-a născut pompa de căldură cu sursă de căldură subterană!

Deci, pe scurt, o pompă de căldură cu sursă de căldură subterană este pur și simplu o pompă de căldură cu sursă de apă cu “interval extins”. Intervalul tipic EWT al unei pompe de căldură cu sursă subterană este între -5C și 45C și, astfel, pot fi conectate schimbătoare de căldură subterane semnificativ mai mici.

Pompele de căldură cu sursă subterană sunt de două tipuri principale, după cum urmează:

• Pompă de căldură cu sursă subterană apă-aer: În modul de încălzire, transferă căldura de la apa din interiorul schimbătorului de căldură subteran la aerul din interiorul clădirii. În context rezidențial, aceasta este similară unui aparat de aer condiționat cu ciclu invers cu conducte; sau
• Pompă de căldură cu sursă subterană apă-apă: În modul de încălzire, transferă căldura de la apa din interiorul schimbătorului de căldură subteran la apa din interiorul clădirii. În context rezidențial, acesta este sistemul dvs. de încălzire hidronică pentru încălzirea prin pardoseală, radiatoare sau chiar o piscină.

Toate pompele de căldură cu sursă de căldură din sol sunt reversibile, astfel încât în exemplele de mai sus se poate produce, de asemenea, atât aer rece, cât și apă răcită. Există, de asemenea, unii producători care au dezvoltat o unitate combinată, capabilă să producă atât aer cald/ rece pentru sistemele cu conducte, cât și apă caldă pentru încălzirea hidronică.

.