जियोथर्मल हीट पंप सिस्टम के प्रकार

ग्राउंड लूप सिस्टम के चार बुनियादी प्रकार हैं। इनमें से तीन - क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर और तालाब/झील - बंद-लूप सिस्टम हैं। चौथे प्रकार का सिस्टम ओपन-लूप विकल्प है। जलवायु, मिट्टी की स्थिति, उपलब्ध भूमि और स्थानीय स्थापना लागत जैसे कई कारक यह निर्धारित करते हैं कि साइट के लिए सबसे अच्छा क्या है। इन सभी दृष्टिकोणों का उपयोग आवासीय और वाणिज्यिक भवन अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।

क्लोज्ड-लूप सिस्टम

अधिकांश बंद-लूप भूतापीय ताप पंप एक बंद लूप के माध्यम से एक एंटीफ्ीज़ समाधान प्रसारित करते हैं - जो आमतौर पर उच्च घनत्व वाले प्लास्टिक-प्रकार के ट्यूबिंग से बने होते हैं - जो जमीन में दफन होते हैं या पानी में डूबे होते हैं। हीट एक्सचेंज हीट पंप में रेफ्रिजरेंट और बंद लूप में एंटीफ्ीज़ समाधान के बीच गर्मी स्थानांतरित करता है।

एक प्रकार की बंद-लूप प्रणाली, जिसे डायरेक्ट एक्सचेंज कहा जाता है, हीट एक्सचेंजर का उपयोग नहीं करती है और इसके बजाय तांबे की टयूबिंग के माध्यम से रेफ्रिजरेंट को पंप करती है जो क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर विन्यास में जमीन में दबी होती है। डायरेक्ट एक्सचेंज सिस्टम के लिए एक बड़े कंप्रेसर की आवश्यकता होती है और यह नम मिट्टी में सबसे अच्छा काम करता है (कभी-कभी मिट्टी को नम रखने के लिए अतिरिक्त सिंचाई की आवश्यकता होती है), लेकिन आपको तांबे के ट्यूबिंग के लिए संक्षारक मिट्टी में स्थापित करने से बचना चाहिए। क्योंकि ये प्रणालियाँ जमीन के माध्यम से रेफ्रिजरेंट प्रसारित करती हैं, स्थानीय पर्यावरण नियम कुछ स्थानों पर उनके उपयोग पर प्रतिबंध लगा सकते हैं।

क्षैतिज

इस प्रकार की स्थापना आम तौर पर आवासीय स्थापनाओं के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी होती है, विशेष रूप से नए निर्माण के लिए जहां पर्याप्त भूमि उपलब्ध है। इसके लिए कम से कम चार फीट गहरी खाइयों की आवश्यकता होती है। सबसे आम लेआउट में या तो दो पाइपों का उपयोग किया जाता है, एक छह फीट की दूरी पर और दूसरा चार फीट की दूरी पर, या दो पाइपों को दो फीट चौड़ी खाई में जमीन में पांच फीट की दूरी पर एक साथ रखा जाता है। लूपिंग पाइप की स्लिंकी विधि छोटी खाई में अधिक पाइप की अनुमति देती है, जो स्थापना लागत में कटौती करती है और उन क्षेत्रों में क्षैतिज स्थापना संभव बनाती है जहां यह पारंपरिक नहीं होता। क्षैतिज अनुप्रयोग.

खड़ा

बड़ी व्यावसायिक इमारतें और स्कूल अक्सर ऊर्ध्वाधर प्रणालियों का उपयोग करते हैं क्योंकि क्षैतिज लूप के लिए आवश्यक भूमि क्षेत्र निषेधात्मक होगा। ऊर्ध्वाधर लूपों का भी उपयोग किया जाता है जहां मिट्टी खाई खोदने के लिए बहुत उथली होती है, और वे मौजूदा भूदृश्य में व्यवधान को कम करते हैं। एक ऊर्ध्वाधर प्रणाली के लिए, छेद (लगभग चार इंच व्यास) लगभग 20 फीट की दूरी पर और 100 से 400 फीट की गहराई तक ड्रिल किए जाते हैं। एक लूप बनाने के लिए यू-बेंड के साथ नीचे से जुड़े दो पाइपों को छेद में डाला जाता है और प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए ग्राउट किया जाता है। ऊर्ध्वाधर लूप क्षैतिज पाइप (यानी, मैनिफोल्ड) से जुड़े होते हैं, खाइयों में रखे जाते हैं, और इमारत में हीट पंप से जुड़े होते हैं।

तालाब/झील

यदि साइट पर पर्याप्त पानी है तो यह सबसे कम लागत वाला विकल्प हो सकता है। एक आपूर्ति लाइन पाइप को इमारत से पानी तक भूमिगत रूप से चलाया जाता है और ठंड को रोकने के लिए सतह के नीचे कम से कम आठ फीट के घेरे में कुंडलित किया जाता है। कॉइल्स को केवल ऐसे जल स्रोत में रखा जाना चाहिए जो न्यूनतम मात्रा, गहराई और गुणवत्ता की आवश्यकताओं को पूरा करता हो।

ओपन-लूप सिस्टम

इस प्रकार की प्रणाली ऊष्मा विनिमय द्रव के रूप में कुएं या सतही जल का उपयोग करती है जो सीधे जीएचपी प्रणाली के माध्यम से प्रसारित होता है। एक बार जब यह सिस्टम के माध्यम से प्रसारित हो जाता है, तो पानी कुएं, पुनर्भरण कुएं या सतही निर्वहन के माध्यम से जमीन पर लौट आता है। यह विकल्प स्पष्ट रूप से केवल वहीं व्यावहारिक है जहां अपेक्षाकृत स्वच्छ पानी की पर्याप्त आपूर्ति होती है, और भूजल निर्वहन के संबंध में सभी स्थानीय कोड और नियम पूरे होते हैं।

हाइब्रिड सिस्टम

कई अलग-अलग भू-तापीय संसाधनों का उपयोग करने वाली हाइब्रिड प्रणालियाँ, या बाहरी हवा के साथ भू-तापीय संसाधन का संयोजन (यानी, एक कूलिंग टॉवर), एक अन्य प्रौद्योगिकी विकल्प हैं। हाइब्रिड दृष्टिकोण विशेष रूप से प्रभावी होते हैं जहां शीतलन की आवश्यकताएं हीटिंग की जरूरतों से काफी अधिक होती हैं। जहां स्थानीय भूविज्ञान अनुमति देता है, वहां "स्टैंडिंग कॉलम वेल" एक अन्य विकल्प है। ओपन-लूप प्रणाली की इस भिन्नता में, एक या अधिक गहरे ऊर्ध्वाधर कुएँ खोदे जाते हैं। पानी को एक खड़े स्तंभ के नीचे से खींचा जाता है और शीर्ष पर लौटा दिया जाता है। चरम ताप और शीतलन की अवधि के दौरान, सिस्टम सभी को पुनः इंजेक्ट करने के बजाय रिटर्न पानी के एक हिस्से को बहा सकता है, जिससे आसपास के जलभृत से स्तंभ में पानी का प्रवाह हो सकता है। ब्लीड चक्र गर्मी अस्वीकृति के दौरान स्तंभ को ठंडा करता है, गर्मी निष्कर्षण के दौरान इसे गर्म करता है, और आवश्यक बोर गहराई को कम करता है।