Geotermálne vykurovanie – geotermálne tepelné čerpadlo

1. Čo je to geotermálne tepelné čerpadlo?

1.1. Geotermálne tepelné čerpadlo funguje na princípe zem-voda

Určite ste už počuli o tepelných čerpadlách, ktoré sú v posledných rokoch skutočným hitom na trhu. V zásade poznáme tri typy tepelných čerpadiel: tepelné čerpadlá vzduch-voda, voda-voda a zem-voda. Líšia sa zdrojom, z ktorého využívajú energiu a výmenníkom tepla je vo všetkých troch prípadoch voda. Geotermálne tepelné čerpadlo je tepelné čerpadlo zem-voda.

Pokiaľ ide o geotermálne vykurovanie, používa sa tepelné čerpadlo, ktoré využíva geosondu na získavanie geotermálnej energie z hlbších vrstiev zeme.

1.2. Zemské teplo – nevyčerpateľný zdroj energie

Čo znamená slovo geotermálny? Je to slovo gréckeho pôvodu, geotermálny je súvisiaci s tepelnou energiou vo vnútri zeme, využívajúci teplo zo zeme. Geotermálna energia je obnoviteľná energia, ktorá sa neustále vytvára, takže sa nikdy nevyčerpá. Vzniká rozpadom rádioaktívnych častíc v hlbších vrstvách zeme a navyše na hlbšie vrstvy zeme pôsobí aj extrémne horúce jadro, ktoré je podľa odhadov horúce ako povrch Slnka.

Vo väčších hĺbkach je teplota stálejšia, pretože na ňu nepôsobia vonkajšie klimatické faktory. Je večným, nevyčerpateľným zdrojom energie, čo neplatí napr. pre tepelné čerpadlo voda-voda závislé od podzemnej vody. Pokiaľ ide o geotermálne vykurovanie, geotermálne tepelné čerpadlo zabezpečuje stály zdroj tepla a úplnú sebestačnosť domácnosti.

1.3. Geotermálne tepelné čerpadlo je uzavretý vykurovací systém

Tento typ tepelného čerpadla funguje na princípe uzavretého systému. To znamená, že v jednoslučkovom systéme neustále cirkuluje rovnaká voda, ktorá sa najskôr zohreje v hlbinách zeme a potom putuje smerom k povrchu do vnútornej jednotky tepelného čerpadla, kde sa ohreje ešte viac.

Táto voda potom putuje potrubím do miestností, ktoré vykuruje. Najlepším vykurovacím systémom je tepelné čerpadlo v kombinácii s podlahovým vykurovaním, miestnosti sú vykurované v súlade s príslovím „hlavu maj chladnú, nohy drž v teple“. Vďaka stálej teplote a vysokej akumulácii tepla udržiava v miestnostiach príjemné teplo aj napriek relatívne nízkej teplote vody v potrubí.

Ochladená a použitá voda, ktorá ohrievala miestnosti, sa následne vracia do geotermálnej sondy v hlbinách zeme, kde sa znovu ohrieva a celý cyklus sa opakuje. Preto tento systém nazývame uzavretým systémom.

2. Geotermálne tepelné čerpadlá majú mnoho výhod

2.1. Geotermálne tepelné čerpadlo je prakticky nezničiteľné

Každé tepelné čerpadlo má svoje výhody a nevýhody. Geotermálne tepelné čerpadlo používané na geotermálne vykurovanie má mnoho výhod. Prvou výhodou je, že je mimoriadne odolné, keďže jeho životnosť sa odhaduje na viac ako 25 rokov bezporuchovej prevádzky. Keďže je ukryté pod zemou, nie je vystavené poveternostným vplyvom, ktoré spôsobujú poškodenie. Pre porovnanie, priemerná životnosť tepelného čerpadla vzduch-voda sa odhaduje na niečo viac ako 15 rokov, poruchy sú častejšie. Geotermálne tepelné čerpadlo je však prakticky nezničiteľné a poruchy sú menej časté ako pri tepelnom čerpadle vzduch-voda.

2.2. Prístupný zdroj vykurovania

Ďalšou výhodou je všadedostupný zdroj vykurovania: teplo zo zeme. Na rozdiel od podzemnej vody, ktorá nie je dostupná na každom pozemku, geotermálna energia sa dá využiť všade. Veľkou výhodou je geosonda, ktorá zaberá veľmi málo miesta na pozemku, nakoľko ide zvisle hlboko do zeme, a nie horizontálne pod zemský povrch, ako napríklad tepelné čerpadlo zem-voda s horizontálnymi kolektormi.

Geotermálne tepelné čerpadlo so sondou je vizuálne úplne nenápadné, pretože na povrchu je vidieť len malú okrúhlu šachtu, zatiaľ čo tepelné čerpadlo vzduch-voda má na viditeľnom mieste vo dvore veľkú vonkajšiu čerpaciu jednotku.

2.3. Geotermálne tepelné čerpadlá sú o niečo drahšie

Jedinou nevýhodou geotermálneho tepelného čerpadla je jeho cena. Ide totiž o najdrahší typ tepelného čerpadla, ktoré môže byť až 2-krát drahšie ako tepelné čerpadlo vzduch-voda. Predsa však obstaranie tohto typu tepelného čerpadla sa určite oplatí, pretože sú náklady na údržbu a opravu takmer nulové (prakticky sa takmer nikdy nepokazí), a jeho životnosť je neporovnateľná s trvanlivosťou tepelného čerpadla vzduch-voda.

3. Geotermálne tepelné čerpadlo na chladenie

Tak ako geotermálnym tepelným čerpadlom vykúrite dom v zime, v lete ho môžete ochladiť. Teplota v hlbinách zeme je konštantná, čo znamená, že v zime je oveľa vyššia ako atmosférická teplota a v lete nižšia. Voda je ďalej ochladzovaná vnútornou jednotkou tepelného čerpadla a odtiaľ putuje do koncových miestností, ktoré príjemne ochladí. Tak ako je na vykurovanie najlepšie podlahové kúrenie, na chladenie je najlepšie stropné alebo stenové chladenie. Ide o rovnaký potrubný systém, v podobe hada, ktorý je namontovaný na strope alebo podlahe.

4. Geotermálne tepelné čerpadlo je vysoko účinné

Vykurovanie domu pomocou geotermálnej energie je veľmi efektívne. Geotermálne vykurovanie geotermálnym tepelným čerpadlom dosahuje veľmi vysoké výkonové číslo 3,8. Uzavretý systém vyžaduje veľmi málo energie na cirkuláciu média (nosič tepla – voda) okolo 100 W. Ako už bolo spomenuté, jeho životnosť je viac ako 25 rokov, čo je naozaj veľmi dlhá doba a systém sa prakticky nikdy nepokazí, pretože zariadenie nie je vystavené vonkajším rizikovým faktorom, akými sú atmosférické alebo mechanické vplyvy.

5. Geosonda

Geotermálne tepelné čerpadlo získava teplo geosondou, ktorá je umiestnená hlboko v zemi.  Ako hlboko musí ísť závisí od viacerých faktorov, ale v zásade geosonda na vykurovanie rodinných domov dosahuje hĺbku 50 až 200 m. Na inštalovanie geosondy potrebujeme otvor (vrt) vyrobený kvalifikovanou firmou na tepelné čerpadlá. Odborníci tejto firmy vypočítajú, koľko geosond do akej hĺbky potrebujete na dosiahnutie požadovaného množstva tepla na vašom pozemku na vykurovanie vašej domácnosti.

Pred vŕtaním otvorov pre geosondy je potrebné vykonať geologický rozbor pôdy. Urobí to firma, u ktorej ste si objednali tepelné čerpadlo.

6. Koľko stojí geotermálne tepelné čerpadlo

Uviedli sme už veľa údajov, ale teraz sa pozrime na to, koľko stojí tento typ tepelného čerpadla. Priemerné ceny sa pohybujú od 8 000 do 15 000 EUR, pričom náklady závisia od zložitosti terénu a náročnosti vŕtania dier a spotreby tepla vo vašej domácnosti. Kúpou tepelného čerpadla máte nárok aj na štátnu dotáciu, ktorá pokryje približne tretinu nákladov na obstaranie tepelného čerpadla.   

Aj keď je počiatočná investícia do geotermálneho tepelného čerpadla pomerne vysoká, je kľúčové zvážiť dlhodobé náklady počas životnosti tepelného čerpadla a sebestačnosť, ktorá je neoceniteľná. Počiatočná investícia sa vráti o niečo viac ako 10 rokov. Ak vezmeme do úvahy vyššie uvedené skutočnosti, ukazuje sa, že geotermálne tepelné čerpadlo nie je vôbec také drahé a že je geotermálne vykurovanie oveľa lacnejšie ako mnohé alternatívne riešenia.