Za rad toplotne pumpe na raspolaganju su izvori toplote iz zemlje, podzemnih voda i okolnog vazduha. Kod pojedinačnog slučaja, u zavisnosti od lokalnih uslova, vrste tla i klimatskih uslova odabraće se najprikladniji izvor toplote. Što je odabrani izvor toplote kvalitetniji, to će kompresor toplotne pumpe biti manje u pogonu, pa će i koeficijent učinka biti veći.

Izvor toplote zemlja - kolektori
Zemni kolektor se sastoji od sistema cevi koji se polaže cca. 20 cm ispod granice smrzavanja tla. Cevni sistem se polaže na dubini od 1,2 m do 1,5 m. Na toj dubini tokom cele godine vlada relativno konstantna temperatura od 5 oC do 15 oC. Zemni kolektor je pogodan za kuće sa velikim vrtom. Učinak eksploatacije toplote zavisi od vrste tla. Što je tlo vlažnije to je učinak veći.
 

Izvor toplote zemlja - dubinska sonda
Ukoliko površina vrta nije dovoljno velika za postavljanje površinskih kolektora moguće je primeniti dubinsku sondu.
 

Izvor toplote - vazduh
Osnovna prednost ovog izvora je izuzetna raspoloživost, dok je nedostatak što je uËinak pumpe zavisan od temperature spoljašnjeg vazduha pa je neophodna podrška električnog grejača za niske spoljašnje temperature.
 

Izvor toplote - podzemna voda
Ukoliko je Vaše zemljište pogodno za tu svrhu, korišćenje podzemnih voda putem usisnog i ispusnog izvora podzemne vode može biti vrlo efikasno. Podzemna voda je vrlo dobar rezervoar za dozračenu sunčevu energiju i čak i za vreme zimskih dana održava konstantnu temperaturu između +7 oC i +12 oC. Podzemne vode nema svuda u dovoljnoj koliËini i odgovarajćeg kvaliteta, međutim tamo gde su uslovi ispunjeni, iskoristivost je velika.

Izvor toplote zemlja - kolektori	Izvor toplote - spoljašnji vazduh
Izvor toplote zemlja - dubinska sonda	Izvor toplote - podzemna voda

Izvor toplote - zemlja

Zemlja je vrlo dobar akumulator sunčeve toplote, budući da su temperature na dubini od cca. 1,2 - 1,5 metara tokom ččitave godine relativno stalne i kreću se između 5ºC i 15ºC. Putem horizontalno postavljenih zemljanih kolektora ili putem vertikalno ukopanih dubinskih sondi, akomulirana toplota zemlje se tečnim hemijskim sredstvom (propilenglikol) prenosi do isparivača toplotne pumpe. Količina akomulirane i predate toplote u najvećoj meri zavisi od termofiziËkih svojstava tla i od klimatskih uslova (količina sunčevog zračenja).

Kod postavljanja podzemnih horizontalnih kolektora (plastične cevi) važi nekoliko pravila:

• horizontalni kolektori sastoje se od sistema cevi položenih na dubini cca. 1,5 metara (oko 20 cm ispod granice smrzavanja tla)
• apsorpcija toplote zavisi od sastava tla, što je tlo vlažnije apsorpcija je veća
• ovaj tip kolektora posebno je prikladan za kuče koje su izgrađene na dovoljno velikim parcelama
• jedna sekcija cevi ne bi trebala biti duža od 100 metara zbog previsokog pada pritiska
• sekcije cevi trebaju biti podjednake dužine kako bi se postigli ravnomerni protoci
• ukupna površina položenih kolektora mora biti u proseku barem 2 puta veća od stambene površine koju želimo grejati putem toplotne pumpe.
• na površini zemlje iznad položenih kolektora gradnja nije dozvoljena
• pravilne dimenzije podzemnog kolektora najvažniji su preduslov za pravilno funkcionisanje sistema

Kao alternativu postavljanju plastičnih cevi Vaillant u svom priboru nudi tzv. „kapilarne kolektore“ koji uz istu funkciju osiguravaju uštedu potrebnog prostora za postavljanje. Jedan komplet kapilarnog kolektora sastoji se od nekoliko kolektorskih podnožja koja se u zemlju postavljaju horizontalno, na dubini od 1,2 - 1,5 metara. Zahvaljujući kompaktnim dimenzijama, postavljanje kapilarnih kolektora snižava troškove postavljanja. Kapilarne kolektore nije preporučljivo upotrebljavati kod suvog ili peskovitog tla, a koriste se u kombinaciji sa toplotnom pumpom od 8 i 10 kW.

Apsorpcija toplote u zavisnosti od sastava tla:

Postavljanje dubinskih vertikalnih sondi

U tlu je potrebno napraviti provrt od cca. 100 metara (porodična kuća od 150 m2 sa potrebnom snagom grejanja 7,5 kW), potom u nju spustiti cevi i potom sve zaliti sa suspenzijom dobre toplotne provodljivosti. Kroz cevi se provodi medij (propilen-glikol) koji na sebe preuzima toplotu tla i potom se vraÊa drugim krakom na površinu. Ako struktura tla ne dozvoljava verziju dubokih provrta, moguće je izvesti nekoliko plićih provrta sa napomenom da su dublje sonde manje osetljivije na spoljašnje klimatske promene. Postavljanje i verziju instalacije sonde potrebno je sprovesti u skladu sa zakonom (termička eksploatacija podzemlja).

Izvor toplote - vazduh

Toplotu spoljašnjeg vazduha takođe je moguće koristiti za rad toplotne pumpe. Spoljašnji vazduh usisava se kroz kanal, potom mu se u isparivaËu toplotne pumpe oduzima toplota, pa se nakon toga ponovo predaje okolini. Osnovna prednost ovog izvora toplote je naravno jednostavna eksploatacija, dok je osnovni nedostatak činjenica da stepen korisnosti rada ovog modela toplotne pumpe opada što je temperatura spoljašnjeg vazduha niža. Iz tog razloga toplotne pumpe su opremljene električnim grejačem koji će pružiti podršku za vreme vrlo hladnih dana. Vaillantove toplotne pumpe vazduh/voda u mogućnosti su da efektivno rade do temperature spoljašnjeg vazduha od -20º C.

Za razliku od toplotnih pumpi zemlja/voda ili voda/voda, kod toplotnih pumpi vazduh/voda usled pada temperature tačke rose ispod zadate vrednosti na kondenzatoru sa jedne strane dolazi do pojave kondenzata ili stvaranja leda. U oba slučaja neophodno je predvideti odvod kondenzata (ca. 2litra/sat).

Izvor toplote - podzemna voda

Podzemne vode najizdašniji su izvor akomulirane toplote budući da zadržavaju stalnu temperaturu od 8 do 10 C i daju najveći postignuti učinak eksploatacije toplote. Kako bi se navedena toplota mogla iskorišćavati neophodno je imati eksploatacioni izvor podzemne vode iz kojeg se voda transportuje do toplotne pumpe i apsorpcionu bušotinu/bunar u koji se ohlađena voda vraća nazad. Usisni i ispusni bunar instaliraju se na razmaku od minimalno 15m.

Kod korišćenja ovog izvora toplote Vaillant preporučuje upotrebu dodatnog izmenjivača toplote u slučajevima kada kvalitet podzemnih voda premašuje neke preporučene vrednosti. Osim toga štete koje mogu nastati usled nedovoljnog održavanja primarnog protoka (sakupljanje taloga /mulja ili smrzavanje) kod direktnog pogona bez među izmenjivača mogu biti totalne i ne podležu garantnom roku.

Ugradnja međuizmenjivača ne može sprečiti zaprljanje (korisnik mora konstantno vršiti kontrolu filtera za vodu), ali je primena znatno sigurnija i jednostavnija za održavanje. Međuizmenjivač je moguće jednostavno rasklopiti i po potrebi očistiti.

Prilikom projektovanja ovakvih sistema potrebno je obratiti pažnju na sledeće:

• osigurati dodatnu količinu podzemnih voda na dubini od cca. 30 metara.
• maksimalna količina vode koju je moguće iscrpeti i kvalitet vode od velikog su značaja
• usisni bunar za crpljenje vode mora biti postavljen u smeru toka podzemne vode, odnosno ispred ispusnog bunara.
• eksploatacija toplote podzemnih voda mora biti odobrena od strane službe nadležne za vodoprivredu.

Tehničke karakteristike