Úvodní stránka - Tepelná čerpadla - Získávání tepla

Teplo, které je potřeba pro tepelné čerpadlo nemusí mít příliš vysoký potenciál, tedy není potřeba žádný geotermální pramen. Je jen potřeba zajistit dostatečné množství hmoty, ze které je možno toto teplo čerpat tak, aby její teplota neklesala, případně aby klesala co možná nejméně. Jako nejčastější zdroj tepla se používá země a to ve formě vrtů, případně plošných kolektorů. Dále je možné teplo odnímat z vody, případně za vzduchu.

Zemní sondy

Teplo je odebíráno ze sondy, která je umístěna do předem provedeného vrtu. Sonda je provedena z Polyetylenového materiálu a tvoří uzavřený okruh, v němž koluje nemrznoucí směs, aby bylo možné odebírat teplo i při podchlazení okolí sondy pod bod mrazu. Běžné pracovní teploty se zde pohybují od 15°C a to na začátku topné sezóny, až k teplotám pod bodem mrazu ke konci topné sezóny.

Délka sondy je závislá na velikosti topného výkonu stroje a na ostatních potřebách tepla v domácnosti (ohřev užitkové vody, ohřev bazénu). Je také důležité znát charakter podloží. Je-li podloží s velkým výskytem spodní vody , lze vytvořit zhruba poloviční vrt oproti velmi suché nesoudržné zemině. Při dimenzování vrtů se uvažuje měrný výkon jímání v rozmezí 30 - 100W / m hloubky.

Délky vrtů se tedy pohybují v řádech desítek metrů a je li potřeba délku větší než řádově 120 m je potřeba provést několik vrtů, které jsou pak v rozdělovači a sběrači sloučeny a přivedeny k tepelnému čerpadlu.

K regeneraci odebraného tepla během topné sezóny zde dochází geotermálním teplem a slunečním zářením.

Výhodou tohoto systému jsou jeho dobré parametry topných faktorů, malá náročnost na prostor (musí být zajištěn přístup pro vrtnou soupravu a lze vrtat téměř všude).

Nevýhodou tohoto systému je jeho cena. Běžná cena vrtání se pohybuje řádově v rozmezí 900 - 1200 Kč/m délky a navíc je vrt účtován podle nového znění zákona o DPH s 19%DPH. Další nevýhodou je problém při provádění těchto prací v lázeňských oblastech a dnes již téměř 100% nutnost zajištění stavebního povolení na vrty a s tím spojený úřednický šiml. Ne všude však je stavební povolení nutností. Někde dostačuje pouze ohlášení na stavebním úřadu.

Zemní kolektor

Princip je naprosto stejný, jako u zemní sondy, přičemž není proveden vrt, ale PE trubka je položena vodorovně zhruba v metrové hloubce pod úrovní terénu (1,2 m až 1,5m). Sonda tvoří uzavřený okruh, v němž koluje nemrznoucí směs, aby bylo možné odebírat teplo i při podchlazení okolí sondy pod bod mrazu. Běžné pracovní teploty se zde pohybují od 15°C a to na začátku topné sezóny, až k teplotám pod bodem mrazu ke konci topné sezóny.

Délka sondy je závislá na velikosti topného výkonu stroje a na ostatních potřebách tepla v domácnosti (ohřev užitkové vody, ohřev bazénu). Je také důležité znát charakter podloží. Je-li podloží s velkým výskytem spodní vody , lze vytvořit zhruba poloviční kolektor oproti velmi suché nesoudržné zemině. PE trubka je položena ve smyčce zhruba v metrových rozestupech. Dimenzování délky je obdobné jako u vrtu, zde se však měrný výkon jímání pohybuje v rozmezí 15 - 40W /m délky kolektoru.

K regeneraci odebraného tepla během topné sezóny zde dochází pouze slunečním zářením a z toho vyplývá nutnost volného prostoru nad kolektorem.

Výhodou tohoto systému jsou jeho dobré parametry topných faktorů stejně jako u vrtů. Dále zde odpadá ve většině případů nutnost stavebního povolení a tento systém má i daleko nižší pořizovací náklady a to hlavně v případě, že je majitel schopen zemní práce provést sám.

Nevýhodou tohoto systému je nutnost dostatečně velkého pozemku pro položení kolektoru. Odhadem se dá tento prostor stanovit na trojnásobek vytápěné plochy. Veškeré zemní práce se podle nového znění zákona o DPH účtují s 19%DPH

Poznámka: Zemní kolektor je možné také vyhotovit formou tzv. sliků, což jsou různě položené smyčky PE trubky v zemi. Tento způsob není v České republice příliš rozšířen. Výhodou je možnost umístění i na pozemky s menší rozlohou, než by bylo potřeba na klasický kolektor. Nevýhodou oproti zemnímu kolektoru je zde cena.

Není třeba se obávat vychlazení zeminy nad kolektorem. V případě, že je kolektor správně navržen, není mírně chladnější prostředí na vegetaci vůbec znát.

Povrchová voda

Teplo odebírané pomocí kolektoru: Zde se použije obdoba zemního kolektoru, tedy uzavřený okruh s chladivem, který je umístěn pod vodní hladinou. Je možno položit kolektor na dno rybníku, na dno,či na stěny náhonu mlýna a případně obtočit okolo pilíře mostu. Dimenzování délky v tomto případě je závislé na charakteru vody (rybník, řeka). Výhodou tohoto systému jsou malé pořizovací náklady. Není nutné použít další výměník tepla a okruh chladiva je uzavřen, takže nemůže dojít k jeho znečištění. Nevýhodou je nutnost stálého sloupce vody nad kolektorem, případně dostatečně velký průtok. Další nevýhodou může být snadné poškození při nutnosti čistit rybník.

Teplo odebírané přímo z protékající vody: Voda je přiváděna do tepelného výměníku, kde se energie předává chladící kapalině. Zde je nutno zajistit dostatečně velký průtok vody přes tepelný výměník. Velkou nevýhodou tohoto systému jsou nečistoty, které mohou být častou příčinou poruch.

Spodní voda

Studny - tento systém pracuje na principu přečerpávání vody z jedné studny (čerpací) do druhé (vsakovací). Tyto studny však musí být od sebe vzdáleny alespoň 15 metrů. Odčerpaná voda se pak vrací jako spodní voda zpět ze vsakovací study do čerpací. Hloubka vrtů je závislá na hladině spodní vody. Ve většině případů se pohybuje mezi 5 a 15 metry. Důležitým faktorem při zřizování tepelného čerpadla s tímto způsobem získávání tepla je množství vody, které lze ze studny získat. Pro tepelná čerpadla s výkonem od 5 do 20 kW se pohybuje potřebné množství v rozmezí 1,5 až 5,2 m3/h. Nevýhodou tohoto systému je nutnost instalace výměníku, kde se můžou usazovat nečistoty, případně minerály z čerpané vody. Samozřejmě je třeba, aby požadované množství vody bylo k dispozici nepřetržité a to hlavně v období největšího potřeby tepla.

Vzduch

Tepelné čerpadlo v tomto případě odebírá teplo ze vzduchu. Je možné odebírat teplo z venkovního vzduchu, případně z odpadního vzduchu, které má vyšší teplotu a účinnost tepelného čerpadla je daleko vyšší. Tepelné čerpadlo odebírající teplo ze vzduchu má ze svého principu ve většině případů nižší účinnost, než systém země-voda, nebo voda-voda. Toto však můžou vykompenzovat nižší pořizovací náklady.

Systémy dělí na několik principů

Vzduch - voda Tepelné čerpadlo odebírá teplo a vytápí klasický topný systém ve formě radiátorů, či podlahového topení. Výhodou je použití v místech, kde nelze provádět zemní práce. Dále tyto čerpadla mají dobré využití pro sezónní vytápění bazénu. Topný faktor pak dosahuje lepších hodnot, než u systému země-voda.Tepelná čerpadla je možné umístit mimo objekt rodinného domu, či přímo do objektu. Výhodou vnitřního provedení je nižší cena díky DPH, které je pro vnitřní instalaci 5%.

Vzduch - vzduch Tento systém znáte všichni jako systém klimatizací s tím rozdílem, že tyto jednotky jsou sestrojeny prioritně pro vytápění, mají schopnost reverzibilního chodu a můžou také chladit (klimatizovat), případně odvlhčovat nebo ionizovat vzduch. Zde je nevýhodou jejich nižší topný faktor při nízkých venkovních teplotách, případně omezení venkovní teplotou. Tento princip vytápění tepelným čerpadlem je nejlevnější z hlediska pořizovacích nákladů a lze jeho použití doporučit do objektů, které je nutné temperovat (chaty, chalupy), ale může to být i vhodný doplněk bytové jednotky, kde jiný způsob vytápění tepelným čerpadlem nepřipadá v úvahu. Nutností u tohoto systému je doplnění o jiný topný systém. Nejvýhodnější jsou zde přímotopné, nebo sálavé elektrické panely. Tento způsob vytápění může být jakýmsi kompromisem mezi klasickým "plnohodnotným" tepelným čerpadlem a drahým vytápěním plynem či elektřinou.

Větrací systémy

Tento systém je vhodný zejména pro nízkoenergetické novostavby. Dům, který je dokonale utěsněn je třeba větrat a zbavit se tak přebytečné vzdušné vlhkosti, která vzniká nejen vysycháním stavby, ale také pobytem osob, a tak přichází na řadu celá škála výrobků umožňující centrální, či decentralizované větrání.

Jednou z možností centrálního větrání je systém větrací jednotky s tepelným čerpadlem. Tepelné čerpadlo systému vzduch-voda pak vytápí nejen topnou soustavu, ale také užitkovou vodu.

Výhodou je multifunkční zařízení, neustálý přísun čerstvého vzduchu a tím snížení možnosti výskytů roztočů.

Nevýhodou je nutnost rozvodu vzduchotechniky v rodinném domě.