Teplo ze země – vytápění současnosti a budoucnosti
V předchozím díle tohoto miniseriálu jsme vám představili tepelná čerpadla typu vzduch/voda, která odebírají teplo venkovnímu vzduchu, aby jej následně předaly topné vodě. Nyní navazujeme popisem zařízení, jež k vytápění objektů využívají geotermální energii uloženou pod zemským povrchem. Ta je prakticky nevyčerpatelná a až na malé výjimky využitelná napříč celým Českem.
V rámci všeobecného příklonu společnosti k alternativním energetickým zdrojům je často skloňováno i slovní spojení geotermální energie. Ta vznikla již při formování naší planety a od té doby je přirozenou součástí zemského jádra, z něhož místy (nejčastěji v oblastech styku litosférických desek, kde je zemská kůra nejtenčí) vyvěrá na povrch v podobě horké vody či plynů. Teplo v zemské kůře přitom vzniká i při rozpadu radioaktivních prvků a povrch země samozřejmě ohřívá také slunce. Velkou výhodou geotermální energie – ve srovnání s výrobou elektřiny či tepla ze slunečního záření a větru – je její stabilita plynoucí z naprosté nezávislosti na povětrnostních podmínkách i denní době. Jde přitom o jeden z pouhých dvou primárních obnovitelných zdrojů (druhým je slunce), který je v případě, že je využíván obezřetně (tedy čerpáme-li z něj teplo vhodným způsobem a nepřetěžujeme jej), v podstatě nevyčerpatelný.
V České republice sice nejsou ideální podmínky pro budování geotermálních elektráren a tepláren jako třeba na Islandu, kde jde o významnou součást energetického hospodářství, avšak i u nás tato energie nachází své uplatnění. Řeč je o takzvané mělké geotermální energii, kterou využíváme například k ohřevu bazénů nebo vytápění skleníků. Tím nejznámějším a v souvislosti s krizí na trhu ropy a plynu i aktuálně vysoce žádaným řešením jsou však tepelná čerpadla typu země/voda, jež jsou využívána k vytápění bytových i komerčních objektů. Jejich schopnost odebírat teplo i z půdy těsně pod povrchem země bez ohledu na dané geologické podmínky a teploty, je činí prakticky univerzálně aplikovatelnými. V porovnání se systémy vzduch/voda jsou navíc spolehlivější, tišší a většinou nabízejí i vyšší topný faktor. Výhodou také je, že jsou obvykle instalovány ve spojení s pevnými polyetylenovými trubicemi (rozvody uložené v zemi), které jsou velmi snadno recyklovatelné, a nehrozí zde proto problém s jejich likvidací, jako je tomu u vysloužilých fotovoltaických panelů. Jediným negativem, na které je potřeba se připravit, je jejich dražší realizace.
Vrt nebo plošné kolektory?
Rozhodnete-li se pro montáž tepelného čerpadla země/voda, budete vybírat mezi dvěma základními variantami. První z nich spočívá v provedení hlubinného vrtu (50 až 150metrového), do nějž jsou vloženy svislé tepelné výměníky, které odebírají teplo přímo ze zemského masivu. Jde o prostorově nenáročné řešení, které ocení především ti, již disponují menším pozemkem. Možnost číslo dvě zahrnuje uložení plošných kolektorů do nezámrzné hloubky – 1 až 2 metry pod povrch země –, kde čerpají teplo, jež je zde naakumulováno především během letních měsíců. Tento systém je o něco méně finančně zatěžující než varianta jedna, avšak je nutno počítat s tím, že v místech, kde leží výměníky, nelze vybudovat například bazén či příjezdovou cestu ani vysadit stromy.
Topný faktor: hlavní ukazatel
A k jakému parametru tepelného čerpadla by měl investor primárně přihlížet? Je to hodnota topného faktoru (COP), která indikuje poměr mezi tepelnou energií dodávanou do vytápěného objektu a energií spotřebovanou na pohon topného zařízení. Kupříkladu tepelné čerpadlo Buderus Logatherm WSW 186i nabízí při interiérové teplotě 20 °C topný faktor až 2,91 (při venkovní teplotě -7 °C) až 5,2 (při venkovní teplotě 12 °C). Navíc má deklarovánu hladinu akustického výkonu (LW) ve vnitřním prostředí pouze 41 dB, což je výsledek, který umožňuje umístit jej i do technické místnosti. Pro úplnost dodejme, že své vysoké účinnosti toto čerpadlo dosahuje díky modulačnímu kompresoru, jehož provoz je řízen v závislosti na skutečné potřebě tepla.
Bez zásobníku a výměníku to nejde
Tepelné čerpadlo je opatřeno také zásobníkem teplé vody. Ten by měl mít adekvátní objem a velikost výměníku. Teplosměnná plocha nesmí být příliš malá, aby byla schopná topnému médiu (solance) předávat dostatek energie (jak při ohřevu, tak na výstupu při ochlazování), ale ani příliš velká, což by způsobovalo nežádoucí tepelné ztráty. Zásobník na vodu by měl být dostatečně velký proto, abychom zlevnili provoz čerpadla – menší zásobník vyvolává zvýšenou potřebu ohřevu topné vody na vyšší teploty a v souvislosti s tím pak dochází k vyšší spotřebě elektrické energie, potažmo ke snížení hodnoty topného faktoru.
V ideálním případě volte tepelné čerpadlo s integrovaným zásobníkem. Je jím třeba novinka společnosti Buderus Logatherm WSW 196i.2 T180 s nerezovým zásobníkem o objemu 180 litrů. Toto nízkoenergetické tepelné čerpadlo má také integrovaný elektrický kotel s modulovaným výkonem od 2 do 9 kW a disponuje pasivní chladicí funkcí. Z preventivních důvodů je opatřeno i systémem kontroly primárního okruhu (BMC), který permanentně hlídá teplotu vrtu, a zamezuje tak jeho potenciálnímu nežádoucímu vychladnutí. Milovníky produktového designu zaujme také moderní černá lesklá obálka čerpadla.
Tradice a historie
Společnost Buderus, jež v Česku působí již třicet let, není v oblasti topných technologií žádným nováčkem. Značka, jejíž historie sahá až do roku 1731, je dlouhodobě zakořeněna v povědomí českých zákazníků a vedle širokého sortimentu tepelných čerpadel zahrnuje také litinové a ocelové plynové kotle (kondenzační i průtokové), zásobníkové ohřívače vody, solární panely a mnohé další příslušenství. Veškeré produkty splňují poslední ekologické i ekonomické nároky.
Zdroje:
- https://www.buderus.com/cz/cs/ocs/rodinne-domy-a-byty/tepelna-cerpadla-zeme-voda-757231-c/
- https://www.svetenergie.cz/cz/energetika-zblizka/obnovitelne-zdroje-energie/geotermalni-elektrarna/vyklad
- https://euractiv.cz/section/energetika/interview/experti-mapuji-potencial-geotermalni-energie-v-cr-dalsimu-rozvoji-brani-diry-v-legislative/
- https://oenergetice.cz/nazory/jake-jsou-moznosti-vyuziti-geotermalni-energie-cesku
