Systémy jímání tepelné energie
    

Možnosti jímaní tepla pro tepelné čerpadlo.
        

CO JE PRIMÁRNÍ OKRUH?

Tepelná čerpadla se řadí mezi přední alternativní zdroje energie, umožňující odnímat teplo z okolního prostředí. Nedílnou součástí každého tepelného čerpadla je primární okruh, který je hlavní ziskovou částí, čerpající tepelnou energii ze země pomocí potrubního systému naplněného teplonosnou kapalinou.
Bohužel je mylná představa zákazníka, že ke kvalitnímu tepelnému čerpadlu musí automaticky dostat i kvalitní primární okruh.
Proto doporučujeme: Zeptejte se svého dodavatele, jak řeší to "ostatní" (potrubí, spoje, komponenty).

PROČ JE DŮLEŽITÁ KVALITA

Většina špatných instalací tepelných čerpadel země - voda je způsobena použitím nevhodných komponentů pro primární okruh.

O SPOLEČNOSTI GEROtop

V naší činnosti využíváme poznatků ze Švýcarska, kde je dlouholetá praktická zkušenost jímání geotermálního nízkopotencionálního tepla. Prostřednictvím nezávazného poradenství Vám nabízíme naše znalosti a praktické zkušenosti. Správné dimenzování vhodného primárního okruhu, navržení a technickou podporu bereme opravdu vážně a tomu odpovídá i 10-ti letá garance na materiály a komponenty GEROtop.

NAŠE SPECIALIZACE

  Dodávka vhodného materiálu pro realizace TČ vrtným společnostem, montážním firmám
     a výrobcům TČ.
  Nejsme montážní firma, ale doporučíme Vám naše partnery, kteří provádějí montáže TČ
     správně a kvalitně.
  Dimenzování primárního zdroje TČ na základě zatížení a ziskovosti podloží v dané lokalitě.
  Podpora projekčních kanceláří - pomoc při náročném technickém řešení.
  Nezávazné poradenství, jaký systém jímání tepla zvolit s přihlédnutím na možnosti objektu.
      

        

  ZEMNÍ PLOŠNÝ KOLEKTOR (ZPK)

Pokud je kolem objektu dostatek prostoru, je možné jímat teplo pomocí zemního plošného kolektoru. Jde o stejně výkonný zdroj tepla jako systém geotermálních vertikálních sond. Do výkopů 1,2 - 1,5 m hloubky (ovlivňuje zámrzná hloubka lokality) se pokládá potrubí (průměr potrubí a rozteč pokládky dle charakteristiky podloží).

POKLÁDKA BEZ PÍSKU

Do hloubených výkopů se instaluje potrubí, které se přímo zasypává vytěženou zeminou (nevadí kameny, střepy, stavební suť). Toto je možné pouze s potrubím GEROtherm PE-GT-RC FAST.

POKLÁDKA PŘI NÍZKÝCH TEPLOTÁCH

Nové potrubí GEROtherm PE-GT-Flex je šlechtěno pro lepší flexibilitu i při nízkých teplotách.

Spojení jednotlivých smyček se provádí v jímce PAK 90 ZPK, která je vybavena pro ovládání, odvzdušnění, servis a kontrolu systému zemního plošného kolektoru.
    

  GEOTERMÁLNÍ VERTIKÁLNÍ SONDY (GVS)

Nejefektivnější systém jímání geotermální tepelné energie. Vrt pro tepelné čerpadlo tvoří dvě jednoduché smyčky potrubí zapuštěné do vrtu o hloubce 60 - 300 m. Volný prostor mezi potrubím a stěnou vrtu se zaplní spodní injektáží.

INSTALACE ZAŘÍZENÍ

Zapouštění smyčky do vrtu namáhá celý povrch potrubí. Podélné vrypy ovlivňují životnost smyček ve vrtu. Nasazením materiálu GEROtherm PE 100-RC s odolností na podélné vrypy se vyhneme případnému problému s netěsností.

Spojení jednotlivých smyček se provádí v jímce PAK 90 GVS, která je vybavena pro ovládání, odvzdušnění, servis, regulaci a kontrolu systému geotermálních vrtů.      

   
CO BY VÁS MĚLO ZAJÍMAT PŘI INSTALACI  TČ  ZEMĚ-VODA!

  Návrh systému dle geologických poměrů lokality a potřeb tepelného čerpadla.
  Zajištění ekonomiky provozu - hydraulika systému.
  Použité materiály vyvinuté pro dlouholetý provoz tepelných čerpadel - certifikáty kvality
     materiálů a komponentů, výsledky testů.

Našim partnerům poskytujeme zdarma kompletní technickou podporu.

Naším zahraničním partnerem pro hlavní části primárního okruhu je společnost GERODUR, která má dlouhodobé zkušenosti s jímáním geotermální energie. Vyráběné materiály jsou vyvíjeny ve vlastních laboratořích, kde jsou prováděny náročné zkoušky a měření vlastních hlubinných vrtů. Výroba komponentů podléhá EU normám a směrnici VDI 4640. Společnost GERODUR aktivně spolupracuje s výrobci tepelných čerpadel při návrhu větších projektů.

KVALITA

  Nezávislá zkušebna SKZ Würzburk potvrdila 100letou provozuschopnost systému.
  10 let záruka.
  Přezkoušeno ITC Zlín.
  Výroba dle ISO, EN, DIN, HR 3.26.
  Prováděny testy Noch Test (ISO 13479), Full Notch Creep Test FNCT (ISO 16770).
  DIN CERTCO - dohled nad dodržováním normy PAS 1075.

PROČ VOLIT SYSTÉM ZEMĚ-VODA

Odebírání tepelné energie okolnímu prostředí je základní funkce tepelného čerpadla. Aby systém dobře fungoval, musí být v okolí stále dostatek energie. Odebírání tepelné energie z podloží (země) je systém s nejvyšším průměrným ročním faktorem.
Tepelné čerpadlo, respektive jeho kompresor, pracuje v režimu stálých teplot a nedochází k výrazným změnám tlaků. To prodlužuje životnost zařízení. Primární okruh je tvořen pouze potrubím uloženým v zemi. Neobsahuje žádné pohyblivé části, které by způsobovaly hluk nebo se opotřebovávaly. Země může fungovat jako akumulátor energie, která neuniká do prostoru. Chlad, který se do země celou zimu ukládá, může posloužit v teplých měsících pro ochlazení budovy.

PROJEKCE A SLUŽBY

  Řekněte o nás Vašemu projektantovi a my se už postaráme o funkční primární okruh.
  Nabízíme kompletní technickou podporu.
  Zakreslíme a navrhneme funkční systém do stávajícího projektu.
  Nabízíme možnost profesionálního návrhu a dimenzování.
  TRT - Thermal Response Test, neboli test tepelné odezvy podloží, jako jediný proces stanoví
     přesnou potřebnou hloubku vrtů.

Systém GEROtop je kompatibilní ke všem známým typům TEPELNÝCH ČERPADEL.
AVTČ doporučuje oslovit při výběru zdroje tepla odborníky, které sdružuje.
    

GEROtherm - geotermální vertikální sonda (GVS) - vystrojení

   

1 - Tlakové injektování vrtu
Injektování zajistí kontakt podloží s vystrojením vrtu. K injektování vrtu slouží injekční potrubí, které je zaváděno spolu se sondou do vrtu. Tímto potrubím se tlakově vyplňuje vrt odspoda vzhůru. Pro tento účel je vyráběna speciální injektážní termosměs, která zajišťuje efektivnější přestup tepla.
2 - Redukce počtu větví z PE 100
U instalací s větším počtem vrtů je možné redukovat velký počet větví tak, že vrt vystrojený potrubím 4x32 mm je sveden do potrubí 2x40 mm. Vnitřní kanály redukce jsou navrženy pro minimální hydraulické ztráty a dlouholetý provoz. Tyto části nelze nahra zovat T-kusy a další improvizací vedoucí ke zhoršení ekonomiky provozu.
3 - Vymezovací díl DIHA
Vymezením vzdáleností mezi potrubím ve vrtu slouží díl DIHA. Správná aplikace těchto komponentů zvyšuje výkon samotného vrtu až o 15%. Doporučený instalační rozestup dílů je 2 -3 m. Investice do DIHA se vrátí za 2 roky provozu TČ. Vymezovací díly do vrtu DIHA nejsou v současné době jako standard u vrtů pro tepelná čerpadla. Požadavek na jejich instalaci je nutné dohodnout s vrtnou společností předem.
4 - CENTRIFIX
Pro instalace ve zhoršených geologických poměrech je nutné vystrojení "zatlačovat" pomocí tyčí vrtné kolony. Pro tyto aplikace je nutné použít CENTRIFIX, o který může vrtná kolona opřít injektážní tyče a zatlačit vystrojení do vrtu.
5 - Vratné U koleno GEROtherm
Nejdůležitější prvek celého vystrojení vrtů pro tepelná čerpadla. Neexistuje reklamace na tento typ. Dodáno na více jak 125.000 instalací bez ztráty tlaku v EU a 70% instalací TČ v EU je vybaveno tímto typem! Spodní část sondy obsahuje separační jímku proti zanesení systému.
6 - Závaží pro GVS
Pro snadnější instalaci geotermální vertikální sondy do vrtu slouží závaží (12,5 - 24 Kg), které olovnicovým efektem směřuje GVS ke dnu vrtu. Při zavádění slouží také jako ochrana vratného U kolena.
   

    

---

     
Energetické piloty.

Využívání stavebních konstrukcí budov pro ukládání energie.

Kde a jak systém funguje.

Stále více projektů technických zařízení budov obsahuje tepelná čerpadla jako jediný zdroj pro vytápění a ohřev TUV. Znalost problematiky nasazení tepelných čerpadel u většiny projekčních kanceláří stoupá a investoři se pouštějí do stále zajímavějších projektů.

K získání nízkopotencionální energie pro tepelné čerpadlo využíváme řadu zdrojů. Vhodný systém vždy podmiňuje místní situace stavby. U většiny instalací jsou navrženy hlubinné vrty. V případě možnosti záběru velké plochy pozemku je možné realizovat plošný kolektor.

Vizualizace energetických pilot pod objektem.

Investičně nejvýhodnější a nejefektivnější je možnost využití stavebních konstrukcí budov resp. základů budov. Instalování registru potrubí do základů budov se nazývá podle způsobu instalace jako energetické piloty, energetické stěny, energetické základy. Tato technologie se omezuje pouze pro nasazení u novostaveb. Dodatečné instalování potrubních systémů do budovy je nemožné. Řadu možných instalací zhatí neznalost projektantů řešících samotnou budovu. Pokud s využitím základů nepočítají již v prvopočátku návrhu samotné stavby, je komplikované dodatečně upravovat projektovou dokumentaci a začlenit systém jako součást stavby a stavebních prací.

Je nutné již s půlročním předstihem řešit přípravy projekční a schvalovací procesy energetických pilot jako zdroje energie pro chlazení a klimatizování budov. Nasazení technologie musí být v souladu s projektem celé budovy.

Stavby s piloty se provádí zpravidla v místech, kde je nezpevněné podloží, které by neumožňovalo použití klasických základů pro založení budovy. Zejména jde o místa se zvýšenou hladinou spodní vody, vždy pak v místech vodních toků. Piloty staticky zajišťují většinu výškových budov, kde slouží jako kotvy. Počet, velikost a hloubka jednotlivých pilot se u staveb liší a návrh provádí specialista na obor statiky. Na stavbách se setkáme s piloty o průměru 120 – 1 200 mm a hloubek od 3 do 30 m. Ve většině případů je možné tyto piloty využít pro jímání a ukládání tepelné energie, pak tyto piloty nazýváme jako piloty energetické. Oproti klasickému složení piloty: vrtaná díra, kovový armovací koš a beton, je instalována do těchto pilot smyčka z potrubí, ve které obíhá nemrznoucí kapalina. Smyčky od jednotlivých pilot jsou vedeny základy až do technické místnosti, kde se spojují v rozdělovačích a sběračích. Hlavním páteřním vedením je vedeno medium až do tepelného čerpadla.

Objem betonu a zeminy pod objektem je možné využívat jako „akumulátor“ chladu nebo tepla. V zimním období tepelné čerpadlo chladí do systému pilot a tím získává potřebné teplo pro vytápění objektu. Naopak v letním období se uložený chlad využívá na chlazení. Zvláště u objektů, které jsou využívány jako kancelářské, je požadavek na chlad v létě mnohem větší, než potřeba výkonu pro vytápění v zimním období. Uložený chlad do pilot je možné v prvních fázích využívat bez nasazení tepelného čerpadla. Vyřazením práce kompresoru a za přičinění pouze oběhových čerpadel je možné cirkulovat chlad z pilot do otopného systému. Chlad je možné využít přímo ve vzduchotechnice budovy nebo ve stropních či stěnových panelech. Pokud využíváme zemní stálé teploty pro chlazení budovy bez dalšího zařízení (tepelné čerpadlo) hovoříme o tzv. „free cooling“. Spotřeba oběhových čerpadel je minimální a v porovnání s výkonem chlazení, které nám systém pilot zabezpečuje, můžeme hovořit o chladu “zdarma”. Chlad z pilot se v průběhu léta vyčerpá nebo je jeho potřeba taková, že musí pracovat tepelné čerpadlo. Potom se výkon pro chlazení oproti variantě „free cooling“ zvýší.

Nutné je vědět, že nasazení energetických pilot pouze pro vytápění nebo pouze pro chlazení není možné. Vždy musíme pracovat v režimu vytápění / chlazení. Základy budovy mají pouze omezenou tepelnou kapacitu, kterou můžeme třeba pouhým chlazením základů vyčerpat. Další energie nepřichází. Základy nejsou ovlivňovány přímým nebo nepřímým slunečním zářením jako je tomu u zemních plošných kolektorů. V lokalitách, kde je pohyb spodní vody, je možné energii čerpat bez omezení. Tedy kombinace silně zvodnělého a štěrkového podloží s pohybem vod zaručuje neomezený přísun energie.

Svedení potrubí od pilot do prostoru, kde bude umístěný rozdělovač / sběrač. Místo musí
být utěsněno proti vodě nebo nad hladinou spodní vody. Základy budovy MAIN TOWER.

Konstrukce energetických pilot.

Konstrukce piloty je tvořena ocelovou armaturou a meziprostor je vyplněn betonem. Energie je z pilot odváděna pomocí potrubí, které je navinuto na armatuře piloty. Jako potrubí materiál se využívá vysokohustotní polyetylen se zvýšenou odolností dimenze 25 x 2,3 mm. V potrubí koluje nemrznoucí kapalina, která předává tepelnou energii přímo tepelnému čerpadlu.

Celý systém je zapojen dle zásad hydrauliky a s co možná nejnižší tlakovou ztrátou, tedy i minimalizovaným nárokem na oběhové práce systému.

K dimenzování systému je nutné znát počet, průměr a délky jednotlivých navržených pilot v základech budovy, druh použitého betonu na vylití pilot, jakož i geologické poměry. Lze také využít stěn základů např. podzemní garáže, stěn tunelů metra a silničních tunelů. Dimenzování musí provádět specializovaná firma, která zná podmínky instalace. Špatný návrh může poškodit základy objektu.

Pohled na armaturu energetické piloty, kde je již aplikováno potrubí. Při zavádění armatury je
potrubí pod tlakem 10 bar. Po celou dobu betonáže se sleduje manometr v horní části piloty.

Zemní plošné kolektory nebo hlubinné vrty využívané jako zdroj pro tepelné čerpadlo se dimenzují tak, že ke konci topné sezóny můžeme pracovat v režimu záporných hodnot v primárním okruhu. U využití základů budov se dlouhodobě nesmíme do záporných hodnot dostat. Povolená hranice je -2°C kdy ještě nedochází k takovému promrzání, aby způsobilo problém.

Ve většině případů instalací pokryje základ s piloty celou energetickou náročnost budovy. Pokud energetické piloty nepokryjí celou potřebu, je možná i kombinace s hlubinnými vrty mezi piloty nebo dokonce mimo základy na volném prostranství.

V případech, kdy se budova zakládá na pilotech pro založení stavby je nutné provádět veškeré práce spojené s instalací pilot. Je velmi ekonomicky a technologicky nenáročné navinout potrubí do armatur a využít piloty jako energetické. Pro představu o výši investice do systému uvádím hrubé číslo, které je průměrem několika projektovaných instalací na území ČR.

Investice do 1 kW výkonu pro vytápění je cca 2.000 Kč do systému vystrojení a svedení pilot k tepelnému čerpadlu. Liší se v závislosti na složitosti systému. Částka nezahrnuje sekundární část topení a samotné tepelné čerpadlo s technickou místností. Zásadní je, že za investované peníze získáme i výkon pro chlazení objektu, což většinu váhavých investorů jasně přesvědčí.

Budova MAIN TOWER, která kompletní potřebu tepla a chladu řeší tepelnými čerpadly,
která využívají energetické piloty pod stavbou. Celkový počet energetických pilot je 287.

Myšlenka využít maximálně stavební konstrukce vede k mnoha úsporám dalších investic, v případě nasazení tepelného čerpadla můžeme hovořit o investici s jistou návratností.