Im wyższa temperatura źródła tym wyższa sprawność pompy ciepła i większa użyteczność uzyskanego ciepła.
W warstwie gruntu dochodzącej do 10-ciu metrów zakumulowana jest energia cieplna pochodząca wyłącznie z energii promieniowania słonecznego i wymiany ciepła z atmosferą (deszcz, wiatr).
Pod pojęciem gruntu jako źródła ciepła dla pompy ciepła, rozumiemy warstwę gruntu o głębokości do 2m (dla kolektorów płaskich i spiralnych) oraz do głębokości (z reguły do 120m) dla sond głębinowych. Odbiór ciepła odbywa się za pomącą wymiennika ciepła, ułożonego na niezabudowanej powierzchni (parking, ogród, boisko itp.), w pobliżu ogrzewanego budynku.
Dla kolektorów płaskich ciepło gruntu, które pozyskujemy, jest zakumulowaną energią słoneczną, przenikającą w głąb gruntu wraz z opadami deszczowymi. Jest ona także źródłem energii dla procesu regeneracji kolektora, warstwy gruntu wychłodzonej w czasie eksploatacji sezonu grzewczego.
Ciepło promieniujące z niższych warstw gruntu do góry, wynosi tylko 0,05 do 0,15 W/m 2 i może być pominięte jako źródło ciepła dla warstw wyższych. Ilość ciepła użytecznego i związana z tym niezbędna powierzchnia, zależne są ściśle od termofizycznych właściwości gruntu i energii nasłonecznienia tzn. warunków klimatycznych. Zarówno właściwości termiczne jak objętościowa pojemność ciepła i przewodność ciepła są bardzo ściśle zależne od składu i budowy gruntu. Największe znaczenie ma tutaj udział wody, udział składników mineralnych np. kwarcu, a także udział i wielkość porów wypełnionych powietrzem. W uproszczeniu można powiedzieć, że możliwość akumulacji ciepła i jego przewodność jest tym większa, im bardziej grunt nasycony jest wodą, im większy jest udział składników mineralnych i im mniejszy jest udział porów. Poniższe wykresy jasno pokazują, iż idealnym źródłem jest rura ułożona w piasku otoczonym mokrą gliną.
Instalację dolnego źródła stanowi układ rur PE (tworzywa sztucznego) ułożonych na odpowiedniej głębokości i w odpowiedniej konfiguracji - nazywanych w dalszej części układem kolektora gruntowego. W rurach kolektora płynie ciecz (mieszanina propylenowego/etylowego glikolu i wody) niezamarzająca w niskich temperaturach, która odbiera ciepło od gruntu.
W przypadku kolektorów pionowych energia czerpiana jest energię geotermiczną, ciepła dopływającego z wnętrza Ziemi generowanego w skorupie ziemskiej oraz w bardzo niewielkim stopniu docierającej do Ziemi energii słonecznej. Zasoby energetyczne Ziemi są wynikiem naturalnego rozkładu pierwiastków promieniotwórczych zachodzącego w jej wnętrzu.
Kolektor gruntowy może zostać wykonany w następujących podstawowych konfiguracjach:
- kolektor płaski,
- kolektor płaski spiralny,
- sondy głębinowe (kolektor pionowy).
Temperatury uzyskiwane ze źródeł
