Vrty pre tepelné čerpadlá

Pre posúdenie možnosti využitia nízkopotenciálneho tepla geologického prostredia pre zabezpečenie tepelnej energie pre Váš rodinný dom resp. prevádzku Vám ponúkame možnosť vykonania hydrogeologického prieskumu spolu s realizáciou technických diel potrebných pre prevádzku tepelných čerpadiel.  

Čo sú tepelné čerpadlá

zlučovací bod primárnych okruhovV prírode (v zemi, vo vode i vo vzduchu) sa nachádza obrovské množstvo voľného nízkopotenciálneho tepla, ktoré však bez špeciálnych zariadení nie je možné využiť na priame energetické účely (napr. na vykurovanie budov, ohrev teplej úžitkovej vody, či vody v bazéne). Takýmto špeciálnym zariadením sú napr. tepelné čerpadlá, ktoré umožňujú odoberať teplo z okolitého prostredia a meniť ho na vyššiu teplotnú hladinu. Princípom tepelného čerpadla je uzatvorený chladiaci okruh naplnený teplonosnou látkou, základnými časťami ktorého sú kompresor, výmenník tepla, expanzný ventil a výparník. (Z praktického hľadiska tepelné čerpadlo je vlastne chladiace zariadenie, ktorého účelom je ohrievať namiesto chladiť.) Výhodou tepelných čerpadiel je skutočnosť, že približne 70 až 75% energie získavajú z okolia a iba 25 až 30% energie spotrebujú na premenu nízkopotenciálneho tepla na využiteľné teplo.

 Typy tepelných čerpadiel

Typy tepelných čerpadiel sa určujú podľa druhu ochladzovanej a ohrievanej látky. Zvyčajné kombinácie sú vzduch – voda, vzduch – vzduch, voda – voda, nemrznúca kvapalina  – voda alebo zem – voda.

Typy tepelných čerpadiel využívajúce geologické prostredie:

Tepelné čerpadlá využívajúce zemské teplo:

Nízkopotenciálne teplo sa zo zeme získava prostredníctvom výmenníka tepla, ktorý vo väčšine prípadov predstavuje polyetylenové potrubie uložené plošne vo výkopoch alebo vertikálne v hlbinných vrtoch.

vertikálne uloženie vo výkopeTepelné čerpadlá s plošnými zemnými kolektormi sú vhodné pre väčšie pozemky, nakoľko vyžadujú veľký priestor s nezastavanou plochou. Jej rozmer musí byť minimálne dvojnásobný ako je vykurovaná plocha. Prenos tepla zo zeme do tepelného čerpadla zabezpečujú kolektory uložené do hĺbky 1 – 2 m v niekoľkých okruhoch. Zo zeme pod kolektormi odoberá približne 2% energie. Zvyšných 98 % získava z vrstvy nad sebou, kde je naakumulovaná solárna energia.

 

V prípade hlbinných vrtov tepelné čerpadlá s vertikálne uloženými kolektormi  využívajú teplo prírodného prostredia v podloží (geotermický gradient). Hlbinné vrty siahajú zvyčajne do hĺbok 50 – 150 m. Umiestňujú sa v blízkosti zásobovaného objektu, vo vzdialenosti najmenej 10 metrov od seba.horizontálne uloženie vo vrte Majú minimálne požiadavky na plochu pozemku,  v záhrade si nevyžadujú takmer žiadne miesto. Ak sa jedná o novostavbu a už pri projektovaní stavby sa predpokladalo, že bude vykurovaná tepelným čerpadlom, je možné vrty umiestniť priamo pod stavbu. Prenos tepla medzi prírodným prostredím a tepelným čerpadlom zabezpečuje nemrznúca zmes, ktorá prúdi v plastových potrubiach uložených vo vrtoch. Výhodami tejto technológie sú celoročná stála teplota zdroja (približne 8 °C), nezávislosť od vonkajšej teploty, stabilný výkon, vysoká účinnosť aj pri extrémne nízkych teplotách. Podzemné sondy dosahujú o niečo vyššiu energetickú účinnosť ako zemný kolektor. Návratnosť tejto technológie je cca. 5 až 7 rokov.

Tepelné čerpadlá využívajúce podzemnú vodu:

podzemná voda zo studne do studneVodu s nízkopotenciálnym teplom je možné odoberať zo sacej studne a po ochladení vypúšťať do druhej, tzv. vsakovacej studne. Podmienkou pre túto technológiu je geologicky vhodné podložie, ktoré umožní čerpanie i vsakovanie vody a taktiež dostatočne výdatný zdroj podzemnej vody.