Tepelné čerpadlá – zem-voda

Tepelné čerpadlo zem-voda dokáže pomocou hermeticky uzavretého chladiaceho okruhu s kompresorom využiť nízkopotenciálnu energiu, ktorá je uložená v horninách, a previesť ju do vykurovacej vody s teplotou vhodnou pre vykurovanie a prípravu teplej vody.

Existujú 3 spôsoby, ako odoberať teplo zo zeme:

• zemným plošným kolektorom,
• zemným vrtom (sondou),
• čerpaním podzemnej vody (systém voda-voda).

Zemný plošný kolektor je akumulátor tepla. Ide v podstate o obrovský solárny kolektor. Slnko do neho uloží teplo na jar a v lete a vo vykurovacej sezóne si ho „vyberie“. 

Zakladá sa v nemrznúcej hĺbke a čo najbližšie k povrchu, aby ho mohlo slnko dobre prehriať. Zvyčajne ide o hĺbku 1,2 až 1,5 m. Kolektor sa skladá z rúrok, ktoré sú vyrobené zo špeciálneho odolného plastu. Je tiež naplnený nemrznúcou zmesou. 

Jeho plocha sa počíta z tepelnej straty domu a orientačne musí byť aspoň 4 až 5 × väčšia ako celková obytná plocha domu. Samozrejme, záleží aj na pôdnom zložení záhrady a jej energetickej výdatnosti.

Stavať sa však nesmie na ploche kolektora (dom, garáž, pergola). Naopak, dobre navrhnutý kolektor neovplyvňuje rastliny na svojom povrchu.

Zemný vrt využíva hlbinné zemské teplo. Jeho hĺbka je obvykle od 80 do 130 metrov, priemer zas okolo 175 milimetrov. Do vrtu sú uložené U-rúrky (jedna až dve), ktoré sú takisto vyrobené zo špeciálneho plastu. Sú naplnené nemrznúcou zmesou.

Vrty, vrátane ich vystrojenia potrubím, dodáva špecializovaná firma, ktorá tiež vybavuje potrebné povolenia. Výhodou vrtu je, že v zime môže dodávať teplo a v lete chlad pre chladenie domu.

V rámci systému voda-voda odoberáme zemné teplo pomocou studničnej vody. Tú čerpáme z čerpacej studne po odobratí tepla v tepelnom čerpadle a vraciame do rovnakej vodonosnej vrstvy vsakovacej studne. Je rovnako hlboká ako tá čerpacia – je vzdialená niekoľko metrov resp. desiatok metrov. Na Slovensku je tento spôsob pomerne vzácny. Systém voda-voda si vyžaduje vyvŕtať injektážny vrt podľa tepelnej straty domu s výdatnosťou 2-5 m³/hod a reinjektážny vrt.

So stanicou podzemnej vody GWS vedia naše tepelné čerpadlá zem-voda využiť ako zdroj energie aj podzemnú vodu.

Pasívne chladíme na začiatku teplého obdobia, keď sú vrty vychladené po zime a ešte nedošlo k ich tepelnej regenerácii. Chlad odovzdávame prostredníctvom výmenníka do chladiacej sústavy v dome. V tom čase majú vrty teplotu 0 až +5 °C a sú veľmi dobrým zdrojom chladu. Pasívne chladenie je veľmi úsporné, pretože prácu vykonávajú len obehové čerpadlá. Kompresor v tepelnom čerpadle v tom čase nie je aktívny.

Tepelné čerpadlo použijeme až v lete, keď sú vrty prehriate. Vtedy regulátor tepelného čerpadla, pomocou prepínacích ventilov, obráti chod tepla, ktorý odoberá z vykurovacej alebo chladiacej sústavy a odovzdáva ho buď do teplej vody, alebo vrtov. V tomto prípade hovoríme o aktívnom chladení.

Pre tepelné čerpadlá zem-voda a voda-voda od STIEBEL ELTRON môžete získať štátnu dotáciu v rámci projektu Zelená domácnostiam.

Rodinné a bytové domy sa môžu uchádzať o dotáciu formou poukážky na inštaláciu malých zariadení na využívanie obnoviteľných zdrojov energie vďaka národnému projektu Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry s názvom Zelená domácnostiam.

Národný projekt SIEA je financovaný z Operačného programu Kvalita životného prostredia, ktorý riadi Ministerstvo životného prostredia SR. Finančný príspevok je poskytovaný z finančných prostriedkov Európskeho fondu regionálneho rozvoja a štátneho rozpočtu SR.

Prejdite na sekciu, ktorá vás zaujíma:

Čo je to tepelné čerpadlo zem-voda?

Tepelné čerpadlo zem-voda odoberá energiu z pôdy (podložia). V nezamrzajúcej hĺbke pod povrchom pôdy cirkuluje teplonosná kvapalina, ktorá odoberá teplo a následne ho prostredníctvom tepelného čerpadla odovzdáva vykurovaciemu systému.

Je ideálnou voľbou pre rodinné domy s vhodným pozemkom. Energiu z pôdy tepelné čerpadlo odoberá pomocou vertikálneho vrtu alebo zemného plošného kolektoru.

Aké sú výhody a nevýhody systému zem-voda?

Riešenia zem-voda s hlbinnými vrtmi

K najväčším výhodám tepelného čerpadla zem-voda s vrtmi patria:

• o 30 % nižšia spotreba energie ako v prípade tepelných čerpadiel vzduch-voda,
• stabilný výkon aj pri nižších teplotách. 

K nevýhodám možno zaradiť: 

• vyššie investičné náklady,
• oznamovaciu povinnosť alebo potrebu získať stavebné povolenie.

Riešenia zem-voda s plošnými kolektormi

K benefitom tepelného čerpadla zem-voda so zemným plošným kolektorom patrí:

• rýchlejšia inštalácia v porovnaní s tepelným čerpadlom s vrtmi,
• nížšie investičné náklady v porovnaní s tepelným čerpadlom s vrtmi.

Toto riešenie má aj svoje nevýhody: 

• potreba veľkého pozemku (často 200 až 400 m²),
• realizácia výkopu do určitej hĺbky,
• pozornosť treba venovať rozmiestneniu okolitých stavieb.

Aké sú špecifiká systému voda-voda?

Tepelné čerpadlo voda-voda je systém, v ktorom sa zemské teplo odoberá z podzemnej vody. Na využitie tepla je potrebná sacia studňa a vsakovacia studňa.

Ide v podstate o iné použitie systému zem-voda.

Využíva sa najmä v oblastiach s dostatkom podzemnej vody a v oblastiach, kde je podzemná voda dostupná plytko pod povrchom pôdy. Na Slovensku sú vhodné podmienky pre inštaláciu takéhoto tepelného čerpadla situované na rovine, v údoliach dolín, pri riečnych tokoch a jazerách.

K výhodám tepelných čerpadiel typu voda-voda patria:

• nižšie investičné náklady oproti tepelným čerpadlám s vrtmi, 
• nízka hlučnosť.

K najväčším nevýhodám možno zaradiť: 

• nutnosť získať povolenie od správcu povodia,
• podmienky na umiestnenie tepelného čerpadla limituje lokalita nehnuteľnosti.