Geotermální tepelná čerpadla

Bydlení

Zveřejněno dne 1.4.2013

Geotermální tepelná čerpadla, někdy také označovaná jako geovýměny, půdonosná nebo tepelná čerpadla vodních zdrojů, jsou používána od roku 1940. Používají konstantní teplotu země jako svůj výměnný zdroj namísto teploty vnějšího vzduchu. To umožňuje systému dosáhnout poměrně vysoké účinnosti (300 až 600 %) za nejchladnějších zimních nocí ve srovnání s účinností vzduchových tepelných čerpadel, v chladných dnech je to 175 až 250 %.



Ačkoli má mnoho zemí zkušenosti s extrémními teplotami v jednotlivých sezónách – od vysokých teplot v létě po velmi chladné v zimním období – několik metrů pod zemským povrchem má zem relativně konstantní teplotu. V závislosti na zeměpisné šířce se teploty pohybují v rozmezí od 7 do 21°C. Obdobně jako v jeskyni je tato teplota v zimě teplejší než vzduch nad povrchem země, v létě je naopak chladnější. Geotermální tepelné čerpadlo využívá výměnu tepla z půdy prostřednictvím výměníku tepla v půdě.

Stejně jako u jiných tepelných čerpadel jsou geotermální a vodní tepelná čerpadla schopna získávat teplo i ochlazovat a jsou-li na to vybavena, mohou dodávat do domu i teplou vodu. Pro větší komfort a úsporu energie jsou některé modely geotermálních systémů k dispozici s dvourychlostními kompresory a variabilními ventilátory. Ve srovnání se vzduchovými tepelnými čerpadly jsou tišší, vydrží déle, je u nich třeba provádět jen malou údržbu a nejsou závislé na teplotě venkovního vzduchu.

Dvojí zdroj tepelného čerpadla kombinuje vzduchové tepelné čerpadlo s geotermálním tepelným čerpadlem. Tyto přístroje kombinují to nejlepší z obou systémů – mají vyšší účinnost než vzduchová jednotka, a přesto, že nejsou tak účinná jako ryze geotermální jednotky, je jejich pořizovací cena mnohem nižší. Pracují ovšem téměř stejně kvalitně.

I když může být cena instalace geotermálního systému až několikrát vyšší než cena vzduchového tepelného čerpadla při stejných požadavcích na vytápění a chlazení, jsou počáteční náklady vráceny v energetických úsporách během 5 až 10 let. Životnost systému se odhaduje na 25 let pro vnitřní komponenty a 50 let a více pro zemní smyčky.

Typy geotermálních systémů tepelného čerpadla

Existují čtyři základní typy zemních smyčkových systémů. Tři z nich, a to horizontální, vertikální a vodní, mají uzavřené smyčky. Čtvrtý typ systému má smyčku otevřenou. Který systém je nejlepší? Závisí na klimatu, půdních podmínkách, dispozici pozemku a finanční možnosti objednatele. Všechny tyto systémy mohou být použity pro soukromé nebo komerční využití.

Uzavřené smyčkové systémy

V uzavřeném smyčkovém systému v geotermálním tepelném čerpadle cirkuluje nemrznoucí roztok přes uzavřené smyčky, které tvoří plastové potrubí, které je položeno v zemi nebo vodě. Výměník tepla odvádí teplo mezi chladivem v tepelném čerpadle a nemrznoucím roztokem v uzavřené smyčce. Sestavy smyček mohou být horizontální, vertikální nebo vodní.

Jedna varianta této metody je takzvaná přímá výměna. Nevyužívá výměník tepla, ale místo toho čerpá chladivo přes měděné potrubí, které je uloženo v zemi v horizontální nebo vertikální poloze. Přímá výměna systému vyžaduje větší kompresor a nejlépe funguje ve vlhkých půdách (někdy je zapotřebí dodatečným zavlažováním udržet půdu vlhkou), nicméně měli byste zabránit instalaci měděných trubek, které v půdě korodují. Protože těmito systémy cirkuluje chladivo přes zem, mohou být místními předpisy o životním prostředí v některých lokalitách zakázány.

Horizontální systémy

Horizontální systémy jsou obecně nejvíce finančně efektivní pro obytná zařízení, zejména pro nové stavby, kde je k dispozici dostatek místa. Tento systém vyžaduje zemní výkopy nejméně čtyři metry hluboké. Mezi nejběžnější rozložení se používají buď dvě trubky, z nichž jedna je zakopána v hloubce 180 cm a další ve 120 cm, nebo dvě trubky, které jsou zakopány vedle sebe v hloubce 150 cm. Smyčková metoda umožňuje větší trubky s kratším výkopem, který šetří náklady na instalaci a umožňuje instalaci v oblastech, kde by nemohla být využita běžná horizontální metoda.

Vertikální systémy

Vertikální systémy jsou využívány pro obchodní budovy a školy, protože plocha jejich pozemku potřebná pro tento systém bývá často nedostatečná. Vertikální smyčky se používají tam, kde je půda příliš mělká pro výkopové práce nebo by jimi byly narušeny současné terénní úpravy. Pro svislé systémy jsou otvory (přibližně 10 cm v průměru) vrtány asi 6 m od sebe v hloubce 30 až 120 m. Do těchto otvorů se usadí dvě trubky, které jsou na dně spojeny obloukem, který tvoří smyčku. Svislé smyčky jsou spojeny příčnou trubkou, umístěnou ve výkopu a propojenou s tepelným čerpadlem v budově.

Vodní systémy

Vodní systémy se umísťují tam, kde je odpovídající vodní plocha, jedná se o nejlevnější variantu. V podzemí je propojeno z budovy do vody přívodní potrubí, které je ve vodě stočené do kruhů, a to nejméně 2,5 m pod povrchem, aby se zabránilo zamrznutí. Cívky by měly být umístěny do vodních zdrojů, které splňují minimální objem, hloubku a kritéria kvality.

Otevřené smyčkové systémy

Otevřený smyčkový systém využívá povrchové vody jako kapaliny tepelného výměníku, která cirkuluje přímo přes geotermální systém. Poté, co voda cirkuluje systémem, se vrací do země přes studnu a ohřátá se vrací na povrch zpět. Tato možnost je samozřejmě praktická pouze tam, kde je dostatečný přívod relativně čisté vody a jsou splněny všechny místní normy a nařízení týkající se podzemních vod.


Hybridní systémy

Hybridní systémy používají několik různých geotermálních zdrojů nebo kombinací geotermálních zdrojů s venkovním vzduchem (chladící věž), jsou tak další technologickou možností. Hybridní systémy jsou zvláště účinné, pokud je potřeba chlazení výrazně větší než potřeba vytápění. Nutností je mít místní geologické povolení. V této variantě otevřeného regulačního systému je vyvrtána jedna nebo více vertikálních studen. Voda je čerpána z dolní části stojícího sloupu a vrací se do horní části. Během procesu vytápění a chlazení může systém ztrácet část vrácené vody, což způsobuje přítok vody do okolních kolektorů. Ztrácející cyklus chladí sloupec při tepelném odmítnutí, ohřívá jej během odběru tepla a tím snižuje požadovanou hloubku vrtání.

Geotermální čerpadla cena

Tady je uveden seznam nejlevnějších geotermálních tepelných čerpadel.

Autor: © Michal Vinš

Foto: © Marktj

referenční odkaz

VINŠOVÁ, Nina. Geotermální tepelná čerpadla [online]. ČeskéNápady.cz, 2013-04-01. Dostupné online.

Sdílejte tento článek se svými přáteli:

Facebook    Twitter    Digg   

Poslat emailem

Vytisknout článek


přidejte sem svůj komentář

Nenašli jste zde přesně to, co jste hledali? Zeptejte se na to ostatních. Určitě Vám pomohou.
Ke svému dotazu použijte tento formulář.


Jméno
E-mail
Nadpis
Komentář
Všechna políčka formuláře je třeba vyplnit!
Připojit fotku
přehled komentářů
K článku zatím nebyl napsán žádný komentář.

zajímavé články



Sitemap | RSS