Energia słoneczna zgromadzona w gruncie wiosenno-letnim przenika do ziemi za pomocą promieniowania słonecznego i opadów deszczu.
Energia cieplna dostarczana jest do pompy ciepła poprzez rozbudowany i umieszczony w gruncie obieg wykonywanych z rur polietylenowych o średnicy od 32mm do 63mm. Wewnątrz rur krąży niezamarzający płyn (glikol) przenoszący ciepło do wymiennika w pompie ciepła. W zależności od wielkości i możliwości działki kolektor może być wykonany jako pionowy lub poziomy.
Energie cieplną pompa ciepła może pobierać bezpośrednio z ziemi, z wody lub z powietrza.
Najtańszym w wykonaniu i zarazem najbardziej kłopotliwym w eksploatacji, jest rozwiązanie polegające na pobieraniu ciepła z wody podskórnej przy pomocy dwóch studni.
Drugim rozwiązaniem jest odbieranie ciepła z gruntu przy pomocy kolektorów pionowych lub poziomych.
Trzecim rozwiązaniem jest korzystanie z powietrza zewnętrznego. W warunkach polskich jest nieekonomiczne zimą. Przy ujemnych temperaturach powietrza efektywność cieplna pompy gwałtownie maleje, pojawiają się problemy ze szronieniem parownika (chłodnicy powietrza). W takim przypadku działanie pompy ciepła trzeba wspomagać dodatkowym źródłem ciepła. Rozwiązania tego typu stosuje się w przypadku istniejących instalacji jako drugie żródło ciepła.
Rozkład temperatury gruntu w zależności od głębokości i pory roku:
KOLEKTOR PIONOWY DLA POMPY CIEPŁA
Zalety:
- wysoka efektywność pompy ciepła pracującej z tym typem dolnego źródła,
- stosunkowo mała dewastacja terenu,
- mała wymagana powierzchnia gruntu,
- znikome powierzchniowe przechłodzenie gruntu nad wymiennikiem,
- niskie opory hydrauliczne i związane z tym niskie koszty pompowania glikolu.
Wady:
- nieznacznie wyższe koszty wykonania
KOLEKTOR POZIOMY DLA POMPY CIEPŁA
Zalety :
- możliwość wykonania dużej części robót we własnym zakresie
- łatwość wykonania
Wady:
- duża dewastacja terenu
- duża powierzchnia zajmowanego gruntu
- duże opory hydrauliczne i związane z tym duże koszty pompowania glikolu,
- duże schłodzenie poziome gruntu utrudniające wegetację roślin,
- niska efektywność pompy ciepła pracującej z tym typem dolnego źródła
DWIE STUDNIE DLA POMPY CIEPŁA
Zalety :
- wysoka sprawność pompy ciepła,
- mała dewastacja terenu.
Wady :
- konieczność okresowego płukania studni,
- możliwość zamarznięcia wody w wymienniku, po czym następuje
- roszczelnienie wymiennika i zniszczenie sprężarki,
- duże zużycie wody przez pompę ciepła,
- niestabilne dolne źródło ciepła,
- możliwe wysokie koszty pompowania wody,
- bardzo mała przewidywalność dolnego źródła.