Teplo ze zdrojů přímo za dveřmi
Neodmyslitelnou součástí nízkoenergetických domů jsou alternativní zdroje vytápění. Pracovní skupina pro obnovitelnou energii (Renewable Energy Working Party) definuje obnovitelné zdroje energie jako zdroje neustále se doplňující energie, která má různé formy. Přímo nebo nepřímo se čerpá ze slunce, vody nebo z tepla generovaného hluboko uvnitř země.
Produkovaná energie ze:
- Slunce,
- větru,
- biomasy,
- geotermálních zdrojů,
- malých vodních zdrojů a oceánu,
- biopaliv a vodíku získaných z obnovitelných zdrojů.
Kotle na dřevo, bomasu a sluneční kolektory
V otopné soustavě bytů a domů se uplatní především kotle na dřevo a biomasu, sluneční kolektory.
Tepelná čerpadla
Tepelné čerpadlo je zařízení, které umožňuje odebírat energii z okolního prostředí, ze vzduchu, ze země a z vody a předávat ji topnému médiu pomocí topných těles, výměníků a podobně, s cílem vytápění a ohřevu teplé vody. Využívá stejné fyzikální zákony jako lednička. Zatímco v chladničce se dopravuje teplo zevnitř směrem ven, tepelné čerpadlo dopravuje teplo uložené v okolním prostředí dovnitř, do obytného prostředí. Tepelná čerpadla tím, že využívají nízkopotenciální teplo z okolního prostředí (vzduch, voda, země apod.) a přeměňují ho na využitelné teplo, představují klasický protiproudý výměník. V průměru je u nás za rok kolem 100 deštivých a zamračených dnů, během nichž nelze využívat ekologické služby slunečních kolektorů, tepelná čerpadla však pracují i v takových podmínkách a dokáží zajišťovat potřebné teplo kdykoliv. Zaručují o 15% více ušetřené energie než ostatní dostupné nevyčerpatelné zdroje.
Jaké tepelné čerpadlo?
Podle toho, odkud se teplo bere a kam se odevzdává, existují čtyři základní typy čerpadel: vzduch - voda, země - voda, voda - voda a vzduch - vzduch. Tepelné čerpadlo se většinou instaluje spolu s dalším zdrojem tepla (bivalentní systém), který pokrývá nedostatek tepla z čerpadla v případě potřeby. Otopná soustava je nízkoteplotní, vhodné je především podlahové a stěnové vytápění nebo velkoplošné konvekční topná tělesa. Na přečerpání tepla z prostředí je nutno dodat tepelnému čerpadlu určité množství energie. Poměr mezi dodanou a spotřebovanou energií se nazývá topný faktor tepelného čerpadla. Běžné čerpadlo má průměrně topný faktor 3, což znamená, že spotřebuje asi jednu třetinu svého výkonu na vlastní provoz.
Tepelné čerpadlo voda - zem
Mimořádně stabilní zdroj tepla poskytuje zemi, z níž je možné získávat teplo prostřednictvím vertikálních vrtů nebo horizontálně uložených zemních kolektorů. Nízkopotenciální teplo ze země se pomocí teplonosné a nemrznoucí kapaliny (solanky) proudící v trubkách uložených v zemi, dopravuje do výměníku nebo výparníku tepelného čerpadla. Odtud se pak využívá na ohřev vody pro nízkoteplotní topný systém. Topnou a užitkovou vodu je schopno ohřát až na 62 ° C a pracuje při teplotách zdroje od -10 do 20 ° C. "Zemní kolektory je vhodné použít tehdy, když se dělají velké terénní úpravy kolem domu, nejlépe již během stavby," radí odborník. Ukládají se v nezámrzné hloubce, alespoň 2 m pod zemí, kde je stabilní teplota kolem 5 ° C. Plocha, kde jsou zemní kolektory uloženy, nesmí být zastavěna ani zastíněna, protože zem získává teplo ze slunce. Zemní vrty jsou nákladnější řešení jsou však nenáročné na prostor a poskytují velmi stabilní zdroj tepla během celého roku, resp. během celé topné sezóny.
Tepelné čerpadlo voda - vzduch
Nejjednodušší a nejlevnější způsob odběru tepla z okolního prostředí poskytuje tepelné čerpadlo voda - vzduch, které nevyžaduje žádné zásahy do okolního prostředí. Teplo se odebírá přímo z okolního vzduchu pomocí chladiva, které koluje ve venkovním výparníku tepelného čerpadla, a nikoliv pomocí pracovní látky, jak je to v případě solanky. Venkovní vzduch je ventilátorem poháněn přes výparník, kterému předá část svého tepla. Tepelné čerpadlo dosahuje maximální teplotu topné vody 55 ° C a může pracovat s teplotou vzduchu od -20 do 35 ° C. Výhodou čerpadel pracujících v systému voda - vzduch je jejich snadná instalace a nižší vstupní náklady v porovnání s jinými systémy tepelných čerpadel - není zde třeba dělat náročné vrty. Nevýhodou jsou klesající výkon čerpadla se snižováním venkovní teploty, a tedy i nutnost bivalentním provozu např.. s kondenzačním kotlem nebo pomocí elektrické spirály při nízkých venkovních teplotách.
Tepelné čerpadlo voda - voda
Tepelné čerpadlo voda - voda umožňuje získávat tepelnou energii z vody ze studny, řeky nebo jezera, nejčastěji však z vrtané studny. Je to nejefektivnější, ale zároveň nejrizikovější způsob získávání nízkopotenciálního tepla. Voda se pomocí oběhových čerpadel prohání výměníkem tepelného čerpadla, kde předává svoji tepelnou energii. Dosahuje maximální teplotu topné vody 62 ° C a funguje při teplotách zdroje od 4 do 20 ° C. Podmínkou úspěšného využívání tohoto typu čerpadla je dostatečné množství vody, z níž se teplo odebírá, a to po celou dobu plánované životnosti tepelného čerpadla. Uložení kolektorů na dno řeky nebo jezera je méně náročné na počáteční náklady. Zde je nutné povolení vodohospodářských úřadů a stejné množství vody během celé životnosti tepelného čerpadla není zaručeno. Trubky se také musí zajistit proti povodním a případnému poškození jinými vlivy. Druhou možností je čerpání studniční vody. Tepelná čerpadla voda - voda jsou náročnější i na schvalování na úřadech. Bez povolení je možné dělat vrty pouze do hloubky 95 m. V zónách ochrany vodního zdroje se nesmí používat studny na tepelná čerpadla vůbec.
Solární panely
V aktivním domě, kde je zdrojem vytápění tepelné čerpadlo, mohou být vhodným doplněním koncepce vytápění i solární panely. Pomůže se tím snížit počet startů tepelného čerpadla, zejména v letním období, kdy ohřev teplé vody zajistí solární panely. Takto nepřímo ovlivňují životnost a opotřebení mechanických zařízení tepelného čerpadla. Využít se mohou i jako samostatný zdroj ohřevu vody v bazénu během letních měsíců.
