Geotermální sonda: teplo z hlubin
Geotermální sondy se používají k využití zemského tepla pro vytápění nebo ohřev vody. Sondy se spouštějí až sto metrů do země vertikálním nebo šikmým hlubokým vrtem, aby dosáhly vyšších teplot hlubších vrstev hornin. Tepelná energie je pak transportována nahoru přes teplonosné médium.
Co je geotermální sonda?
Geotermální sondy pro tepelné čerpadlo země-voda, používané k získávání tepla ze země, fungují jako tepelný nosič, kterým proudí médium pro přenos tepla. Nejčastěji používané sondy jsou tzv. „U-sondy“ nebo „dvojité U-sondy“, kde jsou jedna nebo dvě trubky spojeny na dně vrtu do tvaru písmene U. Vedle těchto sond existují i koaxiální sondy, kde se tekutina nebo plyn pohybuje ve stejné trubici, rozdělené na vnitřní a vnější prstenec, což umožňuje proudění tam i zpět v jedné trubici.
Pro přenos tepla se obvykle používá tzv. solanka – směs vody a nemrznoucího prostředku. Z tohoto důvodu se tepelné čerpadlo, které využívá geotermální energii, říká také tepelné čerpadlo solanka-voda. V některých oblastech je však použití solanky z ekologických důvodů problematické, a proto se zde jako alternativa využívá oxid uhličitý.
Kromě geotermálních sond mohou být k získávání tepla ze země použity i horizontálně položené povrchové kolektory.
Jak funguje tepelné čerpadlo s geotermální sondou?
Tepelné čerpadlo a geotermální sonda, stejně jako většina ostatních tepelných čerpadel, pracují přes chladicí okruh, výměník tepla, kompresor a expanzní ventil.
V případě tepelného čerpadla je teplo předáváno z okolního prostředí prostřednictvím výměníku (výparníku) pracovní látce (chladivu), která se odpařuje. Tyto páry chladiva obsahující získané teplo se poté pomocí kompresoru stlačí, kompresí dojde ke značnému nárůstu tlaku a teploty. Toto teplo o vyšší teplotní hladině se pak pomocí dalšího výměníku (kondenzátoru) přenese do otopné soustavy. Celý proces se v tomto uzavřeném cyklu stále opakuje.
Jak se instalují geotermální sondy?
Instalace geotermálních sond je složitý a nákladný proces – ale geotermální tepelná čerpadla pracují velmi efektivně. Aby bylo možné využívat geotermální energii jako zdroj tepla, musí být nejprve do země vyvrtán jeden nebo více hlubinných vrtů, do kterých se sondy zasunou. Hloubka vrtání je až 100 metrů. Pouze tímto způsobem je možné využít tepelnou energii hlubokých vrstev země.
Počet geotermálních sond potřebných k vytápění domu závisí na vytápěné oblasti. Pro poměrně malou obytnou plochu může stačit jeden vrtný výměník tepla.
Vzdálenost mezi geotermálními sondami – zde se doporučuje zhruba pět až šest metrů. Pokud jsou příliš blízko u sebe, mohlo by se ze země odebírat více tepla, než může proudit dovnitř. Výsledkem by byla námraza a nefunkčnost celého topného systému.
Předpoklady pro instalaci
Hlubinné vrty pro geotermální energii a její využití podléhají schválení u nižšího vodoprávního a/nebo báňského úřadu a u nich zaregistrováno. V některých regionech je také zakázáno vrtat geotermální vrt – například v určitých oblastech ochrany vod. V takovém případě se budete muset uchýlit k alternativě, jako jsou zemní kolektory. Předem si proto zjistěte, zda je vůbec možné na váš pozemek instalovat geotermální sondy.
Tipy pro plánování (kontrolní seznam):
- Kontrola geologie lokality
- Získání souhlasu příslušných úřadů
- Plánování a dimenzování systému (délka sondy, hloubka vrtání, vrtné metry atd.)
- Vyhledání certifikované vrtné společnosti
- Uzavření speciálního pojištění
Provoz geotermálních sond
Geotermální sonda poskytuje konstantní energii a činí tak po dlouhou dobu. Průměrná životnost sond je až 100 let, pokud jsou správně instalovány. Systém tepelné čerpadlo země-voda je téměř bezúdržbový, pouze solanka by se měla pravidelně kontrolovat a čas od času vyměnit. U předimenzovaných systémů je dokonce možný provoz s čistou (destilovanou) vodou. K tomu musí být vrt navržen minimálně o 30 procent větší.
Aby vaše geotermální sonda fungovala ještě efektivněji, má smysl trvale regenerovat teplonosné médium a tím i půdu. To lze provést pomocí přídavného solárního kolektoru nebo pomocí tepelného čerpadla jako klimatizace.
Objevte v našich referenčních objektech geotermální tepelná čerpadla nebo tepelná čerpadla solanka-voda Bosch instalovaná u našich zákazníků.
- Novostavba rodinného domu s kanceláří
- Obytná oblast energetický ostrov Petershagen
- Novostavba nízkoenergetického domu
Jaké jsou výhody na první pohled?
- Využití geotermální energie je šetrné k životnímu prostředí, nevznikají žádné emise CO2
- Geotermální energie je udržitelná, nevyčerpatelná a dostupná všude
- Životnost geotermálních sond je až 100 let, což je asi desetinásobek průměrné doby návratnosti
- Geotermální energie je při správné instalaci absolutně bezpečná
- Geotermální sondy mají malou prostorovou náročnost
- Provoz geotermálního tepelného čerpadla je mnohem levnější než vytápění naftou nebo plynem
- Systém vyžaduje velmi malou údržbu
- Jednotku lze použít k vytápění i chlazení
- Geotermální tepelná čerpadla jsou v provozu mnohem tišší než např. vzduchová tepelná čerpadla
Jaké jsou alternativy ke geotermální sondě?
Pokud pro vás není možné instalovat geotermální sondu na vašem pozemku, existuje druhý způsob využití geotermální energie. V tomto případě se používají tzv. geotermální kolektory, které jsou uloženy vodorovně a blízko povrchu. Instalace těchto geotermálních kolektorů je levnější a nevyžaduje povolení, ale geotermální tepelná čerpadla s plošnými kolektory pracují méně efektivně. Kromě toho je na pozemku potřeba mnoho místa pro potrubí, které následně nesmí být zastavěno nebo osázeno hluboce zakořeněnými rostlinami. Pokud to také nepřipadá v úvahu, měli byste se informovat o jiných systémech tepelných čerpadel: například o vzduchových tepelných čerpadlech se snadnou instalací.
Máte zájem o geotermální tepelné čerpadlo?