Praktické skúsenosti s prevádzkou plošných kolektorov

  • V apríli 2009 prebehol prieskum u dvadsiatich majiteľov tepelných čerpadiel IVT s plošnými kolektormi
  • Cieľom prieskumu bolo zistiť, ako sa tieto zdroje tepla chovajú na konci relatívne studenej zimy a zároveň zistiť, ako je to s rozšírenými mýtami o vymrazení zeme okolo kolektora, ovplyvnenie vegetácie, nutnej letnej odstávke kolektora a prípadnej devastácii záhrady.
Plošný kolektor

Podmienky prieskumu 

  • Dopytovanie užívateľov tepelného čerpadla prebiehalo na prelome marca a apríla, kedy sa najnižšie denné teploty pohybovali v rozmedzí -3°C až +3°C. Tomuto obdobiu predchádzal január, ktorý bol o 1,2°C chladnejší ako dlhodobý normál a február, ktorý teplotne odpovedal dlhodobému normálu.
  • Fungovanie plošných kolektorov teda bolo overené po chladnejšej zime, ako odpovedá dlhodobému priemeru. Všetky plošné kolektory zahrnuté do prieskumu boli naprojektované podľa návrhového software spoločnosti Tepelná čerpadla IVT.
  • Technické prevedenie bolo „škandinávske" tzn. dimenzia potrubia 40 x 3,7, dĺžka slučiek až 300 m, rozstup medzi potrubím 1 m. Hĺbka uloženia sa podľa lokality pohybovala od 1,1 do 1,5 m.

Zistené výsledky

  • Prieskumom bolo zistené, že u 70 % skúmaných plošných kolektorov sa teplota na výstupe z kolektora (tj. na vstupe do tepelného čerpadla), pohybovala na konci zimy v rozmedzí od 0 do + 2,6°C. Priemerná teplota na výstupe z kolektora u všetkých sledovaných inštalácií potom bola + 1,3°C. Priemerná teplota na výstupe z tepelného čerpadla do kolektora bola -1,7°C.
    Od priemeru sa výraznejšie odchýlilo 30 % inštalácií, z toho 15 % malo vyššiu teplotu ako 2,6°C a 15 % teplotu nižšiu ako 0°C.
  • Najvyššiu výstupnú teplotu +5,6°C vykázal experimentálny plošný kolektor uložený v hĺbke 2 m, ktorý je ale zásobovaný aj odpadným teplom z klimatizácie domu. Nejde tak čisto o plošný kolektor ako v ostatných prípadoch a preto je aj uložený hlbšie, ako je u bežných kolektorov odporúčané.
  • Najhorší kolektor pracoval s výstupnou teplotou -1,5°C. V tomto prípade bolo podrobnejším skúmaním príčin tejto odchýlky zistené, že kolektor je zo zhruba polovice uložený v piesku a štrku a je oproti návrhovému programu IVT o približne 15 % poddimenzovaný. V tomto prípade ale nešlo o chybu projektanta alebo dodávateľa tepelného čerpadla. Vinníkom boli veľmi neštandardné geologické podmienky pozemku, kedy časť pozemku mala normálne hlinené podložie a časť bola náplava štrku a piesku, o ktorej sa dopredu nevedelo. Vďaka veľkosti pozemku nebolo možné plochu kolektora dodatočne zväčšiť. Pozitívne je, že aj pri takto výraznom poddimenzovaní nie je teplota z kolektora nejako kritická a tepelné čerpadlo pracuje iba s približne o 5 % nižším vykurovacím faktorom, ako bol celkový priemer.
  • Aby boli zohľadnené oblasti s rôznou výpočtovou vonkajšou teplotou, boli do prieskumu zahrnuté aj inštalácie v horách. Zdíkov (-18°C, 750 m.n.m) a Borová Lada (-21°C, 900 m.n.m) na Šumave a tri inštalácie v Jizerských horách s výpočtovou teplotou -18°C. U týchto inštalácií ležiacich v oblastiach s extrémne nízkymi teplotami bola priemerná teplota z kolektora +0,4°C! Naopak, keď zo skúmaných inštalácií vyberieme iba kolektory ležiace v teplejších oblastiach s výpočtovou teplotou -12°C, bola priemerná teplota na výstupe z kolektora +2,7°C.

Ovplyvňujú plošné kolektory vegetáciu na záhrade?

  • Do prieskumu boli zaradené inštalácie, ktoré sú v prevádzke 2 až 10 vykurovacích sezón. Súčasťou prieskumu bol aj dotaz, či kolektor nejako zásadne ovplyvňuje stav záhrady.
  • U všetkých opýtaných prevádzkovateľov k žiadnym zásadným negatívnym zmenám nedošlo. U niektorých plošných kolektorov došlo v prvých rokoch prevádzky k miernemu poklesu terénu nad výkopmi, čo je spôsobené nedostatočným zhutnením pri zásype výkopov.
  • Ďalším zisteným javom na viacerých inštaláciách bola zmena kvality a farby trávy nad kolektorom, ktorá je hustejšia a zelenšia. Tento jav je spôsobený väčšou vlhkosťou v okolí trubiek kolektora, ktorá tráve prospieva. Vlhkosť vzniká postupným rozpúšťaním ľadu vytvoreného v priebehu zimy v okolí trubiek.
  • U niekoľkých inštalácií užívatelia sledovali, že nad kolektorom sa na jar drží sneh o jeden až dva dni dlhšie ako na okolitých plochách.

Prieskum potvrdil skvelé fungovanie zemných kolektorov 

  • Prieskum potvrdil skúsenosti a poznatky, ktoré mali jeho autori s viac ako 1 500 plošnými kolektormi inštalovanými v priebehu 17 rokov v ČR podľa metodiky IVT. Tepelné čerpadlá s plošnými kolektormi si v zime zachovávajú rovnako vysoký výkon a vykurovací faktor ako čerpadlá s vrtmi a v prechodných obdobiach majú dokonca vykurovací faktor výrazne lepší ako u vrtov.
  • Negatívne javy ako zamrznutie kolektora alebo zásadne ovplyvnenie vegetácie nad kolektorom sa objavuje iba u inštalácií, kde nie sú dodržané základne parametre kolektorov ako je správna hĺbka či veľkosť.
  • Správne zavedený zemný kolektor sa nemôže nikdy vymraziť a je tou najlepšou voľbou u objektov, kde je technicky možné zemný kolektor inštalovať.