Nové technologie pro delší životnost tepelného čerpadla země-voda
Tepelná čerpadla země-voda s hlubinnými vrty se řadí k nejvýkonnějším, investičně ovšem nejnáročnějším alternativním zdrojům energie. Diskuze o jejich uplatnění v současné výstavbě se velmi často stáčí k otázkám návratnosti investice. Není náhodou návratnost delší než životnost topné soustavy?
Tepelná čerpadla země voda s hlubinnými kolektory se řadí k nejvýkonnějším alternativním zdrojům energie.
K životnosti topné soustavy hlubinného tepelného čerpadla země-voda je přitom nutné přistupovat ze dvou perspektiv. Jednak je zde vlastní zařízení tepelného čerpadla, které tvoří menší část z celkové investice. Životnost toho či onoho technického zařízení je garantována výrobcem a v případě problémů je jistá šance na opravu nebo výměnu komponent. Zjednodušeně řečeno, když se nám přístroj rozbije, nemusí naše investice končit v nenávratnu. Díky stoupající konkurenci na trhu mají navíc investoři k dispozici mnohem širší nabídku produktů různých cenových relací nebo výkonnostních tříd. Volbu konkrétní značky tepelného čerpadla tak mohou zákazníci ušít na míru plánované energetické spotřebě domu a finančním možnostem.
Mnohem směrodatnější je otázka životnosti u podzemních kolektorů. Ty se na rozdíl od zařízení tepelného čerpadla nedají vyjmout ani opravit a každá závada může mít z hlediska návratnosti fatální důsledky. Naštěstí jsou dnes ale na českém trhu k dostání produkty, které přispívají ke kvalitnímu a trvanlivému osazení podzemních kolektorů pro tepelná čerpadla a současně zlepšují tepelný výkon vrtů. Patří sem především novinka v sortimentu společnosti Českomoravský cement, a.s., produktová řada suchých injektážích směsí ThermoCem.
Instalace hlubinných kolektorů je investičně nákladná.
Kvalitní osazení hlubinných kolektorů je reálné díky novince ThermoCem.
Předností injektážních směsí ThermoCem je kromě výborné tepelné vodivosti i jednoduchá příprava.
Vrt je injektován odspodu pomocí hadice, která se do něj spouští společně se sondou.
Ohřev kapaliny cirkulující v kolektorech není ovlivněn jen rozměry a geometrií vrtu, ale i vlastnostmi materiálu použitého k jeho výplni. Existují různé způsoby, jak zvýšit tepelnou vodivost materiálu. Jednou z cest je přidávání křemenného písku či obecně kameniva. Pro dosažení 2 W.m−1.K−1 je ale nutné přidat již poměrně značné množství kameniva, což může vést ke zhoršení zpracovatelnosti a čerpatelnosti za současného nárůstu abrazivity směsi.
V případě směsi ThermoCem byl zvolen jiný způsob. Pro dosažení hodnoty tepelné vodivosti (λ) 2 W.m−1.K−1 byla použita speciální směs vybraných minerálů, které dobře vedou teplo a mohou zvýšit tepelný výkon vrtu až o desítky procent. Snadná zpracovatelnost a optimální viskozita směsi byla však zachována.
Smícháním suché směsi ThermoCem s vodou vznikne lehce zpracovatelná suspenze, která je na staveništi ihned připravená k použití. Z pohledu realizátorů stojí za zmínku, že ThermoCem je díky absenci křemenného písku šetrný ke strojnímu zařízení a přípravou pojiva nedochází k opotřebení míchacích a čerpacích zařízení. V průběhu míchání absorbují obsažené jílovité minerály v krátkém čase přebytečnou vodu, suspenzi zahustí a podpoří její tixotropní vlastnosti. Pokud si geologické poměry na místě vrtu vyžádají speciální viskozitu suspenze, je možné ji dokonce ovlivnit během přípravy směsi snížením vodního součinitele nebo přizpůsobením doby a intenzity míchání. Vrt je injektován odspodu pomocí hadice, která se do něj spouští společně se sondou. Suspenze je tímto postupem chráněna před nepříznivým vlivem vody přítomné v podzemí, respektive před nárůstem obsahu vody ve směsi, který by vedl k nežádoucí ztrátě pojivých vlastností. Optimální viskozita suspenze ze směsi ThermoCem přispívá k dokonalému vyplnění prostoru vrtu včetně všech horizontálních kaveren či poruch v podloží.
Trvalé a spolehlivé separace jednotlivých horizontů podzemní vody a celkové soudržnosti výplně vrtu lze dosáhnout pouze tehdy, pokud vykazuje použitá injektážní směs dostatečnou odolnost vůči chemickým procesům v podzemí. Díky použití cementu s vysokou síranovzdorností a dalších komponent byla u směsi ThermoCem dosažena vysoká odolnost proti chemické agresivitě podzemních vod. V porovnání s běžnými výplňovými materiály je výplň z ThermoCemu odolná vůči působení kyselin, např. vůči agresivnímu CO2. V průběhu užívání tak nedochází k narušování integrity výplně (vzniku nežádoucích dutin či trhlin), které by komplikovalo přenos tepla z horniny do nemrznoucí kapaliny a zároveň oslabovalo celkovou životnost soustavy.
Náklady na pořízení tepelného čerpadla země-voda zůstávají významnou položkou v rámci rozpočtu stavby a z pohledu návratnosti jsou klíčovými faktory dlouhodobé fungování a stoprocentní výkon tohoto typu tepelného čerpadla. Systém tepelného čerpadla země-voda se neobejde bez kvalitních výrobků a perfektní realizace, dvojnásobně to pak platí u hlubinných podzemních kolektorů, které jsou de facto neopravitelné. Suchá maltová směs ThermoCem představuje zodpovědné řešení pro geotermální vrty, díky kterému získává návratnost investice do tohoto zařízení zcela reálné obrysy.
Více na www.thermocem.cz.
Heidelberg Materials je největším výrobcem cementu, transportního betonu a kameniva v České republice. Skupina Heidelberg Materials je v České republice tvořená společnostmi Heidelberg Materials CZ, a.s. (do 31. 12. 2023 Českomoravský cement, a.s.), ...
