Reklama
Půda pod vaším domem není jen statickým základem stavby. Je to stabilní zásobník energie, který pracuje nepřetržitě, bez ohledu na počasí nebo výkyvy cen elektřiny. Plošné kolektory umožňují tuto energii využít v praxi. Nevyžadují hluboké vrty, nevytvářejí hluk a po instalaci zůstávají zcela neviditelné. Přesto mohou zásadně změnit provozní náklady budovy.
Obsah článku
Plošný kolektor je primární zdroj tepla pro tepelné čerpadlo typu země voda. Jeho úkolem je odebírat nízkopotenciální energii z půdy a předávat ji do systému, který z ní vytvoří využitelné teplo pro vytápění, chlazení nebo ohřev vody. V praxi jde o horizontální potrubní systém uložený obvykle v hloubce přibližně 1,2 až 1,5 metru pod povrchem, kde se teplota půdy dlouhodobě pohybuje kolem stabilních hodnot a není ovlivněna krátkodobými výkyvy počasí.
„Plošný kolektor je z hlediska investice i provozu mimořádně efektivní řešení. Pokud má projekt dostatek prostoru, umožňuje vytvořit stabilní zdroj energie s velmi nízkými provozními náklady a dlouhou životností,“ říká Zdeněk Matějovský, jednatel společnosti Geocore.
Jak půda dodává energii
Princip fungování plošného kolektoru je založen na jednoduché fyzice. V plastových trubkách uložených v zemi cirkuluje nemrznoucí kapalina, obvykle směs vody a glykolu. Tato kapalina absorbuje teplo z okolní půdy a transportuje ho do tepelného čerpadla. Zde dochází ke kompresnímu procesu, který zvýší teplotu na úroveň vhodnou pro vytápění objektu.
Zásadní je, že energie uložená v půdě pochází převážně ze slunečního záření, které se během roku akumuluje ve svrchních vrstvách zeminy. Až 99 procent energie získané horizontálním kolektorem má původ právě v solární energii uložené v půdě.
Teplota půdy v této hloubce zůstává relativně konstantní, obvykle kolem 10 °C, což vytváří stabilní podmínky pro provoz tepelného čerpadla. To je zásadní rozdíl oproti systémům využívajícím venkovní vzduch, kde účinnost výrazně klesá s poklesem teploty.
Výsledkem je stabilní topný faktor, tedy poměr získané energie k energii spotřebované. V praxi se sezónní topný faktor běžně pohybuje mezi hodnotami 3 až 4,5, což znamená, že z jedné kilowatthodiny elektrické energie lze získat až 4,5 kilowatthodiny tepla.
Instalace, která rozhoduje o výkonu
Instalace plošného kolektoru probíhá ve výkopu, kde se ukládají jednotlivé smyčky potrubí. Standardní délka jednoho okruhu je přibližně 100 metrů, přičemž jednotlivé smyčky jsou propojeny ve sběrné šachtě a napojeny na tepelné čerpadlo.
Potrubí se vyrábí z vysokohustotního polyethylenu, který odolává mechanickému zatížení i dlouhodobému provozu v zemině. Moderní potrubí PE100 RC lze pokládat přímo do výkopu bez nutnosti pískového lože, což zjednodušuje instalaci a zkracuje dobu realizace.
Velikost potřebné plochy závisí na energetické náročnosti objektu a vlastnostech půdy. Pro běžný rodinný dům se tepelnou ztrátou kolem 9 kW je typická plocha kolektoru přibližně 300 až 350 m². Výkon kolektoru se obvykle pohybuje v rozmezí 10 až 40 W na metr čtvereční podle typu půdy a její vlhkosti.
Vlhkost hraje zásadní roli. Čím vyšší obsah vody v půdě, tím lepší je její tepelná vodivost a schopnost předávat energii. Jílovité a vlhké půdy dosahují výrazně vyššího výkonu než suché písčité podloží.
„Kvalitní návrh kolektoru je klíčový. Nestačí pouze položit potrubí do země. Je nutné respektovat geologické podmínky, tepelné ztráty objektu a provozní režim tepelného čerpadla. Správně dimenzovaný systém pak funguje desítky let bez zásahů,“ vysvětluje Zdeněk Matějovský.
Napojení na tepelné čerpadlo a reálné úspory
Plošný kolektor je pouze první část celého systému. Jeho energie se využívá prostřednictvím tepelného čerpadla, které ji převádí na využitelné teplo. Tepelné čerpadlo země voda patří mezi nejúčinnější technologie vytápění dostupné na trhu.
Důvod je jednoduchý. Zdroj tepla má stabilní teplotu, což umožňuje kompresoru pracovat s vysokou účinností a minimální spotřebou elektřiny.
V praxi to znamená výrazné snížení provozních nákladů. U rodinných domů lze dosáhnout úspor v řádu desítek tisíc korun ročně. V komerčních objektech se úspory pohybují ještě výše.
Další výhodou je schopnost systému pracovat i opačně, tedy chladit. V letním režimu může tepelné čerpadlo využívat nižší teplotu půdy k pasivnímu chlazení budovy. Tento režim vyžaduje pouze minimální spotřebu energie, protože kompresor není v provozu a fungují pouze oběhová čerpadla.
To umožňuje výrazně snížit náklady na klimatizaci a současně zvyšuje komfort v interiéru.
Kolektor pod zahradou i pod domem
Plošné kolektory lze instalovat dvěma způsoby. Nejčastěji pod zahradou, kde potrubí pokrývá větší plochu pozemku. Po dokončení instalace lze povrch běžně využívat. Je možné pěstovat trávník, zeleninu nebo okrasné rostliny. Omezení se týká pouze hluboce kořenících stromů a stavebních konstrukcí.
Druhou variantou je instalace pod základovou desku novostavby. Tento přístup umožňuje využít energii pozemku bez nároků na další plochu a je vhodný zejména pro menší parcely.
Obě varianty poskytují stabilní zdroj energie s minimálními nároky na údržbu.
Dlouhodobé řešení v provozu
Jednou z největších výhod plošných kolektorů je jejich životnost. Samotné potrubí má projektovanou životnost přesahující 50 let. Systém neobsahuje žádné mechanicky namáhané části v zemi a po instalaci nevyžaduje zásahy.
Z provozního hlediska jde o jeden z nejstabilnějších zdrojů energie. Půda se průběžně regeneruje díky slunečnímu záření a srážkám, což zajišťuje dlouhodobou funkčnost bez poklesu výkonu.
„Investice do plošného kolektoru je strategické rozhodnutí. Investor získává stabilní zdroj energie, který není závislý na dodávkách paliv ani na vývoji cen. To je zásadní rozdíl oproti konvenčním systémům,“ dodává Zdeněk Matějovský.
Plošné kolektory představují logickou volbu pro novostavby i rekonstrukce s dostatečnou plochou pozemku. Nabízejí stabilní výkon, nízké provozní náklady a dlouhodobou energetickou jistotu.
Pokud vás tyto technologie zajímají, v minulém článku jsme se podrobně věnovali energokošům, které představují alternativní řešení tam, kde není k dispozici dostatečná plocha pozemku. Více zde.
Nezávazná poptávka
Máte-li zájem zjistit, jaké řešení by bylo ideální právě pro vás, můžete zdarma využít online nástroj pro srovnání a analýzu úsporných řešení a nechat si zpracovat individuální analýzu.
Pro konkrétní poptávku (nezávaznou) pak využijte tento formulář.
Z e-shopu: Instalační set
V Geocore připravili instalační set plošného kolektoru s rozdělovací šachtou. Stačí jediné kliknutí a kompletní řešení pro váš primární okruh je na cestě. Více zde >>
