Zem je obrovským, takmer nevyčerpateľným zásobníkom tepla a zároveň jedným z najdôležitejších zdrojov tepla. Od určitej hĺbky má zem základnú teplotu približne desať stupňov Celzia a v porovnaní s okolitým vzduchom je táto teplota veľmi stála. Vďaka využívaniu geotermálnej energie je tepelné čerpadlo zem/voda účinným spôsobom vykurovania, ktoré využíva tepelnú energiu dostupnú pod zemským povrchom.
Princíp fungovania tepelného čerpadla
Tak ako všetky ostatné tepelné čerpadlá, aj tepelné čerpadlo zem/voda funguje na princípe uzavretého okruhu chladiva. Technický proces pozostáva zo štyroch krokov, ktoré prebiehajú nepretržite:
- Odparovanie: V takzvanom výparníku sa teplo z prostredia odovzdáva do okruhu tepelného čerpadla. Kvapalné chladivo absorbuje tepelnú energiu, čo spôsobuje jeho odparovanie a premenu na plynné skupenstvo.
- Kompresia: V kompresore poháňanom prúdom sa plynné chladivo stláča, čím sa výrazne zvyšuje tlak a teplota.
- Skvapalňovanie: V kondenzátore odovzdáva stlačené zohriate chladivo svoje teplo vykurovaciemu okruhu, čím sa ochladzuje a stáva sa opäť kvapalným.
- Expanzia: V poslednom kroku sa tlak kvapalného chladiva zníži v expanznom ventile, čím sa ochladí na pôvodnú teplotu a cyklus sa môže zopakovať.
How Does a Heat Pump Work?
Získavanie tepla zo zeme
Geotermálne teplo možno prostredníctvom tepelného čerpadla získavať v zásade dvoma spôsobmi, pričom v oboch prípadoch cirkuluje v potrubnom systéme soľanka z mrazuvzdornej kvapaliny:
1. Geotermálne kolektory
Na získavanie geotermálneho tepla sa systém potrubí kladie vodorovne a hadovito pod líniu mrazu, v hĺbke približne jeden až dva metre pod povrchom trávnika alebo pôdy. Veľkosť potrebnej plochy kolektora závisí od potreby tepla danej budovy a v praxi je to 1,5 až 2-násobok plochy, ktorú treba vykurovať. Je dôležité, aby plocha nad potrubným systémom nebola vyasfaltovaná alebo zastavaná.
2. Geotermálne sondy
Alternatívou kolektorov sú sondy, ktoré sa pomocou vrtov zapustia vertikálne alebo pod uhlom do zeme. Sonda absorbuje geotermálne teplo v hĺbke 40 až 100 metrov, kde zostáva teplota po celý rok konštantná. V porovnaní s geotermálnymi kolektormi si vyžadujú menej miesta a v lete sa môžu používať aj na chladenie.
| Typ zdroja | Hĺbka inštalácie | Potrebná plocha | Stabilita teploty |
|---|---|---|---|
| Zemný kolektor | 1 - 2 m | Veľká (1,5-2x plocha domu) | Závislá od počasia |
| Zemná sonda | 40 - 100+ m | Malá | Vysoká (konštantná) |
Výhody prevádzky tepelného čerpadla zem/voda
Investícia do zemného tepelného čerpadla znamená investíciu do budúcnosti. Medzi hlavné výhody patrí:
- Ekonomická prevádzka: Zdroj tepla je k dispozícii prakticky zadarmo; platí sa len energia na napájanie kompresora.
- Nezávislosť: Majitelia sú výrazne menej závislí od cien fosílnych palív a dodávateľov palív.
- Dlhá životnosť: Geotermálne kolektory a sondy majú veľmi dlhú životnosť a zariadenia sú mimoriadne nenáročné na údržbu.
- Chladenie: V letných mesiacoch možno tepelné čerpadlo použiť na temperovanie miestností, pričom systém využíva chlad zeme.
- Ekologický prínos: Využívanie geotermálnej energie znamená zníženie škodlivých emisií CO₂ a elimináciu dopravných trás palív.
Pre správny návrh systému je nevyhnutné zohľadniť energetickú potrebu domu, oblasť inštalácie a geologické podmienky pozemku. Odporúčame nešetriť na odbornom návrhu, ktorý zabezpečí tepelný komfort počas celého roka.
tags: #vykurovanie #zem #vzduch