Tepelná čerpadla země/voda - Zemní plošný kolektor

Popis schématu tepelného čerpadla aneb jak to vlastně funguje

Tepelné čerpadlo ❶ je zapojené do otopné soustavy prostřednictvím vnořeného zásobníku ❹, který plní funkci akumulace tepla a termohydraulického rozdělovače.

Teplota topné vody se mění v závislosti na venkovní teplotě. Průtok topné vody otopnou soustavou zajišťuje oběhové čerpadlo ❺.

Při požadavku na ohřev TV dojde ke zvýšením výstupní teploty topné vody z tepelného čerpadla a k ohřevu horní části zásobníku na maximální teplotu. Po ukončení ohřevu se vrací celý systém do režimu vytápění, přičemž vysoká teplota vody ve vrchní části zásobníku je zachována.

Vnitřní výměník ve vnořeném zásobníku umožňuje připojení solárního systému ❻. Je žádoucí, aby okruh vytápění byl řešen jako směšovací.

Teplo obsažené v půdě se využívá nepřímo, získává se pomocí výměníku tepla (kolektoru) a přenáší se cirkulačním okruhem do výparníku tepelného čerpadla pomocí teplonosné nemrznoucí kapaliny. Nemrznoucí směs odpovídá všem požadavkům na ochranu životního prostředí. Oběh teplonosné kapaliny zajišťuje oběhové čerpadlo, teplonosná kapalina se ve výparníku ochlazuje a v zemním kolektoru se znovu ohřívá.

Výměník je obvykle zhotoven z plastových trubek nebo plastových hadic, které jsou umístěné jako plošný výkopový kolektor, který je uložen v hloubce 1,5 metru v přibližně metrové rozteči nebo jako spirály (slinky) v 90 cm širokých výkopech vzdálených přibližně 5 metrů. Výkopové práce jsou podstatnou položkou v rozpočtu instalace, nicméně nejsou tak finančně a administrativně náročné jako hlubinné vrty.

Odběr tepla ze země pomocí horizontálních výměníků je vhodný zejména pro tepelná čerpadla s menším výkonem, například pro rodinné domy.

Plošné kolektory jsou více náchylné k teplotním výkyvům během roku, změna venkovních teplot má vliv na půdu. Instalace plošných kolektorů je však technicky méně náročná a výrazně levnější než řešení pomocí hloubkových vrtů. Plošný kolektor je však oproti hlubinným vrtům náročný na nezastavěnou plochu (zahradu u rod. domku), na ploše, kde je uložen kolektor nelze nic stavět. Délka výkopů závisí na požadovaném výkonu tepelného čerpadla a místních geologických podmínkách.

Jak velký kolektor je potřeba a jaký výkon čerpadla?

Zdarma vypracujeme návrh Vaší instalace, kontaktujte nás >>

Vyplněný dotazník je ideální podklad pro technický návrh tepelného čerpadla. Návrh systému obsahuje předpokládaný výkon čerpadla, objem nádrže na teplou vodu. Z naší nabídky se dozvíte kolik energie a finančních prostředků ušetříte právě ve Vašem případě.

Veškeré nabídky děláme na míru a dle přesných potřeb a požadavků zákazníků.

U nízkoenergetických domů s malou tepelnou ztrátou se vyplatí monovalentní soustava, tedy vytápění pouze tepelným čerpadlem. V některých případech  je tepelné čerpadlo typu země/voda výhodné dimenzovat na pokrytí přibližně 70% tepelné ztráty objektu. V případě zvýšené potřeby energie v kratších obdobích velmi nízkých teplot se spíná náhradní zdroj, obvykle elektrokotel (bivalentní uspořádání, některá tepelná čerpadla mají elektrokotel zabudovaný).

V zásadě existují dva druhy uspořádání kolektorů ve výkopech - plošné kolektory a spirálové kolektory.

Plošné kolektory

Do přibližné metrové hloubky jsou v metrové rozteči uloženy do meandrového tvaru plastové trubky. Výkop je prováděn v šířce cca 30 cm na ploše odpovídající přibližně 2 až 2,5 násobku vytápěné podlahové plochy. Hlavní nevýhodou plošného kolektoru je náročnost na nezastavěnou plochu.

         

Spirálové kolektory - slinky

Tento druh kolektorů se ukládá do větší hloubky než plošný kolektor - přibližně do 2 metrů. Šířka výkopu je cca 90 cm. Na jeden běžný metr výkopu připadá 10 metrů plastového potrubí, které je na dno výkopu uloženo ve spirálách. Osová vzdálenost jednotlivých výkopů musí být minimálně 5 metrů.

Tento druh kolektorů vzhledem ke spirálovému uložení vyžaduje méně plochy pozemku než plošné výměníky. Při dimenzování spirálových výměníků platí orintační hodnota získaného tepla přibližně 100 W na 1 metr výkopu.

      

Ochranné pásmo kolektoru, jeho uložení a vliv kolektorů na vegetaci

Kolektor by měl být v hloubce alespoň 1,5metru, pokud je v menší hloubce, může docházet k nadzvedávání terénu nad kolektorem. Při ukládání kolektoru je nutno dodržet minimální bezpečnostní vzdálenosti - 1,5m od nejbližších podzemních vedení a kanalizace, 1,5m od základů budovy a alespoň 0,5m od hluboce kořenící zeleně.

Sníh nad výměníky taje se zpožděním několika dnů. Vegetace nad kolektorem má pomalejší růst v jarních měsících, ale rychlejší vývoj v letních měsících, protože se nad kolektorem v těchto měsících hromadí půdní vlhkost.

Z důvodu ochrany před proražením jsou výměníky kladeny do pískového lože a zasypány dostatečnou vrstvou písku. Dále je z důvodu odvzdušňování výhodné uložit výměníky tak, aby měly stoupání vzhledem k tepelnému čerpadlu. V opačném případě je třeba nainstalovat speciální odvzdušňovací zařízení.

Podívejte se na referenční stavby v kategorii tepelná čerpadla země-voda.