Vrt pro tepelné čerpadlo

Tepelné čerpadlo země – voda může využívat jako zdroj energie tzv. geotermální vrt. Nejedná se o přímé využívání geotermálního tepla, nýbrž jímání nízko-potencionálního tepla/energie (teplota prostředí cca +9 až +13 °C) pro nepřímé využití pomocí tzv. geotermální sondy. Tepelná čerpadla s vrtem tedy pracují s mělkou geotermální energií. Odebírají energii pouze z vrchní „slupky“ – první stovky metrů zemského povrchu.

Jak tepelné čerpadlo s vrtem funguje?

Tepelné čerpadlo prostřednictvím vrtu odebírá energii ze země, kterou převádí díky chladivovému okruhu s kompresorem na vyšší teplotní úroveň a následně předává do topné vody pro vytápění objektu nebo přípravu teplé vody.

Stejně tak je možné systém použít naopak a využívat „studenou“ stranu tepelného čerpadla pro chlazení. Odpadní teplo se ukládá do vrtů a tím je zároveň regeneruje.
Při požadavku současného topení a chlazení (např. letní chlazení a potřeba teplé vody pro sprchování nebo bazén) můžeme vyrábět teplo i chlad na ráz, a to pouze za jeden příkon. Tento režim patří mezi nejvýhodnější, neboť za 1 kW elektrické energie získáme cca 8 – 10 kW energie pro domácnost.
Posledním a hojně využívaným režimem tepelného čerpadla je přímé pasivní chlazení. Dá říci, že je tepelné čerpadlo vypnuto a využíváme pouze v letním období pro chlazení (např. do podlahy, stropů, stěn – dle systému) oběhové čerpadlo pro cirkulaci chladiva.

Systém zemních tepelných čerpadel s vrty je tedy velice variabilní a nabízí v jednom zařízení hned několik velmi efektivních a ekonomických režimů provozu vytápění i chlazení. Netřeba dalších zdrojů tepla ani žádné klimatizace.

Jedno čerpadlo s vrtem vám obstará komfortní klima v průběhu celého roku.

Je tepelné čerpadlo s vrtem ekonomické?

I vzhledem ke všem výše uvedeným výhodám patří zemní tepelná čerpadla s vrtem k těm nejdražším variantám zdroje. Jak je ale výše napsáno, jedná se prakticky o instalaci dvou zdrojů – vytápění i chlazení v jednom. Dalším nesporným argumentem je velmi vysoká účinnost provozu, která při dnešních cenách energie (neustále a prudce rostoucích!) zajišťuje návratnosti zpravidla do 8 – 10 let provozu, přičemž životnost samotného vrtu je neomezená a mění se pouze tepelné čerpadlo po cca 20 letech.

Vrt nebo zemní kolektor?

Varianta zemních TČ s vrty jsou dražší variantou oproti zemním kolektorům, nicméně jejich účinnost bývá zpravidla o něco málo vyšší, zejména pak v oblastech s vyšší nadmořskou výškou. Další předností je též již zmiňované pasivní chlazení, které je mnohem výkonnější než u plošných kolektorů (dáno hloubkou uložení). Geotermální vrty jsou také jediným řešením v případě, že nemáte zahradu s dostatečně velkou plochou pro zemní kolektory. Jejich výhodou je prostorová nenáročnost. Můžete je umístit v blízkosti budovy a v případě novostaveb lze vrty umístit i pod základovou desku, což je v poslední době velmi časté. V závislosti na velikosti vytápěného domu a lokálních hydro-geologických podmínkách, se provádí jeden nebo více vrtů o hloubce 80 až 250 m. Pro jednoduchost lze říci, že na každých cca 6-8 kW topného výkonu TČ je zapotřebí 1 vrt. Pro běžné rodinné domy v současných energetických standardech si tak velmi často vystačíte právě s jedním vrtem.

Je tepelné čerpadlo s vrtem vhodné i ve vaší lokalitě?

Vrty je možné provádět na většině míst v České republice. Paradoxně se nejlépe vrtá v místech, kde je tvrdé horninové podloží, a naopak tam, kde je podloží měkké (písky, jíly a štěrky) bývá vrtání o něco obtížnější a potažmo i finančně nákladnější (je nutné pažit, stěna vrtu není stabilní).

Lokalit, kde by nešlo vrtat vůbec je u nás jen velmi málo. Problém s vrtáním může nastat snad jen v místech, kde platí přísná ochranná pásma vodních zdrojů, léčivých, minerálních a jiných pramenů.

Povolení vrtu pro tepelné čerpadlo

Pro příklad uvádíme postup v povolovacím procesu u vrtu pro tepelné čerpadlo. Je potřeba vyřídit všechna povolení pro legislativní správnost celého systému. Pro lajka se celý proces kolem povelení vrtu může zdát složitý a nepřehledný, a z toho důvodu je dobré tuto část včetně návrhu a dimenzování vrtu svěřit odborníkům, kteří to dělají na denním pořádku. Navíc na příslušných úřadech už mají tak říkajíc „prošlápnutou cestičku“. Vše zařídí za vás a vy se můžete věnovat činnosti, která vás baví nebo živí.

Co je tedy k povolení vrtu potřeba?

1. Zpracování projektové dokumentace k tepelnému čerpadlu.

2. Zajištění vyjádření příslušných orgánů potřebných pro další krok na stavebním úřadě:

souhrnné stanovisko OŽP,
stanovisko obce/městského úřadu,
případně dotčených sítí pokud si stavební úřad vyžádá

3. Vodoprávní řízení na odboru životního prostředí

4. Podání žádosti o územní souhlas/rozhodnutí (nad 20 kW výkonu též stavební povolení

Vystrojení vrtu pro tepelné čerpadlo

Kvalitní vystrojení vrtu pro tepelné čerpadlo je, pro fungování a efektivitu celého systému, v podstatě stejně důležité, jako tepelné čerpadlo samotné. Tepelné čerpadlo, jakožto samostatný stroj, je součástí nadzemní části celého okruhu. V případě poruchy či poškození je vždy relativně snadná možnost jeho opravy nebo výměny. Což se ale o části okruhu, která je v zemi, říci nedá. Proto doporučujeme kvalitu vystrojení vrtu nepodcenit. Životnost kvalitně provedeného a vystrojeného vrtu je v podstatě stejná, jako životnost samotné nemovitosti. Neméně důležitou roli poté hraje samotná kvalita provedení vrtu, zapuštění sondy a injektáž. Vždy dávejte na doporučení a nevybírejte jen podle ceny.

**Vertikální řez geotermálním vrtem (M 1:15)**

Vystrojení vrtu:
- Geotermální vertikální sonda s kolektorem – hlavní část vrtu po TČ (systém vystrojení: 4 x Ø32 x 3 mm, PE 100 RC, SDR11. PN 16).
- Vrtané U-koleno se separační jímkou z PE 100-RC.
- Pata sondy – nejvíce namáhaná součást
Kovové litinové závaží pro snadné zapuštění sondy do vrtu.
Injektážní potrubí (Ø32 x 3 mm)
Injektážní směs – vodivé spojení podloží s geotermální sondou.
Redukce počtu větví vrtu – snížení počtu okruhů
Horizontální napojení vrtu (PE 100 RC)

Před zahájením vrtání a všech výkopových prací je nutné ověřit kudy vedou inženýrské sítě.

Výhody tepelného čerpadla s vrtem

– Vysoký topný faktor a stabilní výkon díky nízkým výkyvům v teplotách zemského podloží.
– O 30% nižší spotřeba elektrické energie než u vzduchových tepelných čerpadel.
– Pasivní chlazení domu – v létě lze chladit s minimálními náklady, přitom v rámci stejného zdroje (vytápění a chlazení v jednom)
– Dlouhá životnost čerpadla i vrtu (tepelné čerpadlo 20-25 let, vrt 100 let)
– Bezhlučnost (na rozdíl od vzduchových tepelných čerpadel nebojujeme s hlukem)
– Architektura – zařízení nemá žádné venkovní viditelné části, nekazí tak arch. ráz – dojem z celé stavby, pozemku, zahrady.. venkovní část je schována celá pod zemí nebo pod domem samotným
– Bezúdržbové a velice spolehlivé řešení