Stále více projektů technických zařízení budov obsahuje tepelná čerpadla jako jediný zdroj pro vytápění a ohřev teplé užitkové vody. Znalost problematiky nasazení tepelných čerpadel je přitom u většiny projekčních kanceláří stále lepší. Investoři se tak pouštějí do stále zajímavějších projektů.
K získání nízkopotencionální energie pro tepelné čerpadlo využíváme řadu zdrojů. Vhodný systém vždy podmiňuje místní situace stavby. U většiny instalací jsou navrženy hlubinné vrty. V případě možnosti záběru velké plochy pozemku je možné realizovat také plošný kolektor. Investičně nejvýhodnější a nejefektivnější je možnost využití stavebních konstrukcí budov resp. základů budov.
Instalování registru potrubí do základů budov se nazývá podle způsobu instalace jako energetické piloty, energetické stěny, energetické základy. Tato technologie je ale možná jen u novostaveb: dodatečné instalování potrubních systémů do budovy možné není.
Stavby s piloty se provádí zpravidla v místech, kde je nezpevněné podloží, které by neumožňovalo použití klasických základů pro založení budovy. Zejména jde o místa se zvýšenou hladinou spodní vody, vždy pak v místech vodních toků. Piloty staticky zajišťují většinu výškových budov, kde slouží jako kotvy.
Objem betonu a zeminy pod objektem je možné využívat jako „akumulátor“ chladu nebo tepla. V zimním období tepelné čerpadlo chladí do systému pilot a tím získává potřebné teplo pro vytápění objektu. Naopak v letním období se uložený chlad využívá na chlazení. Zvláště u objektů, které jsou využívány jako kancelářské, je požadavek na chlad v létě mnohem větší, než potřeba výkonu pro vytápění v zimním období.
Konstrukce piloty je tvořena ocelovou armaturou a meziprostor je vyplněn betonem. Energie je z pilot odváděna pomocí potrubí, které je navinuto na armatuře piloty. Jako potrubí materiál se využívá vysokohustotní polyetylen se zvýšenou odolností. V potrubí koluje nemrznoucí kapalina, která předává tepelnou energii přímo tepelnému čerpadlu.
Zemní plošné kolektory nebo hlubinné vrty využívané jako zdroj pro tepelné čerpadlo se dimenzují tak, že ke konci topné sezóny můžeme pracovat v režimu záporných hodnot v primárním okruhu. U využití základů budov se dlouhodobě nesmíme do záporných hodnot dostat. Povolená hranice je -2 °C kdy ještě nedochází k takovému promrzání, aby způsobilo problém.
Maximální využití stavební konstrukce vede k úsporám dalších investic a v případě nasazení tepelného čerpadla lze hovořit o investici s bezpečnou návratností.
Celý článek je otištěn v čísle 3/09 časopisu Energie 21.
Autor: Ing. Milan Trs, GEROtop spol. s r. o.
