Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Zemní tepelná čerpadla od firmy Regulus

Zájemce o vytápění tepelným čerpadlem se v našich podmínkách rozhoduje mezi třemi typy, rozdělenými podle zdroje nízkopotenciálního tepla: vzduch-voda, zemní kolektor-voda, zemní vrt-voda.

V České republice je typ vzduch-voda nejčastější. Důvodem je nižší pořizovací cena. V zemích západní Evropy se tepelná čerpadla typu země-voda instalují daleko častěji. V porovnání se systémy odebírajícími energii z okolního vzduchu v poměru asi 50:50. Vyšší životní úroveň v západních zemích jde totiž ruku v ruce nárokům na technická zařízení budov a tepelné čerpadlo typu země-voda je efektivním a komfortním řešením vytápění domu, které nabízí plné využití tepelného čerpadla, zejména v zimním období.

U zemních tepelných čerpadel je snazší dosáhnout tzv. monovalentního provozu, kdy již není potřeba žádný další zdroj tepla. U čerpadel typu vzduch-voda je nutný bivalentní zdroj energie, který se spouští při nízkých teplotách okolního vzduchu. Bivalentním zdrojem energie bývá často volen právě elektrokotel a je tedy logické, že při vyšších cenách energie v západní Evropě se častěji volí právě monovalentní provoz se zemním čerpadlem. V cenách energií se západu přibližujeme rychleji, než bychom si přáli, proto se rozšíření tepelných čerpadel země-voda očekává i u nás.

Primární okruh

Principem každého tepelného čerpadla je přečerpání tepelné energie z nízké teploty (venkovní vzduch, země) na vyšší teplotu (otopný systém). U zemních tepelných čerpadel se geotermální teplo předává do kapaliny, která proudí uvnitř kolektorové smyčky nebo smyčky usazené ve vrtu. Tak se odebírá teplo z povrchového kolektoru nebo vrtu. Tělo zemního vrtu nebo zemního kolektoru, ve kterém koluje nemrznoucí kapalina, se nazývá primární okruh. Právě primární část prodražuje cenu zemních tepelných čerpadel, proto je jí třeba věnovat pozornost. Až 70 % poruch je způsobeno defektem na primárním okruhu. Vyplatí se používat kvalitní materiály, případná porucha má velké finanční a ekologické následky.

Povrchové zemní kolektory

Zemní kolektor tvoří plastová trubka uložená 1,2–1,5 m pod povrchem, minimálně 0,5 m pod zámrznou hloubku. Nejjednodušší je použít zemního rýhovače ve speciálním provedení. Běžné rýhovače dosahují hloubky výkopu jen 60 cm, proto nejsou vhodné. Lze použít hloubení bagrem, ale výkop je pak širší. U novostaveb je možné provést celoplošnou skrývku a po položení kolektoru zahrnout zeminou do potřebné výšky. Energetický zisk je 8 až 35 W z metru čtverečního zemního kolektoru. Velmi záleží na složení, vlhkosti a soudržnosti podloží. Délka jedné smyčky je kolem 100 m, smyčky jsou zapojeny paralelně. Počet smyček pak závisí na požadovaném výkonu tepelného čerpadla.

Hloubkové vrty

Při nedostatku plochy pro zemní kolektor lze teplo ze země čerpat pomocí smyčky uložené v hloubkovém vrtu. Hloubka vrtu bývá 50 až 150 m, při potřebě více vrtů se smyčky opět zapojují paralelně. Dosažitelný výkon z jednoho metru zemního vrtu se v závislosti na podloží pohybuje mezi 20–60 W. V poslední době se pro menší výkony používají kratší šikmé vrty sbíhající se do jednoho místa.

Nemrznoucí kapaliny

Nemrznoucí směsi použité v primárním okruhu jsou nejčastěji glykolové směsi. Nejvhodnější je ekologicky šetrný monopropylénglykol, který je ovšem méně často používaný vzhledem k vysoké ceně. Použití etylenglykolu nese určité riziko vzhledem k jeho negativnímu působení na životní prostředí (v případě, že dojde k havárii na primárním okruhu). Řešením není ani použití lihových směsí. Jejich nevýhodou je poškozování těsnění v oběhových čerpadlech a tím snižování jejich životnosti.

Tepelné čerpadlo

Vlastní tepelné čerpadlo se umisťuje uvnitř domu. Pomocí dvou trubek se připojí k zemnímu kolektoru, další dvě trubky vedou k akumulační nádobě a následně do otopného systému.

Vnitřní tepelná centrála

Jedním z trendů ve snižování nákladů na vytápění objektů je kombinování různých zdrojů tepla do jednoho otopného systému. Tepelná centrála EcoHeat umožňuje snadné připojení k otopnému systému a vodovodu a zajišťuje kompletní tepelné potřeby rodinného domu – topení, akumulaci topné vody, přípravu teplé vody pomocí tepelného čerpadla a vestavěného 9kW elektrického topného tělesa. Samozřejmostí je možnost připojit sluneční kolektory, dřevokotel, krbový výměník nebo jiné zdroje tepla. Kompaktní řešení vyniká minimálními tepelnými ztrátami a zabírá v domě málo místa. Centrála obsahuje řídicí elektronickou jednotku, která řídí topný systém domu, přípravu teplé vody, chod tepelného čerpadla a krokově spíná elektrické topné těleso.

Obsluha a servis

Bezobslužný chod systému je dnes brán jako standard u všech instalací s tepelnými čerpadly nebo u instalací s více zdroji tepla. Uživatel si pouze nastaví požadovanou vnitřní teplotu a systém vše potřebné zařídí sám. Veškerá technická nastavení systému provede technik při uvedení do provozu, dále se již nic nenastavuje.

V případě zájmu o návrh tepelného čerpadla se obraťte na odborníky z firmy Regulus, kteří Vám zajistí návrh nejvhodnějšího řešení vytápění objektu tepelným čerpadlem.

Srovnání primárních zdrojů tepelných čerpadel

Země

  • celoroční topný faktor 3,8 v novostavbách
  • celoroční topný faktor 3,0 u stávajících budov
  • malé výkyvy teploty země během roku (od −5 °C do +5 °C)
  • topný faktor a výkon téměř nezávislý na venkovní teplotě
  • při instalaci nutné zemní práce
  • zemní kolektor vyžaduje pozemek o dvoj- až trojnásobku vytápěné plochy
  • zemní sondy vyžadují povolení stavebního a báňského úřadu
  • primární okruh nutno dimenzovat podle motohodin
  • nevhodné pro celoroční bazény

Vzduch

  • celoroční topný faktor 3,3 v novostavbách
  • celoroční topný faktor 2,6 u stávajících budov
  • velké výkyvy teploty vzduchu (od −20 °C do +30 °C)
  • topný faktor a výkon při nízkých venkovních teplotách velmi malý
  • nutnost odtávání výparníku při venkovních teplotách −5 °C až +3 °C
  • vysoké průtoky vzduchu, hlučnost
  • snadná instalace bez zemních prací
  • žádné požadavky na velikost pozemku
  • nejsou nutná žádná úřední povolení

Pozn.: Celoroční topný faktor je číslo, které udává, kolikrát více tepelné energie dostaneme oproti elektrické energii dodané tepelnému čerpadlu. Např. při celoročním topném faktoru 3 tvoří spotřeba tepelného čerpadla jen třetinu elektrické energie z celkově dodané energie do topného systému.

REGULUS spol. s r.o.
logo REGULUS spol. s r.o.

Regulus tepelná technika, využití obnovitelných zdrojů energie. Tepelná čerpadla, sluneční kolektory a další prvky solárních systémů, rekuperace tepla, zásobníkové ohřívače a akumulační nádrže, deskové výměníky, expanzní nádoby, inteligentní regulace, ...