Tepelné čerpadlo voda voda
Jak funguje tepelné čerpadlo voda voda?
Aneb: Studna topí za Vás.
Toto je jede z nejefektivnějších systémů tepelného čerpadla. Teplo se odebírá ze studny (voda), dodává se do vodního otopného systému – podlahový otopný systém, radiátory (voda). Tedy systém voda – voda.
Topný faktor pro tepelné čerpadlo voda voda
U tohoto systému lze dosáhnout kvalitním tepelným čerpadlem topného faktoru až 7,3! To je zřejmě nejvyšší, dosud dosažený topný faktor v ČR.
To je doloženo certifikátem ze zkušebny Arsenal Vídeň. Není to tedy informace typu jedna paní povídala, ani převzali jsme informaci ze skandinávského tisku. Topný faktor je poměrové číslo vyjadřující poměr získaného tepla ze studny (primárního okruhu) a dodané elektrické energie kompresoru. Náklady na vytápění běžného rodinného domu, nezatepleného, se v roce 2005 pohybovaly v částce 4 – 6 000,- Kč!
Voda ze studny je ponorným čerpadlem čerpána do tepelného čerpadla, kde je předáno teplo do výparníku a ochlazená voda je zase vracena do pohlcovací studny.
Schéma tepelného čerpadla na spodní vodu
Princip tepelného čerpadla na spodní vodu
Tok energií pro tepelné čerpadlo na spodní vodu
Kvalita firem
Samozřejmě, je v ČR spousta firem, které chtějí jen prodat. Nezáleží jim, zda zákazník zaplatí za teplo 6 000,- Kč ročně, nebo 25 000,- Kč ročně.
Je zajímavé, že někteří prodavači tepelných čerpadel, vydávající se za experty, jsou schopni i v Brandýse nad Labem, který má bohaté vodonosné štěrkové podloží, vnucovat lidem hlubinné vrty, nebo zemní sběrač. Takovou nevhodnou volbou systému se zvyšují pořizovací investice, snižuje se topný faktor, zvyšují se roční náklady na teplo. „Expertů“ je spousta, ne každý ale tepelným čerpadlům rozumí.
Mnoho firem hydrogeologii nerozumí, nebo chtějí prodat hlubinné vrty. Tak Vám zpochybní systém voda voda.
Požadavky na spodní vodu
Pro systém tepelného čerpadla voda – voda je základem voda. Určitě nelze tvrdit, že voda je všude, záleží jen jak hluboko. Toto platí snad jen na Královéhradecku a v Jižních Čechách.
Systém je náročný na množství a částečně kvalitu vody. Pro běžný rodinný dům je potřeba 1800 až 2 500 l/hodinu. To není mnoho. Voda se z jedné studny čerpá, do jiné studny vrací. Tedy je nespotřebováváte, ale voda pouze koluje. Jde tedy o oběh vody. Pro zasakování vody, dle podloží, lze použít i trativod. Kvalita vody – chemické složení může mít vliv na cenu realizace. Pokud je nevhodné složení vody, vápenec, železo, mangan, řeší se to buď poniklováním nerezového výměníku, nebo mezivýměníkem. I když, v Podbořanech topí tepelné čerpadlo od fy Kodek, které by se dalo nazvat bahno voda. Ve studni je spíše bahno, než voda. Je zde speciální měděný výměník, který snižuje nároky na kvalitu a množství vody.
Hloubka studní
Hloubka studní nerozhoduje. Některá tepelná čerpadla běží z plastové bečky zakopané 3 m v zemi, jinde jsou to ručně nebo bagrem kopané studny cca 6 m – 9 m. Jiné mají vrtané studny 12, 16 – 70 m. Dle podloží a hloubky zvodnění. Hlubší neznamená vždy lepší. Spíše naopak. Některá tepelná čerpadla nám jedou i z ražených studní. Ty jsou velmi levné na pořízení.
Studnu 6 m lze vykopat za 2 – 3 dny ručně ve 3 lidech. Jen je nutno přesně vědět kde, pokud nemáte pod sebou štěrkové podloží, musíte přesně najít pramen. Ve skalnatém podloží je požadavek přesnosti ještě markantnější. Pokud minete skalní puklinu cca o 2 m, můžete vrtat klidně 100 m, voda tam nebude. Na Pradědu jsou 4 studny, nedodávala je naše firma, 90 – 120 m, všechny suché. My jsme vrtali 35 m, na Červenohorském Sedle. Vody mnohem více, než hotel potřeboval.
Hloubka studní tedy nerozhoduje. Důležitá je vydatnost.
Hydrogeologický průzkum
Je alfou a omegou kopání, nebo vrtání studní. V Krkonoších firma ST KODEK s.r.o. dodávala studny pro tepelné čerpadlo 90 kW. To topí vodou ze dvou 20 metrových vrtů ve skále. Realizace byla náročná. Chata je v KRNAPU a navíc v OPACHSV. Nadmořská výška cca 750 m. Tedy velmi přísné podmínky na realizaci. Akci realizoval ST KODEK s.r.o., který má vrtné soupravy pro náročné geologické podmínky v Krkonoších, má zkušenosti v dané oblasti i na hřebenech hor, má k dispozici odborníky hydrogeology, geology, energetické auditory, a místní odborníky, kteří dokážou zajistit všechna povolení včetně dotací.
Systém voda voda je nejvýhodnější pro podmínky Krkonoš (tam totiž i v srpnu, při realizaci, padal sníh). Nejvyšší topný faktor, nízké investice. 2 studny nahradily hlubinné vrty cca 1000 m. Hydrogeologický průzkum zde probíhal 2 fázově. Nejprve se prováděl geofyzikální. Ten určil fyzikálními metodami možná místa. Pak se zpřesnil. Zpřesnění určilo přesné umístění puklin, takže se tím zdvojnásobila vydatnost studní. Ta dosahuje 6 l/s.
V rodinných domcích je hydroprůzkum samozřejmě jednodušší a levnější.
Hydroprůzkum je 1. věc, kterou by měl udělat majitel na novém pozemku. Tím určí spodní prameny i geopatogenní zóny. Rozvržení celého domu. Pak provést odvrtání studní, pak ohrazení pozemku, pak realizaci základové desky.
Pitná voda zadarmo a na věky
Je velkou výhodou, když má dům vlastní pitnou vodu ze své studny. Jedna studna může dodávat pitnou vodu i teplo pro tepelné čerpadlo.
To je další významná úspora. Běžný rodinný dům dnes zaplatí cca 6.250,- Kč vodná + 6250 Kč stočné. To není málo. Tyto položky se budou do smrti jen zvyšovat.
Extremní vysokohorské podmínky
ST KODEK má zkušenosti i z extremních podmínek. V Krkonoších, nadmořská výška 1350 m. Tam je již jen samá skála. Z jedné strany svah Polsko, z druhé strany ze svahu ČR. Realizoval 42 m hlubokou studnu s vydatností 4,5 l/s pro tepelné čerpadlo 50 kW. Opět tím investorovi snížil náklady na budování 500 m hlubinného vrtu. Zvýšil výkon a topný faktor tepelného čerpadla.
Použitelnost systému
Systém voda voda, pro svou vysokou účinnost a poměrně nízké pořizovací náklady, se používá od rodinných domků, přes hotely, penziony, školy, až po fabriky. Ve Zlíně topí fabrika ze 12 m hlubokého vrtu – studny. Teplota primáru – zdroje tepla je + 14,5°C v době jarního tání sněhu! Tedy tehdy, kdy spodní vody mohou být ochlazovány tajícím sněhem.
12 m vrt - studna nahradila hlubinný vrt 500 m. Navíc svou teplotou zvýšila výkon tepelného čerpadla.
Studnařství
Je speciální stavební činnost. Náročná na techniku, ale hlavně na zkušenosti lidí. Problémy bývají v jílu, velmi dobře se vrtá ve skále. Nejhorší jsou tekuté písky. Tam můžete i drahou vrtnou soupravou za 16 milionů vrtat 20 m studnu třeba 3 týdny. Většinou jsou ale studny hotové za 1 – 3 dny. Nemusíte se bát, že ovlivníte vydatnost studny sousedů. To nám zajistí soudní znalec na studny.
Hydrogeologové
Jsou různí. Ti, kteří moc neumí, zpochybní každou studnu. Ti, kteří mají málo zkušeností, tvrdí, že voda je všude a je to snadné. To pak může dopadnout údajně jako v obci Zlámanka. Místní hydrogeologové tam vymyslili 12 m studnu pro obec za 160 000,- Kč, ve které navíc není voda. A ti, kteří to dělají. S pokorou, protože příroda je nevyzpytatelná.
Mýty a pověry o tepelných čerpadlech.
Není pravda, že:
- Tepelné čerpadlo v zimě nestačí, že je mu nutno pomáhat jiným zdrojem tepla (máme realizace, kde je jen tepelné čerpadlo, kde není jiný zdroj tepla, ani elektrokotel)
- návratnost investice je velmi dlouhá a že se nevyplatí
- investice je příliš vysoká (i když pozor na laciná čínská tepelná čerpadla, popř. montované v ČR z čínských komponentů)
- má krátkou životnost (čínské kompresory mají kratší životnost a nižší výkon - v zimě netopí, ale kvalitní Sroll Copeland je spolehlivý, měl by vydržet 2 násobek pístového kompresoru. Pístové kompresory měly životnost 15 – 20 let. Pak měníte pouze kompresor v ceně do 30 000,- Kč. Kdežto plynový kotel za 10 let vyhodíte celý).
Náklady na vytápění
Můj dům měl původně spotřebu 30 000 kWh za rok. Pak jsem jej zateplil, vyměnil okna. Spotřeba klesla na 20 000,- KWh. Ne tedy příliš výrazně. Poté jsem instaloval tepelné čerpadlo 14,3 kW ze studny a dva solární kolektory. Od září 2000 do 15.3.2001 jsem spotřeboval přesně 5 000 kWh elektřiny za celý dům.
Investice do tepelného čerpadla byla několikanásobně účinnější než do zateplení.
Pan Žoužela, Vsetín
Dům na Zlínsku je ve 2. sněhovém pásmu. Má vlastní studnu, měsíční náklady na energie 500,- Kč + vyvážení septiku (rok 2005). V roce 2006 stopla cena na 9000,- Kč za veškerou elektřinu pro dům za rok. V ceně elektřiny je i svícení, vaření i provoz kutilské svářečky. V letošním roce bude p. Kůdela instalovat čističku odpadních vod a solární kolektory.
Tento dům má nižší provozní náklady než pasívní dům.
Pokud si zákazník za dodavatele zvolí začínající firmu, je jasné, že tato se bude na zákazníkovi učit. Výsledky už nemusí být tak výborné.