Reklama
Tepelná čerpadla země–voda se stala stálicí v projektech udržitelného vytápění a chlazení. Ať už jde o rodinné domy, administrativní komplexy nebo veřejné budovy, geotermální vrt dnes nikoho nepřekvapí. Překvapivě málo se ale mluví o tom, co se s vrtem děje v čase. Jaký vliv má jeho zatěžování? A co se stane, když kromě tepla začne přijímat i chlad? Odpověď zní: regenerace.
Obsah článku
„Vrt není jen pasivní zásobník energie. Je to živý prvek systému, který reaguje na to, jak s ním pracujeme. A právě možnost jeho regenerace výrazně prodlužuje životnost a zvyšuje účinnost celého řešení,“ vysvětluje Julie Lisovenko, marketingová manažerka společnosti Geocore.
Víc než jen díra v zemi
Každý vrt je vystaven sezónním cyklům. V zimě z něj čerpadlo odebírá teplo a ochlazuje okolní horninu. Pokud ale během léta do vrtu teplo vracíme, například pasivním chlazením budovy, dochází k přirozenému vyrovnávání bilance. V odborné hantýrce tomu říkáme regenerace. A právě ta je zásadní pro stabilní výkon i za dvacet let provozu.
Při vhodném návrhu je rozdíl patrný i na číslech. Modelový příklad rodinného domu se ztrátou 5 kW ukazuje, že při regeneraci chlazením lze zvýšit průměrnou teplotu kapaliny ve vrtu o jeden stupeň – z 2,2 °C na 3,2 °C. A to znamená nejen lepší startovní podmínky pro zimní provoz, ale i až 5% nárůst sezónní účinnosti systému.
„Zvýšení průměrné teploty kapaliny v primárním okruhu o pouhý jeden stupeň znamená až pět procent navíc na sezónní účinnosti. A to už je při dnešních cenách energií rozdíl, který se počítá,“ doplňuje Lisovenko.
Návrh, který myslí dopředu
Základem je správně navržený primární okruh, specialita společnosti Geocore. Nejen délka vrtu, ale i volba materiálu a možnost pozdější regenerace hrají klíčovou roli. Nejčastěji používané sondy z materiálu PE 100 RC zvládnou běžné provozní teploty s rezervou. Mají velmi dobrou svařitelnost, vysokou tlakovou odolnost (PN20 až PN25) a díky zesílené patě netvoří slabé místo systému. Na rozdíl od levnějších variant jsou dimenzovány i na krátkodobé teploty přesahující 40 °C, což při regeneraci hraje zásadní roli.
Vedle PE 100 RC existují i další materiály, například PE-RT-RC, který vychází ze stejné báze, ale zvládá až 95 °C. PE 100 RT má podobnou teplotní odolnost, ale postrádá odolnost vůči šíření trhlin. A pak je tu PE-Xa – síťovaný polyetylen s vysokou teplotní tolerancí, ale s horší svařitelností a menší tlakovou rezervou. Pro běžné aplikace v mělké geotermii je tak PE 100 RC stále zdaleka nejpraktičtější volbou.
Kde jsou hranice?
Projektanti se při návrhu opírají o německou směrnici VDI 4640. Ta stanovuje jasné limity: při odběru tepla nesmí průměrná měsíční teplota kapaliny klesnout pod 0 °C, při špičkovém zatížení pod −5 °C.
Naopak při dodávce tepla nesmí vstupní teplota do vrtu překročit 15 °C nad původní teplotu podloží, a při špičce 20 °C nad ni. To znamená, že běžná teplota kapaliny při regeneraci se pohybuje do 30–34 °C. Přesně na tyto hodnoty musí být sonda, čerpadlo i regulace připraveny.
Regenerace s mozkem
Příliš teplá kapalina může způsobit výpadek čerpadla na vysoký tlak. Proto je potřeba regeneraci řídit. Nejjednodušší variantou je řízení pomocí MaR, tedy měření a regulace. Systém sleduje teploty a spouští regeneraci jen v povolených mezích. Alternativou je hydraulické oddělení regenerace a primárního okruhu, případně směšovací armatura, která udržuje vstupní teplotu pod kontrolou.
To vše lze navrhnout i s využitím obnovitelných zdrojů. Přebytky z fotovoltaiky, které nelze efektivně spotřebovat jinde, mohou v létě posloužit k regeneraci vrtů. Ekonomická návratnost závisí na konkrétních geologických podmínkách, ale ve správně dimenzovaném systému má i tento model smysl.
Co všechno se počítá
Typ primárního okruhu hraje významnou roli. Plošné kolektory mají rychlejší sezónní regeneraci, ale vyžadují větší plochu a nejsou vhodné do všech typů terénu. Kombinace vrtů a kolektorů se uplatní tam, kde je třeba posílit kapacitu nebo diverzifikovat zdroj. Vrty mají výhodu v dlouhodobé stabilitě teplot a možnosti přirozené i nucené regenerace. Pokud systém od začátku počítá s obousměrným tokem energie, má nejen vyšší účinnost, ale i vyšší provozní jistotu v horizontu dekád.
Vrt se nevymrazí, pokud je dobře navržen. Voda se nevypaří, hornina má obrovskou tepelnou kapacitu. Sonda se nepoškodí, pokud je certifikovaná a pracuje v rámci běžných parametrů. Regenerací se nezmění teplota ve studni vzdálené 12 metrů – proudění podzemní vody a návrhová opatření to vylučují.
Geotermie se zdravým metabolismem
Stejně jako lidské tělo potřebuje spánek a obnovu, i vrt si zaslouží čas na regeneraci. Pokud mu to umožníme, vrátí nám to stabilitou, vyšší účinností a dlouhou životností. Geocore proto klade důraz na návrhy, které s regenerací počítají od začátku – ať už jde o volbu sondy, návrh chlazení nebo bilanci energetických toků.
„Geotermie není jednosměrný proces. Když systému dovolíte, aby si v létě odpočinul, bude v zimě pracovat s větší lehkostí,“ uzavírá Julie Lisovenko.
Regenerace vrtů tak není žádný technický přídavek. Je to přirozený způsob, jak návrh přemýšlivě uzavřít a celému systému dát zdravý energetický metabolismus.
- Nechte si zpracovat Srovnání a analýzu úsporných řešení a zjistěte, jak optimalizovat provozní náklady vašeho objektu. Správné rozhodnutí vám může ušetřit statisíce korun – nenechte ho náhodě!
- Pro konkrétní poptávku (nezávaznou) pak využijte tento formulář.
