Tepelná čerpadla země - voda a mělká geotermální energie

Tepelná čerpadla země – voda využívají mělkou geotermální energii pro vytápění a chlazení objektů. Kromě tepelných čerpadel země – voda, která jsou už i v našich geografických podmínkách poměrně hojně rozšířena, známe i geotermální elektrárny, kde se přeměňuje hloubková energie z nitra Země v elektrickou energii.

Geotermální energie je bezemisním a obnovitelným zdrojem energie, se kterým je do budoucna nutno počítat. Jde o přirozený projev tepelné energie zemského jádra, jejímiž důsledky jsou např. erupce sopek a gejzírů, horké prameny a parní výrony. Na této stránce se blíže zaměříme na tepelná čerpadla a mělkou geotermální energii.

Jak funguje tepelné čerpadlo?

Každé tepelné čerpadlo odebírá energii z okolního prostředí, kterou pak převádí na vyšší teplotní úroveň, čímž je tato energie využitelná pro vytápění. Při troše nadsázky by se dalo tepelné čerpadlo přirovnat k lednici, která je svým principem podobná.

Vnější prostředí (v případě tepelných čerpadel země / voda je to zemský masív) zahřívá nemrznoucí směs v primárním okruhu, která je odváděna do tzv. výparníku. Zde je nízkopotenciální teplo získané ze země předáváno chladivu, které koluje uvnitř čerpadla. Chladivo je teplosměnná látka, která se vyznačuje velmi nízkým bodem varu. Ve výparníku dochází k přeměně kapalného skupenství chladiva na plynné.

Plyn je nasáván kompresorem, kde je stlačen, čímž dojde ke zvýšení jeho teploty. Horký plyn putuje do kondenzátoru a předává svou energii topné soustavě. Topná kapalina je ohřáta na požadovanou teplotu a slouží k vytápění objektu, ohřevu vody v zásobníku nebo v bazénu. Z kondenzátoru odchází zahřáté chladivo v kapalné fázi. Kapalné chladivo poté putuje potrubím zpět do výparníku přes expanzní ventil, kde se rázem sníží tlak a je tak prudce ochlazeno. Celý cyklus se pořád opakuje. Tepelné čerpadlo tedy přečerpává teplo z vnějšího prostředí do vytápěného interiéru.

Systémy tepelných čerpadel země - voda

Tepelná čerpadla země – voda nazývané také lidově jako „zemáky“ dělíme na několik základních systémů, které se liší ve způsobu jímání energie z okolního prostředí. Jaký systém zemního tepelného čerpadla je vhodné realizovat záleží na velikosti objektu, pozemku a jeho dispozicích.

Nejznámější systémy tepelných čerpadel země – voda jsou:

Tepelné čerpadlo se zemním plošným kolektorem
Tepelné čerpadlo s vrty
Tepelné čerpadlo s geotermálními energetickými koši
Tepelná čerpadla a vodní plochy

Chlazení tepelným čerpadlem

Co myslíte — umí tepelné čerpadlo země / voda také chladit? ANO! Zemní tepelná čerpadla dokáží nejen vytápět, ale i velmi efektivně chladit. V souvislosti s probíhající klimatickou změnou se tato vlastnost jeví jako čím dál více užitečnější. Chlazení prostřednictvím splitové klimatizace je v porovnání s chlazením tepelnými čerpadly daleko nákladnější a méně komfortní.

Chlazení tepelným čerpadlem je možné ve dvou režimech. První režim je tzv. pasivní chlazení. V tomto případě je kompresor odstaven mimo provoz a dochází k přirozené cirkulaci tepla z teplejšího prostředí do studenějšího. Pasivní chlazení představuje finančně nejvýhodnější způsob.

Druhým režimem je tzv. aktivní chlazení tepelným čerpadlem, což je v podstatě reverzních chod čerpadla. Způsob, při kterém tepelné čerpadlo funguje jako velká lednice. Jde o efektivnější způsob chlazení.