Tepelná čerpadla Primární okruhy Roční náklady zdrojů 10 Pravidel Servis/záruky

Primární okruhy

Vážení zákazníci, níže bychom Vám rádi poskytli několik základních informací k systémům primárního okruhu tepelného čerpadla země-voda.

Co je to GEOTERMÁLNÍ ENERGIE
Proč zvolit tepelné čerpadlo země-voda
Vrty vs. vzduch-voda
Geotermální vrty
Redukce počtu větví (Y-kus)
GWE Fix-box
Spojování primárního okruhu
Páteřní vedení
Teplonosné kapaliny / nemrznoucí směs
Tepelná čerpadla a systémy
Možnosti získávání energie
Plošné kolektory vs. vzduch-voda
Zemní plošné kolektory
Rozdělovače / sběrače
Kruhová sběrná šachta
Atypické šachty
Regulace průtoku
Izolace primárního okruhu
Kompaktní těsnění

Co je to GEOTERMÁLNÍ ENERGIE?

Geotermální energie je energie uložená ve formě tepla pod povrchem země. Tepelný obsah země naplňuje naši současnou světovou poptávku po energii po dobu 30 milionů let. Podle lidských měřítek je tedy hodnota energie uložená v zemské kůře stejně nevyčerpatelná jako slunce.

Teplota podloží ve střední Evropě je cca 10°C ve 20 metrech a zvyšuje se v průměru asi o 3°C na 100 metrů. V horním plášti země je teplota kolem 1200°C, v zemském jádru je pravděpodobně 6000°C. Teplota země na povrchu je ovlivňována téměř výhradně sluncem a deštěm. Vzhledem ke špatné tepelné vodivosti země neovlivňuje slunce její teplotu do větší hloubky než 15 až 20 metrů.

Ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji energie má geotermální energie podstatnou výhodu: je nezávislá na dni, sezóně nebo převládajících klimatických podmínkách. Vzhledem k tomu, že k jejímu využití dochází přímo na místě, není zapotřebí žádných nákladných přepravních systémů. Využitím geotermální energie nedochází k přímé produkci emisí CO2. Technologie, které nám umožňují využívat geotermální energii, jsou dostupné prakticky kdekoliv.

Tepelná čerpadla a systémy

Tepelná čerpadla pracují na systému využití teploty média, ze kterého jí získávají (země, voda, vzduch) dle zvoleného systému tepelného čerpadla. Tepelná čerpadla se rozdělují na 3 základní systémy: země-voda, voda-voda a vzduch-voda. První slovo označuje látku nebo prostředí, ze kterého tepelné čerpadlo nízkopotenciální teplo získává, např. půda, spodní případně technologická voda nebo venkovní vzduch. Druhé slovo označuje látku nebo prostředí, do které tepelné čerpadlo teplo předává. Při vytápění je to většinou voda otopné soustavy, u větracích jednotek s tepelným čerpadlem je to větrací vzduch.

Proč zvolit tepelné čerpadlo země-voda?

Jelikož je možné prakticky téměř všude získávat a využívat nízkopotenciální teplo ze zemské kůry, je tepelné čerpadlo nejideálnějším řešením způsobu vytápění všech druhů objektů. Tepelná čerpadla země-voda stejně jako voda-voda pracují celoročně s vysokým topným faktorem (COP), tudíž mají nejvyšší účinnost. Vzhledem k tomu, že se nejvíce energie na vytápění objektů spotřebuje v zimních měsících, je nutné počítat s rozdílem v topném faktoru mezi tepelnými čerpadly, které berou energii ze země oproti těm, které ji berou ze vzduchu. Ve prospěch systému země-voda hraje i jejich nižší hlučnost a delší životnost, jelikož kompresor u zemního tepelného čerpadla pracuje se stabilní vstupní teplotou. Tepelným čerpadlem země-voda je možné také v zimě topit a v létě chladit za výhodných ekonomicky provozních nákladů.

Možnosti získávaní energie

Geotermální vrty - plytké vrty od 50 do 300m vystrojené jedno nebo dvouokruhovou sondou z PEHD.
Získávání energie z pilot - potrubí uloženo v hloubkových základech budov.
Zemní plošné kolektory (klasické uložení) - plastové potrubí z polyetylénu uloženo v zemi (1,2m - 1,5m).
Zemní plošné kolektory (slinky) - plastové potrubí z PEHD uloženo v hloubce cca 2m .
Plošné kolektory ve vodní ploše – plastové potrubí jímající teplo z vody, uloženo je na dně vodní plochy.
Energetické koše – potrubí navinuté do spirály ukládané do země od 2m do 6m (tento systém se v ČR prakticky nevyužívá).

Vrty vs. vzduch-voda

+ vysoký topný faktor (úspora nákladů na vytápění)

+ delší životnost kompresoru

+ nižší hlučnost

+ nejstabilnější zdroj tepla

+ možnost aktivního/pasivního chlazení objektu

+ možnost akumulace tepla v zemi při vhodných podmínkách - vyšší pořizovací náklady

- náročnější administrativa

Zemní plošné kolektory vs. vzduch-voda

+ prakticky srovnatelné pořizovací náklady

+ vysoký topný faktor (úspora nákladů na vytápění)

+ delší životnost kompresoru

+ nižší hlučnost

+ stabilní zdroj tepla

+ rychlá instalace bez zbytečného papírování - nutná větší plocha pozemku

- nutné provedení zemních prací

- nemožnost následné výstavby na místě instalace

Přenos tepla mezi zemí a tepelným čerpadlem zprostředkuje v zemi uložené plastové potrubí, v němž proudí nemrznoucí teplonosná kapalina. Toto potrubí se nejčastěji ukládá do suchých hlubinných vrtů hlubokých od 60 do 300 m. Tam, kde je k dispozici dostatečně velký pozemek, existuje levnější varianta – plošný kolektor. V hloubce od 1 ,2 m do 1,5 m (běžný typ pokládky) se v příslušné délce pokládá plastové potrubí, které se následně opět zasype. Plošné kolektory jsou cca o 50% levnější než vrty, ale hodí se spíše pro menší instalace z důvodů požadavků na velikost plochy potřebné pro zemní plošný kolektor.

Geotermální vrty

U geotermálních vrtů se získává energie pomocí geotermálních zemních sond. Jedná se o uzavřený systém, kdy jsou vrty o hloubce od cca 50m do 150m (nejhlubší v ČR je 245m) vystrojované potrubím z PEHD. Na konci potrubí je vratné U koleno. Obvyklé vystrojení je pomocí jednookruhové sondy s potrubím 2x d40 (švédský systém) nebo dvouokruhové sondy s potrubím 4x d32. Při vrtech hlubších než 150m je to potrubí 4xd40 používané kvůli snížení tlakové ztráty. V současnosti má drtivá většina vrtů pro jímání zemního tepla hloubku do 150m. Ve větší hloubce je sice vyšší teplota horniny, ale otázkou zůstává výše nákladů na instalaci (dražší vrty a vystrojení). Proto je důležité propočítat před investicí do hlubších vrtů výši pořizovacích nákladů s předpokládaným ziskem (v podobě úspory). V případě systému pasivního/aktivního chlazení se hlubší vrty nedělají právě z důvodu vyšší teploty v podloží a nižším potenciálu při odevzdávání teploty směsi okolnímu prostředí. V systému koluje nemrznoucí směs (líh, glycerín, glykol), která je ředěná vodou na požadovanou nezámrznost. V tepelném čerpadle odevzdává svoji teplotu chladivu, kterou následně získává ohřátím v zemi. Teplota země ve 20m je cca 10°C a roste každých 30m o 1°C – není ovlivněna vnější teplotou na povrchu, a proto můžeme mluvit o stálém zdroji tepla ať je venku -20°C nebo +20°C. Změna teploty vzduchu nemá na teplotu v zemi přímý vliv. Je však nutno dodat, že teplota v zemi se liší na počátku topné sezóny (září-říjen) od teploty na konci topné sezóny (březen-duben). Proto musíme počítat při výpočtu hloubky geotermálních vrtů i s délkou topné sezóny v místě instalace. Při získávání tepla prostřednictvím geotermálních vertikálních sond uložených ve vrtech se klade obzvlášť vysoký důraz na dimenzování a kvalitní vystrojení vrtů. V případě jejich dimenzování (výpočet hloubky a množství vrtů) je nutné mít k dispozici více údajů, než jsou pouze tepelné ztráty objektu a výkon tepelného čerpadla. U vrtů musíme předem zjistit, zda je možnost odvrtat geotermální vrty do požadované hloubky v dané lokalitě.

V současnosti nejhlubší využívaný vrt na území České republiky se nachází ve Strakonicích. Vrt je odvrtaný do hloubky 245m společností V.H.S.H. s.r.o. a vystrojený geotermální sondou 4xd40 od společnosti GE-TRA s.r.o.

Informace nutné k předběžnému výpočtu hloubky a množství vrtů

Výkon tepelného čerpadla
Zvolený typ vytápění - podlahové / radiátory / kombinované
Předpokládaný počet hodin provozu tepelného čerpadla ročně / pokrytí tepelné ztráty
Místo instalace
Využití geotermálních vrtů – topení / ohřev TÚV / vytápění bazénu sezónně / celoročně
Využití pasivního případně aktivního chlazení v objektu
Celková roční potřeba tepla pro vytápění (MWh)

Při dimenzování hloubky vrtů by se nemělo počítat s větší ziskovostí než je 50 W pro vytápění z 1 metru vrtu (do 2400 hodin ročně pro vytápění včetně ohřevu TÚV). Skutečnou ziskovost horniny v dané lokalitě nám určí pouze Thermal response test (TRT). Jestli počítáme s vyšší ziskovostí, vystavujeme se riziku, že vydatnost vrtu bude nižší, než s jakou se počítalo a v průběhu několika let dojde k vymrznutí geotermálních vrtů (vrty se nebudou stíhat regenerovat).

Podloží	Specifický odběr
Podloží	pro 1800 h	pro 2400 h
Obecné hodnoty
Špatné podloží (suchý sediment) - (λ	25 W/m	20 W/m
Normální pevná hornina a zvodnělý sediment - (λ=1,5-3,0 W/(m•K))	60 W/m	50 W/m
Pevná hornina s vysokou tepelnou vodivostí - (λ>m•3,0 W/(m•K))	84 W/m	70 W/m
Jednotlivé horniny
Písek, štěrk, suchý
Písek, štěrk, vedoucí vodu	65-80 W/m	55-65 W/m
Při silném podzemním vodním toku v písku nebo štěrku, jednotlivá zařízení	80-100 W/m	80-100 W/m
Jíl, hlína, vlhká	35-50 W/m	30-40 W/m
Vápencový masiv	55-70 W/m	45-60 W/m
Pískovec	65-80 W/m	55-65 W/m
Kyselá magmatická hornina (např.žula)	65-85 W/m	55-70 W/m
Zásaditá magmatická hornina (např.čedič)	40-65 W/m	35-55 W/m
Rula	70-85 W/m	60-70 W/m
Hodnoty mohou v závislosti na stavbě horniny (puklinatost,břidličnatost,zvětrávání) kolísat.

Projekt a povolení

Podle výkladu Ministerstva zemědělství ČR, vydaného pod č.j. 18996/2002-6020 a stanoviska MŽP č.j. 20449/ENV/06906/810/06, je provozování tepelného čerpadla nakládáním s vodami, spočívajícím ve využívání jejich energetického potenciálu a vrty pro tepelné čerpadlo jsou vodními díly. Pro vrty je potřeba vyřídit stavební povolení vrtu a povolení jiného nakládání s vodami příslušným vodohospodářským orgánem státní správy. Podkladem je projekt vrtu pro tepelné čerpadlo, zpracovaný autorizovaným inženýrem pro stavby vodního hospodářství a hydrogeologický posudek, zpracovaný osobou s odbornou způsobilostí v oboru hydrogeologie.

Délka vyřízení všech příslušných povolení se liší v jednotlivých regionech a na úřadech.

Existují dva způsoby vyřízení povolení pro geotermální vrty:

Řádné povolení - s projektem i posudkem od hydrogeologa, povolením stavebního a báňského úřadu + vyřízením vodoprávního řízení. Vyřízení řádného povolení trvá 3-6 měsíců.
Průzkumné vrty - vydání takového povolení trvá zpravidla 4-5 týdnů od první návštěvy hydrogeologa na pozemku. Následně po odvrtání a vystrojení sondou se dodatečně vyřizuje vodoprávní řízení a vrt se kolauduje.

Pozor !!! Vrty by měli být prováděny pod hydrogeologickým dozorem aby nedošlo k ovlivnění hydrogeologických poměrů v lokalitě a k ovlivnění okolních vodních zdrojů. V opačném případě může dojít k tomu, že stavební úřad vrty neschválí.

V případě zájmu doporučíme hydrogeologa s příslušným razítkem v požadovaném regionu.

Orientační ceny povolení

Stavební projekt a hydrogeologický projekt cca 6.000 – 7.000 Kč
Vyřízení povolení na úřadech cca 5.000 – 7.000 Kč (v případě, že zákazník si nechce povolení vyřizovat sám)
Správní poplatky na úřadech – závisí od požadavků jednotlivých úřadů

Orientační ceny geotermálních vrtů

Cena za jeden metr vystrojeného a injektovaného vrtu pro tepelná čerpadla záleží na geologických podmínkách v dané oblasti a typu vystrojení. Při vhodných podmínkách, kdy se vrtá pomocí ponorného kladiva s pneumatickým výnosem vrtného jádra ve skalním masívu, se pohybuje cena při kvalitnějším vystrojení cca 800-900 Kč/m bez DPH v závislosti na místě a počtu geotermálních vrtů. V omezeně soudržných a silně zvodnělých sedimentech v některých oblastech je nutné použít technologie, umožňující průběžné pracovní propažování a vrtání pod výplachem. V takových případech se cena vrtu navyšuje na 900 - 1.000 Kč/m bez DPH. O této skutečnosti je investor předem informován.

V případě, že je cena za vrty extrémně nízká, může to mít několik důvodů, které jsou však v konečném důsledku k neprospěchu zákazníka. Jedná se hlavně o nekvalitní vystrojení, vrtnou firmu s pochybnými praktikami – v případě problému je následná jakákoli reklamace pouhou utopií.

Sondy GWE Pumpenboese a jejich kvalita

Společnost GE-TRA dodává sondy té nejvyšší kvality od renomovaného výrobce GWE Pumpenboese. Geotermální zemní sondy se skládají z potrubí PE100 RC STRONG. Výrobce používá navíc inovativní prvek - ochrannou hlavu GF z odolného plastu. Důvodem je ochránit vratné U koleno, které je mechanicky nejvíce namáhané při samotném zapouštění. Ke každé sondě je přiložen certifikát s potvrzením o tlakové zkoušce ve výrobním závodě na 24 barů. Geotermální sondy s ochrannou hlavou a potrubím PE100 RC STRONG, na které je poskytována prodloužená 10 letá záruka, jsou zárukou kvalitního vystrojení geotermálních vrtů.

Na co si dát pozor při geotermálních vrtech pro tepelná čerpadla:

Správné dimenzování hloubky a počtu vrtů (při správném dimenzování nemůže dojít k vymrznutí vrtu)
Dodržování bezpečných vzdáleností mezi geotermálními vrty v závislosti na hloubce vrtu – 10% z celkové délky vrtu
Použití ověřených materiálů s certifikací (u PE100 RC je to test Dr. Hessela a test šíření trhlin)
Používat služeb ověřených vrtných společností (nutné provedení vrtných prací s povolením od příslušných úřadů)
Dodržet základní podmínky a neohrozit stávající systémy vrtaných / kopaných studní v okolí (injektování vrtů – izolace jednotlivých zvodní)
Před samotným projektem je nutné zjistit, zda je možné na pozemku vrtat a případně do jaké hloubky (v CHKO, území v okolí důlních šachet, ochranné pásmo pražského metra)

Thermal Response Test (TRT)

Test pro určení tepelné vydatnosti horniny se používá zejména u instalací s výkonem nad 30 kW (v České republice kvůli jeho vyšší pořizovací ceně u instalací nad 70 kW) . Test nám dá přesné informace o potenciálu horniny, předpokládaný topný a chladící výkon. Při TRT se provede nejdříve vrt, který se vystrojí sondou. Sonda se následně napojí na měřící zařízení. V průběhu několika dní probíhá měření a ukládání údajů měřícího zařízení. V případě obzvláště velkých instalací a vrtných polí se dělá testů více. Vystrojené vrty, na kterých se provádělo měření, jsou plně funkční a následně využívané pro získávání zemního tepla.

Výhody TRT od zkušeného dodavatele

přesné informace o předpokládaném výkonu vrtu pro vytápění/chlazení
optimalizace počtu a hloubky vrtů
3D model pro chování se vrtů v průběhu topné sezóny po dobu několika let
v případě vyšší vydatnosti vrtů v lokalitě instalace výrazná úspora nákladů na vrty

Naše společnost má zastoupení v této oblasti od německé společnosti HydroGeoConsult (HGC). Společnost má dlouholeté zkušenosti při měření několika vrtů na desítkách instalací v rámci Evropy.

Orientační cena pro základní měření s vyhodnocením je cca 2.500 – 3.000 €. Základní měření se doporučuje pouze pro instalace, kde budou geotermální zemní sondy s malým rozdílem v délkách sond případně u instalací do 150 kW. Při větších instalacích případně při instalacích, kde se kombinují geotermální vrty a piloty se doporučuje rozšířené verze s 3D modelem a optimalizací celé soustavy, cena je cca 4.000 – 5.000 €.

Aktivní/pasivní chlazení

V případech, kdy se při stavbě objektu počítá s aktivním/pasivním chlazením, je nutné dimenzovat hloubky a množství vrtů na požadavky dané instalace. Výhodou jsou zejména nižší náklady na chlazení objektu v letních měsících pomocí geotermálních vrtů, kdy se při pasivním chlazení odvádí teplo z místností prostřednictvím nemrznoucí směsi zpět do vrtů (běží pouze oběhové čerpadlo, nikoli tepelné čerpadlo). Pro dosažení většího chladícího výkonu se využívá aktivní chlazení, kdy pracuje i kompresor tepelného čerpadla. Systém aktivního chlazení se používá při větších objektech – dochází k úspoře provozních nákladů na chlazení oproti použití klasických klimatizací a zároveň se v případě vhodného podloží geotermální vrty “zpětně nabíjí“, takže dochází k následnému zlepšení topného faktoru v zimě.

Zemní plošné kolektory

Systém zemních plošných kolektorů (zemní registry) je nejefektivnější volbou při úvaze o zvolení typu instalace tepelného čerpadla. Pořizovací náklady jsou srovnatelné se systémem vzduch-voda, výhodou je vyšší efektivnost (COP) a delší životnost kompresoru.

U plošných kolektorů se získává energie pomocí potrubí uloženého v zemi. Jedná se o horizontální uzavřený systém, kdy je v zemi uloženo PEHD potrubí. Nejčastější způsob uložení je do výkopu, který je hluboký 1,2-1,5m případně do vyfrézované drážky rýhovačkou (elegantnější řešení + rozmělněná půda). Obvyklý rozměr použitého potrubí je d32 (32x2,9mm), při "švédském systému" je to d40 (40x3,7mm). Výhodou systému s větším průměrem potrubí d40 je možnost položit delší smyčku a snížit počet okruhů bez zbytečného navýšení tlakové ztráty. Výhodou systému s použitím potrubí d32 jsou nižší náklady na potrubí a lepší manipulace s potrubím. Co se týče ziskovosti z 1 m, je to spíše v rovině spekulací než přesně naměřených hodnot, jelikož se jednotlivé instalace nedají srovnávat. Druhý používaný systém v případě, že zákazník nedisponuje dostatečnou velikostí pozemku, jsou tzv. SLINKY. Slinky se ukládají do výkopu hlubokého cca 2m, širokého cca 1m a dlouhého cca 20 m. Na 1m² je použito 8 m - 10 m potrubí.

Podloží	Specifický odběr
Podloží	při 1800 h	při 2400 h
suchá půda	10 W/m²	8 W/m²
soudržná půda, vlhká	20-30 W/m²	16-24 W/m²
zvodnělý písek/štěrk	40 W/m²	32 W/m²

U obou systémů koluje stejně jako u vrtů v potrubí nemrznoucí teplonosná kapalina (líh, glycerín, glykol) ředěná s vodou na požadovanou nezámrznost. V tepelném čerpadle odevzdává svoji teplotu chladivu, kterou následně získává ohřevem v zemi. Teplota země je ovlivněná vnějšími podmínkami, jelikož do hloubky cca 5 m ovlivňuje teplotu v zemi slunce a déšť. Teplota v zemi do 5 m se liší také v závislosti od ročního období.

Potrubí a jeho kvalita

Společnost GE-TRA s.r.o. dodává potrubí pro plošné kolektory ve variantách PE100 RC STRONG a PE100+ Erdwärme. Při výrobním procesu se klade největší důraz na kvalitu a dodržení správného technologického postupu při výrobě a následném chladícím procesu. Samozřejmostí je stálá kontrola výrobního procesu a investice nejenom do použitých materiálů, ale i inovování výrobních závodů po celé Evropě včetně školení zaměstnanců výrobního závodu a odborností obsluhy strojů. Důkazem kvality jsou certifikáty kvality pro použití v oblasti geotermie.

Typy potrubí

Potrubí dodávané pro plošné kolektory je vždy v tlakové řadě PN16.

PE100 RC STRONG - potrubí nejvyšší kvality je vyrobeno z granulátu s označením RC (Resistance to Crack). PE-RC při dodržení správného technologického postupu při výrobě umožňuje alternativní pokládku bez pískového lože. Zásypový materiál musí být ze stavebně-technických důvodů stlačitelný a nesmí dojít k sevření volného průřezu potrubí. Investor ocení použití kvalitnějšího potrubí v podobě úspory, která vznikne odpadnutím nákupu písku, dovozu a jeho uložení. Dalším bonusem je přímý kontakt s okolní zeminou. Instalaci s potrubím PE100 RC STRONG ocení i realizační firma, jelikož se pokládka i celá instalace zrychluje a zefektivňuje.

Skutečného dodavatele potrubí PE100 RC poznáte po předložení certifikátu testu Dr. Hessela od společnosti Hessel Ingenieur Technik GmbH. Uvedený test spočívá v simulaci tlaku hrany (kamínek v zemi a pod.) na stěnu potrubí po dobu 8860 hodin.

PE100+ Erdwärme – potrubí vyrobeno z granulátu PE100. Výrobci, kteří smí označovat potrubí označením PE100+ sdružuje asociace výrobců PE100+ Association jejiž cílem je podporovat konzistentní kvalitu na nejvyšší úrovni. Potrubí PE100+ je opticky levnější než PE100 RC STRONG, musí se ovšem pokládat do pískového lože, což celou instalaci zdražuje. Používá se zejména v místech, kde je čistá jílovitá půda nebo v případech, kdy se propojuje sběrná šachta s tepelným čerpadlem a potrubí se ukládá do chráničky.

Potrubí pro plošné kolektory dodávané společností GE-TRA jsou vyráběna německým výrobcem GWE Pumpenboese, patřícím do koncernu společnosti BAUER, divize BAUER Resources.

Na co si dát pozor u zemních plošných kolektorů

Správné dimenzování (při správném dimenzování nemůže dojít k vymrznutí plošného kolektoru)
Vyspádování (v případě svažitého terénu počítat s odvzdušněním v nejvyšším bodě)
Použité potrubí (nekvalitním materiálem se zkracuje životnost, případně může dojít k navýšení tlakových ztrát)
Dodržení bezpečných vzdáleností (rozteč potrubí u klasického položení je minimálně 60-100cm v závislosti na průměru použitého potrubí, optimálně 1m od sebe)
Pokládat kolektor min. 70-100 cm od vodovodního potrubí/kanalizace, v případě křížení izolovat potrubí
Nemožnost následné výstavby na místě uložení plošného kolektoru

Tlakové ztráty a proudění kapaliny v primárním okruhu

Tlakové ztráty vznikající třením v potrubí mají zásadní vliv na chod tepelného čerpadla. Pro jejich výpočet je nutné znát požadovaný průtok primárním okruhem. Tlaková ztráta narůstá na každém komponentu primárního okruhu mj. potrubí plošného kolektoru anebo geotermální sondy, propojení vrtů se sběrnou šachtou, páteřním vedení, elektrotvarovkách, redukcích, T-kusech, průtokových regulátorech, výměníku tepelného čerpadla atd. Tlaková ztráta narůstá anebo se snižuje rovněž změnou typu kapaliny. Jejím ředěním a změnou teploty se mění hustota a viskozita kapaliny, která má vliv nejenom na tlakovou ztrátu, ale i na proudění kapaliny ve vrtech resp. zemních plošných kolektorech. Pro správné předávání tepla je nutné dodržovat optimální proudění kapaliny v potrubí. Při navržení okruhu je nutné rovněž počítat s výkonem oběhového čerpadla a tlakovou ztrátou vznikající v čerpadle tak, aby nedošlo k příliš velkému ochlazování média (kapaliny) na výparníku.

Optimální navržení hydrauliky a výpočet ztráty primárního okruhu tepelného čerpadla je jedním z prvků technické podpory společnosti GE-TRA s.r.o.

Redukce počtu větví (Y-kus)

Slouží ke sdružení dvouokruhových geotermálních zemních sond do jednoho okruhu (32-32-40 eventuálně 40-40-50). Jejich použitím se redukuje počet propojovacích potrubí vedoucích od vrtů k systému rozdělovače/sběrače i počet výstupů samotného rozdělovače/sběrače – dochází k výraznému snížení nákladů na propojení. Při použití redukce je nutné dodržet rovnoměrné rozdělení proudění kapaliny do obou smyček geotermálního vrtu.

Redukce počtu větví (Y-kusy) dodávané společností GE-TRA jsou vyráběny německým výrobcem GWE GF-TEC, patřícím do koncernu společnosti BAUER, divize BAUER Resources.

Rozdělovače / sběrače

Ke spojování primárního okruhu dochází při instalaci plošného kolektoru nebo při více než jednom vrtu. V takových případech je zapotřebí použít systém rozdělovače/sběrače. Celý systém bývá sestrojený z potrubí PEHD (případně nerez nebo měď), uzavíracích kulových kohoutů a v případě potřeby i regulátorů průtoku. Rozdělovač slouží k rozdělení nemrznoucí teplonosné kapaliny přitékající od tepelného čerpadla do jednotlivých smyček plošného kolektoru případně geotermálních vrtů. Sběrač má opačnou funkci - sdružuje nemrznoucí kapalinu, která je následně dopravena do tepelného čerpadla prostřednictvím jednoho potrubí větší dimenze. Rozdělovač/sběrač je instalován v sběrné šachtě nebo v technické místnosti kde musí být dokonale zaizolovaný.

Rozdělovače/sběrače dodávané společností GE-TRA jsou vyráběny německým výrobcem GWE GF-TEC.

GWE FIX-BOX

Elegantní řešení pro sdružení dvou až čtyř smyček plošného kolektoru případně geotermálních vrtů. GWE FIX-BOX je malá plastová šachta o rozměrech 43x45x39 cm. FIX-BOX je plně vystrojený systémem rozdělovače/sběrače, v případě požadavků se dodává včetně průtokových regulátorů. Výhodou jsou zejména rozměry, které usnadňují výkopové práce a také snadný přístup ke všem okruhům. Sběrna šachta primárního okruhu je vodotěsná, vyrábí se jak v pravém tak i levém provedení.

GWE FIX-BOX dodávaný společností GE-TRA je vyráběn německým výrobcem GWE GF-TEC.

Kruhová sběrná šachta

Kruhová sběrná šachta je vysoce efektivní pro většinu instalací. Důvodů, proč sdružit primární okruh v sběrné šachtě mimo objekt je hned několik.

Dochází k úspoře místa v technické místnosti
Výrazná úspora materiálu (potrubí, nemrznoucí kapalina, izolace, prostupy zdí)
Výrazné snížení ceny za provedení prací (výkop, řešení prostupů zdí, izolační práce)
Menší počet otvorů ve zdi
Minimální možnost kondenzace vody na potrubí při špatně provedených izolačních prací

Momentálně nabízíme u kruhových sběrných šachet několik variant velikostních provedení. Zákazník má rovněž u některých typů možnost volit mezi monolitickým a flexibilním víkem. Šachta s víkem FLEXI 600 umožňuje pojezd šachty nápravou osobního vozu až do váhy 600 Kg.

Kruhová sběrná šachta určená pro sdružení primárního okruhu je dodávaná společností GE-TRA je vyráběná německým výrobcem GWE GF-TEC.

Atypické šachty

Díky přímé spolupráci s výrobcem sběrných šachet lze nechat vyrobit prakticky libovolnou šachtu, pokud to technické podmínky dovolí. V součastné době lze nechat vyrobit kromě plastových šachet i šachty betonové, šachty pojízdné osobními i nákladními automobily.

Jednou z možností je rovněž nechat vyrobit rozdělovač/sběrač s deskou, která zabrání průsakům vody do objektu. Takhle "ošetřený" systém lze následně zalít přímo do základů objektu. Provedení má však i svoje omezení, se kterým je nutné při instalaci a projektování počítat.

Spojování primárního okruhu

Ke spojení jednotlivých potrubí se používají zejména elektrotvarovky (doporučujeme) popřípadě mechanické svěrné spojky.

Elektrotvarovky – tvoří doporučený systém bezpečných spojů v primárním okruhu tepelného čerpadla. Při jejich použití vzniká tzv. homogenní spoj, jehož výhodou je v případě správného provedení sváru absolutně těsný spoj. Prováděné testy prokázaly, že spoj provedený pomocí elektrospojky vydrží větší tlakovou zátěž než samotné potrubí. Jejich cena je na úrovni mechanických spojek, jedinou nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady na nákup elektrosvařovací řídící jednotky, kterou je však možné i zapůjčit u naší společnosti. Elektrotvarovky jsou vyráběny z materiálu PE100.

Mechanické svěrné spojky – využívané zejména při spojování vodovodního potrubí. V oblasti primárního okruhu tepelných čerpadel doporučujeme omezit jejich použití pouze na technickou místnost tepelného čerpadla kvůli případné kontrole netěsností, které mohou vzniknout v horizontu několika let. Spojky jsou vyráběné z polypropylenu, obsahují však těsnění z NBR, kterému vadí agresivnější látky zejména v minusových teplotách. Proto je nutné ředit nemrznoucí směsi s vodou na cca 25-35% s přimícháním látek pro ochranu uvedeného těsnění.

Eletrotvarovky a mechanické svěrné spojky dodávané společností GE-TRA jsou vyráběny švýcarským výrobcem, společností Georg Fischer +GF+.

Regulace průtoku

Při instalacích, kde je nutno odvrtat více geotermálních vrtů, které jsou umístněné v rozdílných vzdálenostech od systému rozdělovače/sběrače, je nutné použití průtokových regulátorů. Průtokové regulátory umožňují srovnání průtoku v jednotlivých smyčkách na přibližně stejnou hodnotu. V případě, že by se regulátory nepoužily, došlo by k většímu vytěžování nejbližší respektive nejkratší smyčky, která by při dlouhodobě větším průtoku postupně vymrzla. Stejný systém platí i při rozdílných délkách potrubí systému plošného kolektoru (při větším rozdílu než 5-10% mezi nejdelší a nejkratší smyčkou).

Průtokové regulátory jsou v případě požadavků součástí vystrojení rozdělovače/sběrače.

Páteřní vedení

K propojení rozdělovače/sběrače s tepelným čerpadlem dochází prostřednictvím páteřního vedení. Páteřní vedení je tvořeno polyetylenovým potrubím většího průměru z PE100+ nebo PE100 RC. Průměr potrubí je určen v závislosti od jeho délky a průtoku teplonosné nemrznoucí kapaliny. V případě, že nevezmeme v úvahu dané veličiny, může dojít ke zbytečnému navýšení tlakových ztrát a ke snížení průtoku primárním okruhem.

Potrubí pro páteřní vedení dodávané společností GE-TRA jsou vyráběné německým výrobcem GWE Pumpenboese.

Izolace primárního okruhu

Všechny druhy potrubí, ať už se jedná o páteřní vedení nebo potrubí vedoucí přímo od vrtů případně plošného kolektoru, je nutné začít 2 m od objektu izolovat. Izolovat je nutné také veškeré potrubí v rámci objektu tak, aby nedošlo k případné kondenzaci vody na rozvodech. Izolovat primární okruh je možné pouze vhodnou kaučukovou izolací nikoliv izolací z materiálů PE apod. Potrubí izolované kaučukovou izolací vně objektu je nutné ochránit chráničkou a opatřit ji těsněním proti vniknutí vody do chráničky.

Kaučukové izolace dodávané společností GE-TRA jsou vyráběné německým výrobcem KAIMMANN GmbH.

Teplonosné médium / nemrznoucí směsi do primárního okruhu

V celém primárním okruhu koluje nemrznoucí teplonosná kapalina. Jedná se vždy o látky na lihové, glycerínové nebo glykolové bázi. Dodávaný koncentrát se ředí vodou na požadovanou nezámrznost dle informací na etiketě.

Lihová báze – využívá se zejména z důvodu nízké nákupní ceny a ekologické nezávadnosti. K zabarvení lihu a jeho aromatizaci dochází ve výrobním závodě. Jeho nevýhodou i výhodou je, že má lehce identifikovatelný zápach. Nepoužívá se u systémů s aktivním chlazením. Kapalina-koncentrát je hořlavá, její přeprava podléhá ADR a skladování režimu pro skladování hořlavin.
Glycerínová báze – nejnovější kapalina v nabídce společnosti GE-TRA. Doporučuje se zejména kvůli ekologické nezávadnosti, šetrnosti vůči těsněním a kovům a její bez zápachovitosti. Kapalina není hořlavá, přeprava nepodléhá ADR a rovněž není požadován zvláštní režim pro skladování kapaliny jako je tomu u kapalin na lihové bázi.
Etylénglykol – používá se do všech druhů topných systémů jako teplonosný přípravek. Ekologicky nebezpečná látka, při jejím použití je nutné mít dvojité jištění systému pro případ úniků z topných / chladících systémů.
Po vypuštění je nutné kapalinu ekologicky zlikvidovat!
Propylenglykol - ekologicky nezávadná nemrznoucí kapalina, která se používá do všech druhů topných systémů jako teplonosný přípravek a současně tyto systémy chrání před korozí. Jeho výhodou je ekologická nezávadnost (při úniku do prostředí), nevýhodou je vysoká cena. Pro primární okruhy jeho použití nedoporučujeme z důvodu vysoké viskozity.

U všech typů platí, že směs, která se napouští do primárního okruhu, by měla obsahovat patřičné množství látek pro ochranu pryžových těsnění, inhibitorů koroze a také látky pro bezproblémové míchání s vodou. Teplonosné nemrznoucí kapaliny by měly procházet pravidelným servisem, stejně jako je to u oleje v motorech aut. Pravidelným servisem dochází k prodloužení jejich životnosti a zlepšením technických parametrů (hustota, ochrana systému před korozí, ochrana těsnění, stabilizace pH atd.).

Kompaktní těsnění – elegantní řešení pro bezpečné prostupy zdí

Na závěr jsme pro vás nachystali bezpečné prostupy zdí. Tato položka je opomíjená v řadě instalací – nutnost jejího použití poznávají zákazníci při zatékání tlakové vody do objektu. Jedná se o jednoduché provedení tlakotěsného prostupu skrze zeď objektu. Kompaktní těsnění tvoří dvě kovové destičky, mezi kterými je gumové těsnění. Celý systém je spojený několika šrouby. Těsnění je vloženo v ochranné pažnici, na kterou je navařena hydroizolace.

Princip - propojovací potrubí vložíme do těsnění patřičného rozměru, začneme utahovat šrouby. Šrouby stahují kovové destičky směrem k sobě a tím se gumové těsnění, které je mezi nimi vytěsňuje jak do zdi, tak i do potrubí. Výsledkem je elegantně vytěsněný prostup skrze zeď, který je po správné instalaci plynotěsný i vodotěsný.

Kompaktní těsnění dodávané společností GE-TRA je vyráběno v Německu.

Pro bližší informace k primárním okruhům navštivte:

http://www.ge-tra.cz/sila-pod-povrchem.htm

««ZPĚT««