Geotermální tepelné čerpadlo pro vytápění domu vlastníma rukama: zařízení, design, vlastní montáž

Výhody tepelných čerpadel

Mezi výhody topných systémů s tepelnými čerpadly patří:

1. Ekonomická efektivita. Na úkor 1 kW elektrické energie je možné získat 3-4 kW tepelné energie. Jedná se o průměrné hodnoty, protože faktor konverze tepla závisí na typu zařízení a vlastnostech konstrukce.
2. Bezpečnost životního prostředí. Při provozu topného systému se do prostředí neuvolňují žádné zplodiny hoření ani jiné potenciálně nebezpečné látky. Zařízení je šetrné k ozonu. Jeho použití umožňuje získat teplo bez sebemenšího poškození životního prostředí.
3. Všestranné použití. Při instalaci topných systémů poháněných tradičními zdroji energie se majitel domu stává závislým na monopolistech. Solární panely a větrné turbíny nejsou vždy nákladově efektivní. Tepelná čerpadla však lze instalovat kdekoli. Hlavní je zvolit správný typ systému.
4. Všestrannost. V chladném období instalace vytápí dům a v letním horku může pracovat v režimu klimatizace. Zařízení se používá v systémech TUV, připojených k obrysům podlahového vytápění.
5. Bezpečnost provozu. Tepelná čerpadla nepotřebují palivo, při jejich provozu se neuvolňují žádné toxické látky a mezní teplota uzlů zařízení nepřesahuje 90 stupňů. Tyto topné systémy nejsou nebezpečnější než chladničky.

Žádný spotřebič není dokonalý. Tepelná čerpadla jsou spolehlivá, odolná a bezpečná, ale jejich cena je přímo závislá na jejich výkonu.

Kvalitní zařízení pro kompletní vytápění a ohřev vody v domě o rozloze 80 m2 bude stát přibližně 8000-10000 eur. Vlastní jednotky mají nízký výkon a lze je použít k vytápění jednotlivých místností nebo hospodářských budov.

Účinnost instalace závisí na tepelných ztrátách domu. Zařízení má smysl instalovat pouze v těch budovách, kde je zajištěna vysoká úroveň izolace a tepelné ztráty nejsou vyšší než 100 W/m2.

Zařízení je spolehlivé a málokdy se porouchá.

Pokud je vyroben svépomocí, je důležité zvolit kvalitní kompresor, nejlépe z chladničky nebo klimatizace testované značky.

Schéma hydrotermálního ohřevu

Dosud se nejčastěji používají tři zásadně odlišná schémata uspořádání podzemního vytápění. Celková plocha vnějšího podzemního okruhu by měla být 2,5násobkem vytápěné plochy domu, aby byla zajištěna maximální účinnost vytápění.

V autonomním vytápění se používají následující typy geotermálního vytápění:

1. Možnost pod vodou.
2. Umístění horizontálních vrtů.
3. Instalace studny.

V každém konkrétním případě bude volba toho či onoho typu geotermálního vytápění záviset na velikosti domu, finančních možnostech majitele domu a specifikách dané oblasti. Podvodní variantu lze použít v případech, kdy jsou v blízkosti hluboké rybníky, které v zimě nezamrzají.

Existuje několik typů pokládky takového vytápění

Horizontální vložení

Tento typ hydrotermálního vytápění spočívá v provedení výkopu v blízkosti domu, který je o 2 metry hlubší než bod mrazu. Pro vytápění rodinného domu o rozloze 100 metrů čtverečních je tedy třeba vykopat jámu hlubokou více než 3 metry o celkové ploše 250 metrů čtverečních.

Pokud to dostupná plocha pozemku umožňuje, je pro geotermální vytápění rodinného domu nejlepší horizontální instalace. Uvnitř výkopu je položeno potrubí, kterým cirkuluje nezamrzající topné médium. Vnější topný okruh je veden do domu a připojen k výměníku tepla.

Mezi výhody tohoto schématu realizace geotermálního vytápění patří jeho účinnost, jednoduchost uspořádání, snížení nákladů na instalaci vnějšího okruhu. Současně je nutné vzít v úvahu povinné požadavky na správný výpočet objemu jámy, kterou není vždy možné umístit na malou plochu zahradního pozemku.

Geotermální vytápění domu:

Podlahová varianta

Soukromí majitelé domů, kteří žijí v blízkosti jezer a řek, často volí geotermální vytápění pod vodou. Vnější okruh, který je umístěn v hloubce větší než 4 metry, musí být pečlivě naplánován tak, aby jezero nebo řeka nemohly zamrznout na dně. Podzemní a nadzemní část okruhu, která vede přímo od břehu jezera k vytápěnému soukromému domu, musí být izolovaná a potrubí pod zemí se pokládá v hloubce pod bodem mrazu.

Použití podvodní varianty zjednodušuje uspořádání topného systému v soukromém domě, protože není třeba provádět nákladné a složité výkopové práce. Vnější okruh se ohřívá teplem vody, poté se ohřátá chladicí kapalina přivádí do systému, čímž se zajistí provozuschopnost zařízení.

Vytváření hydrotermálních vrtů

Nejlepší možností je provedení geotermálních vrtů pro autonomní vytápění, které majiteli domu umožní výrazně snížit náklady. Vrt se provádí v hloubce 30-50 metrů, což zvyšuje účinnost vytápění, protože ve větší hloubce je teplota půdy vyšší než na povrchu.

Vrtání studny je jednou z nejefektivnějších metod instalace takového vytápění.

V současné době mnoho majitelů domů, kteří si zařizují autonomní systém geotermálního vytápění soukromého domu, volí možnost vrtání studní, což značně zjednodušuje pokládku okruhu. V tomto případě je zajištěna maximální účinnost použitého zařízení, což umožňuje využít všechny možnosti těchto moderních technologií i při malé rozloze pozemku.

Realizace vytápění rodinného domu s položením vnějšího okruhu v hlubokých vrtech umožňuje snížit celkové náklady na uspořádání autonomního vytápění v domě o 20-30 %. Díky vysoké teplotě topného média v hluboké smyčce je možné použít malé topné instalace, což zjednodušuje instalaci zařízení, snižuje jeho náklady a zároveň poskytuje maximální komfort bydlení v soukromém domě.

1 Princip fungování

Tepelné čerpadlo je soubor zařízení, jehož úkolem je shromažďovat tepelnou energii a dodávat ji spotřebiteli. Zdrojem tepelné energie může být jakékoli médium nebo těleso s teplotou vyšší než 1 stupeň. Abychom lépe pochopili princip fungování těchto zařízení, je nutné se seznámit s jejich funkčními vlastnostmi:

• Přístroj sám o sobě teplo nevyrábí.
• Tepelné čerpadlo potřebuje ke svému provozu elektrickou energii.
• Princip činnosti je založen na Carnotově cyklu, který se používá ve všech chladicích systémech.

Technologie výroby tepelných čerpadel se v posledních letech výrazně zdokonalila. Moderní jednotky jsou schopny čerpat tepelnou energii z teploty vzduchu až -30 °C a z teploty vody a půdy až 2 °C. V Carnotově cyklu je pracovním médiem freon. Tato plynná látka začíná při teplotách pod bodem mrazu vřít. Chladivo se postupně odpařuje a kondenzuje ve dvou teplosměnných komorách, přičemž absorbuje energii z okolního prostředí. Poté je dopraví ke spotřebiteli.

Obvod tepelného čerpadla je podobný obvodu klimatizace, která pracuje na vytápění:

• Dokud je freon v kapalném stavu, chladivo cirkuluje v potrubí výměníku tepla. Freon odebírá teplo z okolí, vaří se a začíná se odpařovat.
• Plyn pak vstupuje do kompresoru, který zvýší tlak na požadovanou hodnotu. V důsledku toho se zvýší bod varu chladiva a látka kondenzuje při vyšší teplotě.
• Při průchodu vnitřní teplosměnnou komorou odevzdává freon akumulovanou energii teplonosnému médiu a přechází zpět do kapalného stavu.
• Plyn pak vstupuje do přijímače a škrticí klapky. Po snížení tlaku média se pracovní cyklus opakuje.

Geotermální vytápění domů vlastníma rukama

Instalace a uvedení do provozu geotermálního vytápění je reálné na vlastní pěst. V průběhu procesu však mohou nastat potíže. To platí především pro instalaci vnějšího obvodu v zemi. Pokud tedy nemáte potřebné dovednosti, je vhodné svěřit seřízení systému odborníkům, kteří provedou kvalifikovaný výpočet a nainstalují celý geotermální topný systém.

Předběžné výpočty

Aby se zajistil zamýšlený účinek geotermálního vytápění, je třeba provést výpočty. Ty vám pomohou zvolit kapacitu čerpacího zařízení. Přibližné hodnoty pro budovy s různou úrovní tepelné izolace se liší. Například k vytápění jednoho metru čtverečního potřebujete:

• bez izolace - 120 wattů;

• se standardní tepelnou izolací: 80 W

• s úspornou izolací: 40 wattů.

Pro výpočet budete potřebovat také údaje o tepelných ztrátách domu. Například pokud má obytná budova o rozloze 180 m2 s dobrou izolací tepelné ztráty 9 kWh/den, musí zařízení dodat 216 kWh (9 kW x 24 hodin). Vzhledem k tomu, že tepelné ztráty se mohou v různých obdobích lišit, počítá se s rezervou 10-20 %. Konečný výkon čerpadla geotermálního topného systému by tedy měl být 10,8 kW.

Při výpočtu je důležité vzít v úvahu některé věci. Patří mezi ně teplota půdy na úrovni vrtu.

Ve střední části Ruska se udržuje v rozmezí +8 ... +10 stupňů (v hloubce 15-20 metrů). Pokud je vnější topný okruh umístěn vodorovně, počítá se s výkonem 50 kW na metr. Přesné hodnoty závisí na geologických podmínkách (vlhkost, přítomnost podzemní vody). Různé půdy poskytují různé údaje:

• Suchý podklad - 25 W/m;

• Mokrý podklad - 45-55 W/m;

• Tvrdé horniny - 85 W/m;

• Přítomnost podzemní vody - 110 W/m.

Způsob instalace topného systému

Systémy ohřevu vody jsou vzácné, nejžádanější je geotermální ohřev prostřednictvím půdy. Prvním krokem je tedy vyvrtání studny nebo vyhloubení jámy. Výkopy se provádějí do hloubky 20 až 100 metrů pomocí speciálního zařízení. Dno výkopu se zasype pískem. Do připravené jámy nebo výkopu se pak vloží plastové trubky, které jsou schopné odolat tlaku přibližně 6 barů. Tyto trubky budou sloužit jako sondy.

Při instalaci se používají svazky trubek o třech nebo čtyřech řadách, přičemž krajní části jsou spojeny do tvaru písmene "U". Vnější smyčku lze zakoupit jako prefabrikát nebo si ji můžete sestavit sami.

Po dokončení nejobtížnější části instalace geotermálního vytápění je možné připojit čerpadlo. Zapojení je v tomto případě podobné zapojení běžného topného systému.

Jak zařízení funguje

Ti, kteří přišli do styku s úsporným vytápěním, znají název "tepelné čerpadlo". Zejména ve spojení s termíny jako "podzemní voda", "voda-voda", "voda-vzduch" atd. Takový tepelné čerpadlo se zařízením Frenette nemá prakticky nic společného - kromě názvu a konečného výsledku, kterým je tepelná energie, která se nakonec využívá k vytápění.

Tepelná čerpadla založená na Carnotově principu jsou velmi oblíbená jako nákladově efektivní způsob organizace vytápění a jako systém šetrný k životnímu prostředí. Činnost tohoto komplexu zařízení je spojena s akumulací nízkopotenciální energie obsažené v přírodních zdrojích (země, voda, vzduch) a její přeměnou na tepelnou energii s vysokým potenciálem. Vynález Eugena Frenetta je navržen a funguje zcela odlišným způsobem.

Galerie obrázků
Foto z
Systém výroby tepla vyvinutý společností E. Frenette nelze jednoznačně zařadit mezi tepelná čerpadla. Z hlediska designu a technologie se jedná o ohřívač.

Jednotka nevyužívá ke svému provozu žádnou geo- ani solární energii. Teplonosný olej uvnitř čerpadla se ohřívá třecí silou, kterou vytvářejí rotující kovové disky.

Pracovním prvkem čerpadla je olejem naplněný válec, který obsahuje hřídel otáčení. Jedná se o ocelovou tyč s rovnoběžnými kotouči každých 6 cm.

Odstředivá síla tlačí ohřívané médium do cívky připojené k jednotce. Ohřátá tepelná kapalina vystupuje z jednotky v nejvyšším bodě přípojky. Chlazená tepelná kapalina proudí zpět zespodu.

Toto je dojem z tepelného čerpadla Tepelné čerpadlo Frenette

Zahřívání přístroje během provozu

Hlavní konstrukční prvky

Skutečné rozměry jednoho z modelů

Tento spotřebič je založen na využití tepelné energie vznikající třením. Je založena na kovových plochách, které nejsou umístěny blízko sebe, ale v určité vzdálenosti. Prostor mezi nimi je vyplněn kapalinou. Jednotlivé části se vůči sobě otáčejí pomocí elektromotoru, kapalina uvnitř pláště, která je v kontaktu s rotujícími prvky, se zahřívá.

Vzniklé teplo lze využít k ohřevu teplonosné kapaliny. Některé zdroje doporučují používat tuto kapalinu přímo pro topný systém. Nejčastěji se k domácímu čerpadlu Frenette připojuje běžný radiátor. Odborníci důrazně doporučují používat jako topnou kapalinu spíše olej než vodu.

Během provozu čerpadla má tato chladicí kapalina tendenci se velmi silně zahřívat. Za těchto podmínek může voda vřít. Horká pára v uzavřeném prostoru vytváří nadměrný tlak, který obvykle vede k prasknutí potrubí nebo pláště. V této situaci je mnohem bezpečnější použít olej, protože jeho bod varu je mnohem vyšší.

K výrobě tepelného čerpadla Frenette potřebujete motor, radiátor, několik trubek, ocelový talířový ventil, ocelové disky, kovovou nebo plastovou tyč, kovový válec a sadu klíčů (+).

Panuje přesvědčení, že takový generátor tepla má účinnost přes 100 % a může dosahovat i 1000 %. Z hlediska fyziky a matematiky to není správné tvrzení. Účinnost odráží ztráty energie vynaložené nikoli na vytápění, ale na vlastní provoz spotřebiče. Fenomenální tvrzení o neuvěřitelně vysoké účinnosti Fresnettova čerpadla spíše odráží jeho účinnost, která je skutečně působivá.

Náklady na energii na provoz jednotky jsou zanedbatelné, ale množství vyprodukovaného tepla je poměrně citelné. Například ohřev teplonosného média na stejnou teplotu pomocí topného tělesa by vyžadoval podstatně více elektrické energie, možná až desítkykrát více. Domácí topení s takovým množstvím elektřiny by se ani neohřálo.

Proč nejsou tyto spotřebiče instalovány ve všech obytných a průmyslových budovách? Důvody mohou být různé. Voda je mnohem snadnější a vhodnější nosič tepla než olej. Nezahřívá se na tak vysoké teploty a úniky vody se odstraňují snadněji než úniky oleje.

Dalším důvodem může být skutečnost, že v době vynálezu čerpadla Frenette již byl zaveden a úspěšně fungoval systém centrálního vytápění. Nahrazení generátory tepla by bylo příliš nákladné a nepohodlné, proto se o něm ani vážně neuvažovalo. Jak se říká, nejlepší je nepřítelem dobrého.

Jak tepelná čerpadla fungují

Princip domácího topného zařízení je založen na tom, že látka (chladicí látka) může při změně stavu odevzdávat nebo přijímat tepelnou energii. Tato myšlenka je základem pro provoz chladničky (díky které je zadní část spotřebiče horká).

Tepelné čerpadlo pro vytápění funguje následovně:

1. Vstupující látka se v prostoru výparníku ochladí o 5 stupňů na základě energie z topného média.
2. Ochlazená látka vstupuje do kompresoru, který ji stlačuje a ohřívá.
3. Již horký plyn vstupuje do výměníku tepla, kde odevzdává své vlastní teplo do topného systému.
4. Zkondenzované chladivo se vrací na začátek cyklu.

Zařízení

Tepelné čerpadlo pro vytápění domu se skládá z několika základních prvků:

• Obvod s teplonosným médiem, které přenáší energii ze zdroje tepla;
• okruh s freonem, který se pravidelně odpařuje, odebírá tepelnou energii z prvního okruhu a opět se usazuje jako kondenzát, který předává teplo třetímu okruhu;
• okruh, v němž cirkuluje kapalina, která je teplonosným médiem pro vytápění.

Provoz tepelného čerpadla pro vytápění domu je výhodný z finančního hlediska. Důvodem je skutečnost, že zařízení nevyžaduje vysoký výkon (spotřeba elektřiny tedy není vyšší než u běžného domácího spotřebiče), ale produkuje čtyřikrát více tepla v porovnání se spotřebovanou elektřinou.

K připojení čerpadla není třeba vytvářet samostatné vedení.

Výhody a nevýhody

Než se rozhodnete, zda použít tepelné čerpadlo, měli byste znát jeho výhody a nevýhody. Hlavní výhody tepelného čerpadla jsou

• Nízká spotřeba elektřiny na vytápění domu;
• není nutná pravidelná kontrola ani údržba, takže náklady na provoz tepelného čerpadla pro vytápění jsou co nejnižší;
• Čerpadlo lze instalovat na libovolném místě. Čerpadlo může pracovat se zdroji tepelné energie, jako je vzduch, půda a voda. Proto je možné jej instalovat prakticky na jakémkoli místě, kde plánujete stavbu domu. A pokud jste daleko od rozvodu plynu, je toto zařízení nejvhodnějším způsobem vytápění. Kompresor může být poháněn benzinem nebo naftou i v případě, že není k dispozici elektřina;
• Dům je vytápěn automaticky. Není třeba přikládat palivo ani provádět jiné manipulace, jako je tomu v případě kotlového systému;
• Žádné znečišťování životního prostředí škodlivými plyny a látkami. Všechny použité chladicí prostředky jsou zcela bezpečné a šetrné k životnímu prostředí;
• požární bezpečnost. Obyvatelům domu nikdy nehrozí nebezpečí výbuchu nebo poškození v důsledku přehřátí tepelného čerpadla;
• možnost provozu i v chladných zimních podmínkách (až do -15 stupňů);
• Kvalitní tepelné čerpadlo pro vytápění domu může sloužit až 50 let. Výměna kompresoru je nutná pouze jednou za 20 let.

Viz výhody a nevýhody videa

Jako každé zařízení mají i tepelná čerpadla určité nevýhody:

1. Pokud okolní teplota klesne pod 15 stupňů, čerpadlo nebude moci pracovat. V takovém případě bude nutné instalovat druhý zdroj tepla. Při velmi nízkých hodnotách teploty se zapne kotel, generátor nebo elektrické topení;
2. Náklady na vybavení jsou vysoké. Bude stát asi 350 000-700 000 rublů a stejnou částku bude třeba vynaložit na zřízení geotermální elektrárny a instalaci zařízení. Další instalační práce nejsou nutné pouze u tepelného čerpadla, které jako zdroj tepla využívá vzduch;
3. Tepelné čerpadlo je nejvhodnější instalovat v kombinaci s podlahovým vytápěním nebo ventilátorovými konvektory, ale ve starších budovách by to vyžadovalo změnu projektu a případně i rozsáhlou rekonstrukci, což by si vyžádalo další čas a náklady. Pokud je dům postaven od základů, není to problém;
4. Při provozu tepelného čerpadla se snižuje teplota půdy v okolí potrubí tepelného čerpadla. To způsobuje smrt některých mikroorganismů, které se podílejí na fungování prostředí. Proto stále dochází k určitému poškozování životního prostředí, ale je mnohem menší než při těžbě plynu nebo ropy.

Výhody geotermálního vytápění

Geotermální topné systémy mají několik výhod:

• Výstup tepelné energie je několikanásobně vyšší než spotřeba elektrické energie, kterou čerpadlo vyžaduje.
• Je šetrnější k životnímu prostředí než jiné systémy vytápění, protože geotermální systémy vytápění neprodukují žádné škodlivé emise.
• Geotermální systém nepotřebuje k provozu žádné palivo ani další chemikálie. Proto je bezpečný pro majitele i okolí.
• Při provozu takového vytápění nehrozí nebezpečí výbuchu nebo požáru.
• Pokud je topný systém správně nainstalován, vydrží bez údržby nejméně 30 let.

Výstavba geotermálních systémů

Výstavba geotermálních systémů

Již z názvu je zřejmé, že tento typ vytápění je založen na využití energie ze země. Připomíná klimatizaci nebo chladničku.

Hlavním prvkem je tepelné čerpadlo připojené ke dvěma okruhům.

1. Vnitřní okruh se vztahuje na topný systém, na který jsme zvyklí; skládá se z radiátorů a potrubí.
2. Vnější je velmi velký výměník tepla instalovaný pod zemí nebo ve vodní nádrži. Teplonosné médium ve výměníku (může jím být obyčejná voda nebo nemrznoucí směs) se při teplotě okolí přenáší do tepelného čerpadla, kde předává akumulované teplo do vnitřního okruhu. Tímto způsobem se vytápějí radiátory v domě.

Základním prvkem systému je tepelné čerpadlo - zařízení, které nezabírá více místa než plynový sporák. Produktivita tepelného čerpadla je poměrně vysoká: na každý spotřebovaný kilowatt energie vyrobí až pět kilowattů tepla.

Schéma provozu tepelného čerpadla

Není pochyb o tom, že geotermální vytápění je zdaleka nejnáročnější na čas a náklady. Většinu peněz bude třeba vynaložit na výkopové práce a příslušné přístroje, včetně tepelného čerpadla. A mnoho lidí se ptá, zda je možné ušetřit a postavit si například domácí tepelné čerpadlo. Abyste to zjistili, musíte znát typy a vlastnosti zařízení.

Samostatná instalace geotermálního vytápění

Okamžitě si všimneme takové vlastnosti: ti, kteří se odváží vybavit vytápění zemním teplem, budou muset jednou investovat obrovské množství peněz. Tyto náklady se nám samozřejmě časem vrátí, protože dům pro sebe stavíme až za rok či dva. Kromě toho se náklady na plyn a elektřinu každoročně zvyšují a s geotermálním systémem nebudete vědět, jak se tyto ceny zvyšují.

V tomto systému však bude většina z nich ukryta pod zemí. Vytápění zemní energií je založeno na studni a výměníku tepla. Do obydlí je třeba umístit pouze zařízení, které bude generovat teplo - obvykle nezabere mnoho místa.

Jak tepelné čerpadlo funguje

Na takovém zařízení bude uživatel moci regulovat teplotu a dodávat tepelnou energii. Samotná instalace topného systému v obydlí se provádí jako obvykle - s rozvětveným potrubím a radiátory. Pokud máte soukromý dům nebo je samotná budova malá, je v tomto případě systém generátoru veden do samostatné místnosti nebo do sklepa.

Princip činnosti tepelných čerpadel

Je třeba poznamenat, že téměř každé prostředí má tepelnou energii. Proč nevyužít možné teplo k vytápění domu? K tomu vám pomůže tepelné čerpadlo.

Princip činnosti tepelného čerpadla je následující: teplo se do teplonosné látky přenáší ze zdroje energie s nízkým potenciálem. V praxi to funguje následovně.

Teplonosné médium proudí trubkami, které jsou uloženy například v zemi. Teplonosné médium pak vstupuje do výměníku tepla, kde se nashromážděná tepelná energie předává do druhého okruhu. Chladivo, které se nachází ve vnějším okruhu, se ohřívá a mění na plyn. Plynné chladivo pak přechází do kompresoru, kde se stlačuje. Tím se chladivo ještě více zahřívá. Horký plyn jde do kondenzátoru a tam se teplo předává topnému médiu, které již vytápí samotný dům.

Geotermální vytápění domů: princip fungování

Chladicí systémy jsou založeny na stejném principu. To znamená, že chladicí systémy lze použít i pro chlazení vzduchu v interiéru.

Typy tepelných čerpadel

Existuje několik typů tepelných čerpadel. Nejčastěji se však zařízení klasifikují podle povahy teplonosného média na vnějším obvodu.

Zařízení mohou čerpat energii z

• voda,
• na zemi,
• vzduch.

Vzniklou energii v domě lze využít k vytápění prostor a ohřevu vody. Proto existuje několik typů tepelných čerpadel.

Tepelná čerpadla: země-voda

Nejlepší alternativou alternativního vytápění je získávání tepelné energie ze země. Již v hloubce šesti metrů má půda stálou a neměnnou teplotu. Jako topné médium se v potrubí používá speciální kapalina. Vnější okruh systému je vyroben z plastových trubek. Trubky v zemi mohou být umístěny svisle nebo vodorovně. Pokud jsou trubky umístěny vodorovně, je třeba zajistit větší plochu. V případě vodorovného uložení potrubí není možné půdu využívat k zemědělským účelům. Vysazovat lze pouze trávníky nebo jednoleté rostliny.

Aby bylo možné položit potrubí svisle do země, je třeba provést několik vrtů až do hloubky 150 metrů. Jednalo by se o účinné geotermální čerpadlo, protože teplota ve velkých hloubkách u země je vysoká. K přenosu tepla se používají hloubkové sondy.

Typ čerpadla voda-voda

Teplo lze získat také z vody, která se nachází hluboko pod zemí. Lze použít rybníky, podzemní vodu nebo odpadní vodu.

Je třeba poznamenat, že mezi oběma systémy nejsou žádné zásadní rozdíly. Nejmenší náklady jsou nutné při vytvoření systému pro získávání tepla z vodní nádrže. Trubky jsou naplněny teplonosnou látkou a ponořeny do vody. Pro systém tepelného čerpadla země-voda je nutná složitější konstrukce.

Čerpadla vzduch-voda

Teplo je možné odebírat také ze vzduchu, ale v oblastech s velmi chladnými zimami není tento systém účinný. Instalace je však velmi jednoduchá. Stačí jen vybrat a nainstalovat správné zařízení.

Něco více o principu geotermálních čerpadel

Využívání tepelných čerpadel pro vytápění je velmi výhodné. U domů s podlahovou plochou větší než 400 m2 se náklady na systém rychle vrátí. Pokud však váš dům není příliš velký, můžete si topný systém vyrobit vlastníma rukama.

Nejprve si musíte koupit kompresor. Stačí zařízení vybavené běžnou klimatizací. Je připevněn na stěně. Kondenzátor si můžete vyrobit sami. Z měděných trubek je třeba vyrobit cívku. Je uložen v plastovém pouzdře. Výparník je rovněž namontován na stěně. Pájení, plnění freonem a podobné práce by měl provádět pouze odborník. Nesprávná manipulace nevede k dobrému výsledku. Nejen to, ale můžete se také zranit.

Před uvedením tepelného čerpadla do provozu je třeba zkontrolovat stav elektrického systému domu. Výkon měřiče musí být dimenzován na 40 A.

Domácí geotermální tepelné čerpadlo

Je třeba poznamenat, že tepelné čerpadlo vyrobené svépomocí nemusí vždy splnit očekávání. Důvodem je nedostatek správných tepelných výpočtů. Systém má nízkou kapacitu a náklady na údržbu se zvyšují.

Proto je důležité provádět přesné výpočty.

Možnosti instalace geotermálního vytápění

Jak zprovoznit vnější obvod

Abyste co nejlépe využili energii země pro vytápění vašeho domu - musíte zvolit správné uspořádání vnějšího okruhu. Zdrojem tepelné energie může být v podstatě jakékoli prostředí - podzemí, voda nebo vzduch.

Je však důležité vzít v úvahu sezónní výkyvy povětrnostních podmínek, jak je uvedeno výše.

V současné době existují dva typy systémů, které se používají k efektivnímu vytápění domu zemním teplem - horizontální a vertikální. Klíčovým faktorem při výběru je velikost pozemku. Od toho se odvíjí uspořádání potrubí pro vytápění domu pomocí energie země.

Kromě toho se berou v úvahu tyto faktory:

• Složení půdy. V kamenitých a jílovitých půdách je obtížné vytvořit svislé šachty pro pokládku rozvodů;
• Úroveň promrznutí půdy. Určí optimální hloubku potrubí;
• Lokalizace podzemní vody. Čím vyšší jsou, tím lépe pro geotermální vytápění. V tomto případě se teplota zvyšuje s hloubkou, což je optimální stav pro vytápění pomocí zemní energie.

Je také důležité mít na paměti možnost zpětného přenosu energie v létě. V takovém případě nebude vytápění rodinného domu ze země fungovat a přebytečné teplo se bude přenášet z domu do země. Všechny chladicí systémy fungují na stejném principu. To však vyžaduje instalaci dalšího zařízení.

Horizontální uspořádání geotermálního vytápění

Horizontální uspořádání vnějších trubek

Nejběžnější způsob instalace vnějšího potrubí. Je výhodná díky jednoduchosti instalace a možnosti relativně rychlé výměny vadných úseků potrubí.

Pro tento typ instalace se používá rozdělovací systém. Za tímto účelem se vytvoří několik okruhů v minimální vzdálenosti 0,3 m od sebe. Jsou propojeny pomocí sběrače, který přivádí teplonosné médium dále do tepelného čerpadla. Tím se zajistí, že se do topného systému dodá co nejvíce energie ze zemského tepla.

Je však třeba vzít v úvahu řadu důležitých nuancí:

• Velikost zahrady je velká. Pro dům o rozloze přibližně 150 m² by to mělo být nejméně 300 m²;
• Potrubí musí být uloženo v hloubce pod úrovní promrzání půdy;
• Možnost pohybu půdy při jarních povodních zvyšuje pravděpodobnost posunu potrubí.

Rozhodující výhodou horizontálního zemního vytápění je, že může být instalováno soběstačným způsobem. Ve většině případů to nevyžaduje použití specializovaných strojů.

Vertikální geotermální vytápění

Vertikální geotermální systém

Jedná se o pracnější způsob vytápění rodinného domu ze země. Trubky jsou umístěny vertikálně, ve speciálních šachtách.

Je důležité vědět, že toto schéma je mnohem účinnější než vertikální.

Jeho hlavní výhodou je zvýšení stupně ohřevu vody ve vnějším okruhu. To znamená, že čím hlouběji jsou trubky v systému, tím více tepla ze země je k dispozici pro vytápění domu. Dalším faktorem je malá velikost pozemku. V některých případech je vnější geotermální topný okruh zřízen před výstavbou domu v bezprostřední blízkosti základů.

Jaké potíže se mohou vyskytnout při získávání energie ze země pro vytápění domu pomocí tohoto systému?

• Od kvantitativního ke kvalitativnímu. U svislého uspořádání je délka řádků podstatně delší. To je kompenzováno vyšší teplotou půdy. To vyžaduje vrty hluboké až 50 metrů, což je časově náročná práce;
• Složení půdy. Pro skalnatou půdu je třeba použít speciální vrtací stroje. V jílovitých půdách se instaluje ochranný plášť ze železobetonu nebo silnostěnného plastu, aby se zabránilo propadnutí vrtu;
• Pokud dojde k poruše nebo ztrátě těsnosti, je oprava složitější. V takovém případě může být vytápění domu na dlouhou dobu přerušeno kvůli tepelné energii ze země.

I přes vysoké počáteční náklady a pracnost instalace je však optimální vertikální uspořádání vedení. Odborníci doporučují použít právě toto schéma instalace.