Tepelné čerpadlo
Teplota zeme ako prírodný zdroj tepla
voda vo vykurovacom systéme
Zem je úžasným akumulátorom energie dopadajúceho slnečného žiarenia. Vďaka tepelnému čerpadlu zem/voda môžeme zemi jej tepelný potenciál odoberať a využiť ju pre vykurovanie rodinného domu.
Konštrukčne sú tieto tepelné čerpadlá takmer zhodné s tepelnými čerpadlami voda/voda. Zdrojom nízkopotencionálnej energie je zem , z ktorej sa tepelná energia odoberá prostredníctvom kolektora z plastových hadíc. Zemný kolektor môže byť z hľadiska konštrukcie buď horizontálny (plošný), alebo vertikálny (hĺbkový). Horizontálny kolektor má plošne uložené hadice vo výkopoch v zemi v hĺbke cca 2 m, t.j. v nezamŕzajúcej hĺbke . Vertikálny kolektor je obdobný , ale hadice sú uložené v hĺbkových vrtoch.
Prietokom cez systém hadíc zemného kolektora sa médium znova „ohreje“ na pôvodnú teplotu a celý cyklus sa opakuje. Tepelné čerpadlo ďalej toto získané nízkopotenciálové teplo ďalej v kompresorovom okruhu spracuje na požadovanú teplotu vykurovacieho média (vody), ktoré cez systém kúrenia (radiátory, podladovka) ohrieva dom.
Požiadavky na primárny zdroj
Pre realizáciu plošného kolektora pri priemernom dome s tepelnou stratou 15 kW je potrebný pozemok približne 450 m2 (cca 30 m2/1kW vykurovacieho výkonu tepelného čerpadla v závislosti na type pôdy). obr. zemný kolektor
V prípade použitia vertikálneho kolektora pre podobný dom je potrebný vrt do hĺbky cca 180 m. (cca 12 m /1 kW kúriaceho výkonu tepelného čerpadla v závislosti na type pôdy).
Návrh a kvalitná realizácia zemného kolektora je základným predpokladom správnej funkcie tepelného čerpadla. Vzhľadom k nemalým investičným nákladom pri zriaďovaní zemného kolektora je potrebné aby návrh a realizáciu vykonala odborná firma. Pri realizácii zemného kolektora je nutné prísne dodržiavať technologický postup. Akákoľvek nekvalita pri realizácii zemného kolektora sa v krátkej dobe prejaví na prevádzke tepelného čerpadla. Po ukončení zemných prác je velmi ťažké, alebo aj nemožné netesný kolektor opraviť. Treba si uvedomiť , že primárny zdroj sa buduje na minimálne 50 rokov.
Výhody a nevýhody tepelného čerpadla zem - voda
Výhodou tepelných čerpadiel pracujúcich na princípe zem/voda je stabilný vykurovací výkon tepelného čerpadla prakticky nezávislý na okolitej teplote.
Nie je potrebná spodná voda na pozemku teda dá sa využiť aj skalnatý terén (vertikálny kolektor).
Systém je použiteľný aj v oblastiach kde v zime klesajú hodnoty pod -20°C a fúka silný vietor.
Vyššie zriaďovacie náklady v prípade použitia vertikálnych kolektorov (vrtov).
Nutné rozsiahlejšie zemné práce na pozemku (horizontálny kolektor).
Znemožnenie plnohodnotného využívania pozemku pod ktorým sa nachádza plošný kolektor.
Plošný kolektor musí byť na južnej strane z výdatným slnečným osvitom v letných mesiacoch