Plošný zemní kolektor jako součást tepelného čerpadla

Tepelná čerpadla typu země/voda odebírají nízkopotencionální teplo z okolního prostředí (podloží) uzavřeným systémem horizontálních nebo vertikálních primárních okruhů. Předností tohoto typu tepelného čerpadla je relativní jednoduchost, minimum pohyblivých částí a především konstantní teplotní zisk.

U tepelných čerpadel (TČ) země/voda je důležitý nejen výběr samotného stroje, ale také na těch částí, které přímo přebírají zemní teplo.

Pro čerpání tepla ze země slouží buď geotermální vrty (resp. vertikální kolektory), nebo zemní plošné (resp. horizontální) kolektory. Podmínky pro volbu typu kolektoru jsou dány především geologickou situací a také umístěním budovy v zástavbě. Pokud není k dispozici dostatek plochy, je třeba zvolit kolektor vertikální (geotermální vrt).

Primární okruh systému tepelného čerpadla země/voda se totiž nedá vůbec nebo jen s obtížemi opravit. Proto je nutné, aby veškeré části, které jsou v provozu i několik desítek let, byly z kvalitních materiálů a měly co možná nejvyšší faktor pasivní bezpečnosti. S tím je spojená i podmínka kvalitní montáže.

Plošný kolektor se klade do výkopů v nezámrzné hloubce: v našich geografických podmínkách se doporučuje hloubka 1,2 – 1,5 m. Při dimenzování je především důležitá plošná výměra zemního kolektoru více jak systém položení a vzdálenosti jednotlivých smyček. Doporučená délka jednotlivých okruhů pro snížení tlakových ztrát je 100 až 200 m.

Podle vlastnosti a druhu půdy má tepelné čerpadlo země/voda se zemním kolektorem výkon zhruba mezi 8 – 32 W/m² při 2400 provozních hodinách TČ za rok. Možný výkon (směrné hodnot pro návrh čerpadla) je možné laicky určit podle typu podloží.

Způsob pokládky kolektoru:

- Klasický výkop bagrem

Provádí se na šíři lžíce 0,6 – 0,8 m, do kterého se pokládá smyčka kolektoru. Na jednu stranu výkopu jedna trasa, vracíme se zpět po druhé straně výkopu. Při výkopu další smyčky můžeme vytěženou zeminou zasypávat již hotovou část..

- Kompletní skrývka

Tam, kde se budou provádět terénní úpravy nebo navážka. Na předem připravenou plochu se klade potrubí v určených roztečích a kotví se do země. Tento způsob pokládky umožňuje uspořádání do tzv. meandru, kdy je provedena spirála podobně jako u podlahového vytápění. Tepelná energie je předávána pozemkem zcela rovnoměrně.

- Drážky zemním rýhovačem

Tento způsob umožní uložit potrubí do drážky o šíře 10 – 15 cm která je provedená do konečné hloubky ukládky. Výhoda tohoto provedení je rychlost realizace. Není zde sesedání jako u klasického výkopu bagrem. Sesedá si pouze drážka, která se po roce ½ - 1 roce dosype a provedou se konečné terénní úpravy. Omezení mohou nastat při nevhodném podloží, kdy je skalnaté, nebo obsahuje množství velkých kamenů, které řetěz rýhovače nevynese z drážky.

Celý článek je uveřejněn v čísle 1/10 časopisu Energie 21.

Autor: Milan Trs, Gerotop, spol. s r. o.