Tepelná čerpadla země-země, odebírající teplo ze země pro vytápění, jsou vlajkovým příkladem zařízení využívajícího obnovitelné zdroje energie. Topné médium cirkuluje v potrubním systému uloženém v zemi, označovaném jako kolektor nebo výměník tepla. Podle velikosti prostoru, který na pozemku máme, můžeme zvolit zemní výměník vertikální, horizontální nebo spirálový.

Tepelné čerpadlo je zařízení, které využívá teplo z okolí k vytápění místností, tedy z tzv. spodní zdroj tepla. V případě zemních tepelných čerpadel je spodním zdrojem zemina. Nejlepší je, když je půda mokrá a jílovitá, protože suchý písek poskytuje několikanásobně méně tepla.

Zemní výměník tepla umístěný v zemi - v závislosti na velikosti našeho pozemku - vertikálně, horizontálně nebo spirálově - přijímá teplo a předává ho médiu cirkulujícímu v potrubním systému a následně jej dopravuje do otopného systému.

Takové vytápění má vlastně jen výhody: nespotřebovává žádné palivo, nevypouští výfukové plyny a nemusíte platit za využití vyrobené tepelné energie. Stále však zůstávají náklady na elektřinu, která je nezbytná pro napájení tepelného čerpadla. Naštěstí pumpa toho moc nepotřebuje.

Pro velký pozemek - horizontální výměník tepla

V případě horizontálního trubkového výměníku je optimální hloubka 0,2-0,5 m pod hranicí námrazy. Pokud je však vodní tok v relativně malé hloubce, pak je nejlepším řešením umístit potrubí do něj. Tepelné čerpadlo pak dosahuje vyšší COP. Potrubí horizontálního výměníku se uloží do předem připraveného výkopu o rozměrech odpovídajících požadované ploše výměníku.Provádějí se ve formě cívky (meandrů) po celém povrchu výkopu se specifickými intervaly mezi sousedními úseky. Rozteč by neměla být menší než 0,4 m ani větší než 1,2 m – přizpůsobeno typu půdy, což určuje její schopnost „regenerace“ (doplňování tepla). Čím déle je povrch země zamrzlý, tím větší by měly být rozestupy
.Mějte na paměti, že tepelný výkon výměníku tepla nevyplývá z délky potrubí, ale z povrchu země, na které je položena. Menší rozestup neumožňuje odebírat z něj více tepla, ale vyžaduje delší potrubí. To se promítá do vyšších investičních a provozních nákladů, protože k čerpání solanky delším potrubím je potřeba výkonnější oběhové čerpadlo. Na druhou stranu příliš velká vzdálenost mezi trubkami znamená, že teplo není přijímáno v předpokládaném množství, takže výkon výměníku je nižší.

Tepelné čerpadlo s vertikálním výměníkem

Tepelné čerpadlo dosahuje vyšší COP, když jsou trubky výměníku umístěny svisle v zemi - ve vrtech hlubokých 40-150 m. Je to proto, že pod 10 m je teplota země celoročně kolem 10°Co C - v zimě o téměř deset více než v hloubce 1,5 m. Provedení vertikálního výměníku je však jednoznačně dražší než horizontálního. Jedná se o svislé segmenty potrubí tvořící smyčku (trubka stéká po studni, dole se otáčí a je vedena nahoru). Říká se jim geotermální sondy. V tomto případě se nepočítá plocha, ale celková délka výměníku, který se obvykle skládá z více než jedné sondy. Do vertikálních vrtů se vkládá jeden nebo dva páry trubek (sondy typu U nebo dvojité U). Zasouvání trubky do vrtu usnadňuje hlavice - prvek spojující svislé trubky, který lze přizpůsobit použití přídavné plnicí (tlačné) trubky.Do vyvrtaného otvoru se zasune hlava a s ní i trubky výměníku. Poté se do otvoru zavede plnicí trubkou betonovo-cementová směs.

  • Cement – nezbytný na každé stavbě. Druhy cementu a jejich použití
  • Jak si sami vyrobit dobrý beton B20 (C16/20)>

Ve výměníku typu U kapalina stéká jednou trubkou dolů do hlavy a druhou se z ní vrací. V dvojitém výměníku typu U - proudí dvěma trubkami dolů a dvěma nahoru. Vzdálenost mezi studnami do hloubky 50 m by neměla být menší než 5 m, v případě hlubších - 8-15 m. Měly by být umístěny v linii kolmé ke směru proudění podzemní vody.

Spirálový zemní výměník tepla

Dalším typem kolektorů jsou spirálové výměníky. Jsou položeny na stejném principu jako horizontální výměník tepla, kromě toho, že potrubí je ve tvaru spirály.Vyžadují méně místa k instalaci než horizontální výměník tepla a instalační práce je méně těžkopádná než u horizontálního výměníku tepla.

Zjistěte více o tepelných čerpadlech:

  • Princip činnosti vyrovnávací nádrže v instalaci tepelného čerpadla>
  • Může tepelné čerpadlo chladit?>
  • Spolupráce mezi tepelným čerpadlem a fotovoltaikou: výhody a řešení

VIDEO: tepelné čerpadlo - jak vytopit dům?

Kategorie:

Rekonstrukce