Když se řekne tepelné čerpadlo, většina investorů vidí stroj v technické místnosti a číslo roční úspory v tabulce. Jenže spolehlivost a účinnost systému se láme jinde. V kapalině, která v něm koluje. V materiálu, který drží vrt pohromadě. A v potrubí, které spojuje zdroj s domem. Právě tyto tři „neviditelné“ položky dnes patří mezi nejprodávanější artikly v e-shopu Geocore: nemrznoucí směsi, bentonit GAE a potrubí pro primární okruhy.
Server geotermie.cz si nedávno všiml zvláštního jevu: nemrznoucí směsi „jdou na dračku“ v červnu. Na první pohled nesmysl, na druhý přesný obrázek toho, jak přemýšlí ti, kteří svou technologii neřeší až ve chvíli, kdy přijdou první mrazy. V létě mají vrty čas, čerpadla odpočívají a systém se dá bez stresu zkontrolovat, propláchnout a doplnit. Kdo to nechá na podzim, často zjišťuje, že nejsou ani termíny, ani materiál.
Nemrznoucí směs: výkon tepelného čerpadla začíná v kapalině
Primární okruh geotermálního systému je logistika energie. V zemi, ve vrtu, v kolektoru nebo v energokosích proudí směs vody a glykolu, která přenáší teplo i chlad mezi podložím a tepelným čerpadlem. Pokud je směs stará nebo nekvalitní, systém sice běží, ale pracuje v režimu zvýšeného odporu. Stoupá viskozita, rostou tlakové ztráty, klesá přestup tepla. Kompresor si vezme víc elektřiny, aby dosáhl stejného výkonu.
CS Antifreeze Termo, které Geocore nabízí v e-shopu, je směs připravená k okamžitému použití. Výrobce ji ředí na přesných třicet procent, což znamená ochranu zhruba do mínus patnácti stupňů. Pro většinu českých lokalit je to racionální kompromis mezi ochranou proti zamrznutí a zachováním rozumné viskozity. V horských oblastech dává smysl jít s koncentrací výš, ale každé procento navíc se projeví i na průtoku. Šetří se tedy především výpočtem, ne tím, že „přidáme pro jistotu“.
Druhé rozhodnutí se týká volby glykolu. Propylenglykol je z hlediska toxicity bezpečnější varianta pro rodinné domy, školy, zdravotnická zařízení a budovy, kde by případný únik mohl ohrozit obyvatele. Etylenglykol má o něco lepší tepelné parametry, ale patří výhradně do profesionálních systémů s jasně daným režimem provozu a zabezpečením. Ani zde se nevyplácí odhad. Správnou koncentraci umí technik ověřit refraktometrem, případně se dá návrh směsi řešit přímo s podporou Geocore.
CS Antifreeze Termo je k dispozici v baleních od dvaceti pěti litrů až po tisícilitrový IBC kontejner. Menší balení řeší rodinné domy, střední se hodí pro větší objekty, největší využijí instalační firmy a rozsáhlé systémy. Podstatné není jen množství, ale i jistota parametrů: směs chrání před mrazem, korozí, kavitačními jevy a nánosy, které jinak zvolna zabíjejí výměníky. V praxi to znamená méně poruch, stabilnější výkon a menší rozdíl mezi „novým“ a „deset let starým“ systémem.
Bentonit GAE: materiál, který rozhoduje, zda vrt vydrží dvacet let
Nemrznoucí směs je vidět při každém doplňování. Bentonit GAE na první pohled vypadá jako obyčejný prášek v pytli. Ve skutečnosti je to materiál, který zásadně ovlivňuje životnost a bezpečnost geotermálních vrtů. Používá se jako výplňový a těsnicí materiál při injektáži vrtů v nestabilních podložích, při těsnění kolem vrtaných sond a v místech, kde je nutné zabránit nežádoucímu proudění vody mezi různými vrstvami.
Dobře navržený vrt není jen díra v zemi se sondou. Je to konstrukce, která musí přenášet teplo, odolávat pohybu podloží a zároveň respektovat hydrogeologické poměry. Bentonit po smíchání s vodou vytváří plastickou, těsnou hmotu, která obalí potrubí, vyplní dutiny, přenáší teplo na stěnu vrtu a brání tomu, aby se navzájem propojovaly různé zvodně. To je důležité jak z hlediska výkonu, tak z hlediska legislativy a ochrany podzemních vod.
Bentonit GAE, nabízený v e-shopu Geocore, je určen právě pro náročné práce v oblasti hlubinných vrtů a injektáží v nestabilních podložích. Stejný materiál se používá i při výstavbě a těsnění vodních děl, podloží a uzávěr skládek, což samo o sobě říká hodně o jeho vlastnostech. V jiných oborech slouží jako plastifikační přísada do pastovitých hmot, malt a betonů nebo jako stabilizační složka při granulaci.
V kontextu geotermie má bentonit dvojí roli. Technickou, kdy zajišťuje mechanickou stabilitu vrtu a dobrý tepelný kontakt mezi sondou a horninou. A bezpečnostní, kdy brání migrování případných kontaminantů a chrání zdroje podzemní vody. Ignorovat tuto vrstvu a „šetřit na výplni“ znamená podstoupit riziko, které se může projevit až po letech. Oprava vrtu je přitom násobně dražší než rozhodnutí použít kvalitní materiál hned na začátku.
Potrubí pro primární okruhy: tichý rozhodčí mezi výkonem a ztrátami
Třetím, často podceňovaným článkem, je potrubí. Primární okruh není jen otázka dimenze a barvy trubky. Rozhoduje materiál, tlaková řada, odolnost vůči bodovému zatížení a způsob pokládky. U geotermálních systémů se běžně používají trubky z vysokohustotního polyetylenu, často v provedení PE100 nebo PE100-RC, které odolávají dlouhodobému tlaku i cyklování teplot.
Správně zvolená tlaková řada SDR ovlivňuje jak bezpečnost, tak hydrauliku. Příliš „slabá“ stěna zvyšuje riziko poruchy, příliš „silná“ zase snižuje vnitřní průměr a zvyšuje tlakové ztráty. Trubky v kotoučích umožňují minimalizovat počet spojů, což je zásadní pro životnost systému, zejména u vrtů, kde se ke spoji po dokončení prací prakticky nelze dostat. U sběrných rozvodů a připojení k technické místnosti se vyplatí přemýšlet o logice trasování, o způsobu fixace a o tepelné izolaci tam, kde vede okruh v zóně s rizikem promrzání.
E-shop Geocore nabízí potrubí, které odpovídá požadavkům pro primární okruhy tepelných čerpadel, včetně průměrů vhodných pro jednotlivé výkony a typy systémů. Kombinace správně dimenzovaného potrubí, kvalitního bentonitu a vhodné nemrznoucí směsi tvoří celek, ve kterém energie z podloží nebo z kolektorů opravdu dorazí do tepelného čerpadla s minimální ztrátou. V opačném případě může sebelepší stroj pracovat v podmínkách, které nikdy neuvidíte v grafu COP, ale uvidíte je na vyúčtování.
Na první pohled jde „jen“ o tři položky v košíku. Ve skutečnosti rozhodují o tom, jestli systém vydrží desítky let, nebo začne po pár sezónách ztrácet výkon a spolehlivost. Nemrznoucí směs určuje, jak se bude energie přenášet. Bentonit rozhoduje o stabilitě vrtu a o tom, jak bude fungovat tepelný kontakt s horninou. Potrubí definuje, kolik z výkonu se cestou ztratí a jak vysokou daň si vybere hydraulika.