Obnoviteľné zdroje tepla pre tepelné čerpadlá: voda

Jednou z kritických častí inštalácie tepelných čerpadiel je zohľadnenie vlastností a podmienok na využitie primárnej energie na pozemku. Stabilita a množstvo tepelnej energie priamo úmerne vplýva na účinnosť a životnosť systému tepelného čerpadla. Jedným z najčastejších a energeticky najvýhodnejších zdrojov tepla je pre tepelné čerpadlá voda.

Tepelné čerpadlá voda/voda

Tepelné čerpadlá voda/voda odoberajú obnoviteľnú energiu väčšinou z podzemnej vody. Zdrojom podzemnej vody je vtedy čerpacia studňa. Ochladenú vodu z tepelného čerpadla je potrebné odviesť do vsakovacej studne.

Tepelné čerpadlá voda/voda využívajúce ako zdroj tepla podzemnú vodu.
Podzemná voda ako zdroj pre tepelné čerpadlá voda/voda.

Hĺbka studne sa v priemere pohybuje okolo 10 m ale môže sa líšiť v závislosti od lokality. Čerpať vodu z hĺbok väčších než 20 – 25 m prestáva byť ekonomicky rentabilné vzhľadom na množstvo vynaloženej energie na čerpaciu prácu.

Priemerná teplota vody dosahuje celoročne 10 až 12 °C. Táto hodnota zaručuje vysoké výkonové čísla (výkonové číslo je pomer získanej a vloženej energie. Výraz pochádza z anglického označenia coeficient of preformance – COP) . V závislosti od vykurovacieho systému sa tieto hodnoty hýbu v rozmedzí 3,5 až 5 (COP 3,5 platí pre radiátorové systémy, COP 5 pre systémy so sálavým vykurovaním).

V porovnaní s plynovým kotlom sa tepelné čerpadlá voda/voda dokážu dostať na úroveň cca 50 % prevádzkových nákladov. Veľkou výhodou je možnosť pasívneho chladenia, kde je možné chladiť iba za cenu spotrebovanej elektrickej energie na pohon studničného čerpadla, čo činí približne 10 % z elektrickej energie potrebnej na aktívne chladenie vzduchovým tepelným čerpadlom alebo klimatizáciou.

Na pasívne chladenie je najlepšie použiť sálavé spôsoby chladenia ako stenové, stropné chladenie prípadne temperovanie betónového jadra.

Podmienky pre tepelné čerpadlá voda/voda

Nevyhnutnými podmienkami, ktoré tepelné čerpadlá voda/voda na svoju prevádzku potrebujú, sú:

  1. dostatočné množstvo vody (1,5 m3/hod a vyššie v závislosti od výkonu tepelného čerpadla)
  2. vhodné zloženie vody
  3. vzdialenosť studní minimálne 10 m (vsakovacia studňa musí byť po prúde podzemnej vody)

Z našich skúseností môžeme zovšeobecniť, že vhodné pozemky pre inštaláciu takýto čerpadiel bývajú situované na rovine, v údoliach dolín, pri riečnych tokoch a jazerách.

Výmenník pre tepelné čerpadlá voda/voda, ktoré ako zdroj používajú vodu z rieky alebo jazera.
Inštalácia uzavretého systému výmenníkov pre tepelné čerpadlá voda/voda.

Alternatívnym zdrojom tepla z vody môžu byť aj riečne toky a jazerá. Využívanie týchto zdrojov je však menej výhodné z hľadiska nižšej teplotnej úrovne zdroja. Celoročne je priemerná teplota 5 °C. Priamy odber a ochladzovanie vody nie je možný, preto je potrebné používať uzavretý systém výmenníkov (PE hadíc), ktorý sa umiestni do koryta rieky alebo na dno jazera.

Každé zníženie teploty zdroja o 1 °C zhoršuje COP asi o 2,5 %, čo by pri týchto zdrojoch mohlo predstavovať zhoršenie až o 20 %.

Načo by sa pri prevádzke nemalo zabúdať, je určitá technická zdatnosť užívateľa. Myslené je tým prečistenie filtra na strane podzemnej vody. Je to záležitosť zhruba na 5 minút asi tak 2 – 3-krát ročne.

Pokiaľ zhrnieme výhody a nevýhody, tak tento systém je vhodný všade tam, kde chceme dosiahnuť maximálnu účinnosť a energetickú efektivitu.

ČÍTAJTE TIEŽ:

Tepelné čerpadlo, čo potrebujete na úvod vedieť.

Tepelné čerpadlá: ako naplno využiť ich potenciál.

 

Autor článku: Ing. Štefan Šajtoš, KLIMART

 

Zdieľajte:   Facebooktwittermail