Tepelné čerpadlá zem-zem, odoberajúce teplo zo zeme na vykurovanie, sú vlajkovým príkladom zariadenia využívajúceho obnoviteľnú energiu. Vykurovacie médium cirkuluje v potrubnom systéme uloženom v zemi, ktorý sa označuje ako kolektor alebo výmenník tepla. Podľa množstva priestoru, ktorý na pozemku máme, môžeme zvoliť vertikálny, horizontálny alebo špirálový zemný výmenník tepla.

Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré využíva teplo z okolia na vykurovanie miestností, t.j. z tzv. spodný zdroj tepla. V prípade zemných tepelných čerpadiel je spodným zdrojom pôda. Najlepšie je, keď je zem mokrá a ílovitá, pretože suchý piesok poskytuje niekoľkonásobne menej tepla.

Pozemný výmenník tepla umiestnený v zemi - v závislosti od veľkosti nášho pozemku - vertikálne, horizontálne alebo špirálovo - prijíma teplo a odovzdáva ho médiu cirkulujúcemu v potrubnom systéme a následne ho dopravuje do vykurovacieho systému.

Takéto vykurovanie má vlastne len výhody: nespotrebováva žiadne palivo, nevypúšťa výfukové plyny a nemusíte platiť za využitie vyrobenej tepelnej energie. Stále sú tu však náklady na elektrickú energiu, ktorá je potrebná na napájanie tepelného čerpadla. Našťastie pumpa toho veľa nepotrebuje.

Pre veľký pozemok - horizontálny výmenník tepla

V prípade horizontálneho rúrkového výmenníka je optimálna hĺbka 0,2-0,5 m pod hranicou námrazy. Ak je však vodný tok v relatívne malej hĺbke, potom je najlepším riešením umiestniť potrubia do neho. Tepelné čerpadlo potom dosahuje vyššie COP. Potrubie horizontálneho výmenníka sa ukladá do vopred pripravenej ryhy s rozmermi zodpovedajúcimi požadovanému povrchu výmenníka.Vykonávajú sa vo forme zvitku (meandrov) po celom povrchu výkopu so špecifickými intervalmi medzi susednými úsekmi. Rozostup by nemal byť menší ako 0,4 m ani väčší ako 1,2 m – prispôsobené typu pôdy, čo určuje jej schopnosť „regenerácie“ (dopĺňania tepla). Čím dlhší je povrch zeme zamrznutý, tým by mali byť
priestorové priestory väčšie.Majte na pamäti, že tepelný výkon výmenníka tepla nevyplýva z dĺžky potrubia, ale z povrchu zeme, na ktorej je položená. Menší rozostup neumožňuje odoberať z neho viac tepla, ale vyžaduje si dlhšie potrubie. To sa premieta do vyšších investičných a prevádzkových nákladov, pretože na prečerpávanie soľanky cez dlhšie potrubie je potrebné výkonnejšie obehové čerpadlo. Príliš veľká vzdialenosť medzi potrubím však znamená, že teplo sa nedostáva v predpokladanom množstve, takže výkon výmenníka je nižší.

Tepelné čerpadlo s vertikálnym výmenníkom

Vyššie COP dosahuje tepelné čerpadlo pri zvislom umiestnení rúr výmenníka v zemi - vo vrtoch hlbokých 40-150 m. Je to preto, že pod 10 m je teplota zeme po celý rok okolo 10°Co C - v zime takmer o desať viac ako v hĺbke 1,5 m.. Realizácia vertikálneho výmenníka je však jednoznačne drahšia ako horizontálneho. Sú to zvislé segmenty potrubia tvoriace slučku (rúrka vedie dolu studňou, dole sa otáča a je vedená hore). Nazývajú sa geotermálne sondy. V tomto prípade sa nepočíta plocha, ale celková dĺžka výmenníka, ktorý sa zvyčajne skladá z viac ako jednej sondy. Do zvislých vrtov sa vkladá jeden alebo dva páry rúrok (sondy typu U alebo dvojité U). Zasúvanie rúry do vrtu uľahčuje hlavica - prvok spájajúci zvislé rúry, ktorý je možné prispôsobiť na použitie prídavnej plniacej (tlačnej) rúry.Hlava sa zasunie do vyvŕtaného otvoru a s ňou aj rúrky výmenníka tepla. Potom sa do otvoru cez plniacu rúrku zavedie betónovo-cementová zmes.

  • Cement - nevyhnutný na každej stavbe. Druhy cementu a ich použitie
  • Ako si sami vyrobiť dobrý betón B20 (C16/20)>

Vo výmenníku typu U steká kvapalina jednou rúrkou dole do hlavy a druhou sa z nej vracia. V dvojitom výmenníku typu U - prúdi dvomi rúrkami smerom dole a dvomi hore. Vzdialenosť medzi studňami do hĺbky 50 m by nemala byť menšia ako 5 m, v prípade hlbších - 8-15 m. Mali by byť umiestnené v línii kolmej na smer prúdenia podzemnej vody.

Špirálový zemný výmenník tepla

Ďalším typom kolektorov sú špirálové výmenníky. Sú položené na rovnakom princípe ako horizontálny výmenník tepla, okrem toho, že potrubie má tvar špirály.Vyžadujú menej miesta na inštaláciu ako horizontálny výmenník tepla a inštalačné práce sú menej náročné ako pri horizontálnom výmenníku tepla.

Viac o tepelných čerpadlách:

  • Princíp činnosti vyrovnávacej nádrže v inštalácii tepelného čerpadla>
  • Môže tepelné čerpadlo chladiť?>
  • Spolupráca medzi tepelným čerpadlom a fotovoltaikou: výhody a riešenia>

VIDEO: tepelné čerpadlo - ako vykurovať dom?

Kategórie:

Rekonštrukcia