Praktické zkušenosti s provozem plošných kolektorů

  • V dubnu 2009 proběhl průzkum u dvaceti majitelů tepelných čerpadel IVT s plošnými kolektory
  • Cílem průzkumu bylo zjistit, jak se tyto zdroje tepla chovají na konci relativně studené zimy a zároveň zjistit, jak je to s rozšířenými mýty o vymražení země kolem kolektoru, ovlivnění vegetace, nutné letní odstávce kolektoru a případné devastaci zahrady
Plošný kolektor

Podmínky průzkumu 

  • Dotazování uživatelů tepelného čerpadla probíhalo na přelomu března a dubna, kdy se nejnižší denní teploty pohybovaly v rozmezí -3°C až +3°C. Tomuto období předcházel leden, který byl o 1,2°C chladnější než dlouhodobý normál a únor, který teplotně odpovídal dlouhodobému normálu.
  • Funkce plošných kolektorů tedy byla ověřena po studenější zimě, než odpovídá dlouhodobému průměru. Všechny plošné kolektory zahrnuté do průzkumu, byly navrženy podle návrhového software společnosti Tepelná čerpadla IVT.
  • Technické provedení bylo „skandinávské" tzn. dimenze potrubí 40 x 3,7, délka smyček až 300 m, rozteč mezi potrubím 1 m. Hloubka uložení se podle lokality pohybovala od 1,1 do 1,5 m.

Zjištěné výsledky

  • Průzkumem bylo zjištěno, že u 70 % zkoumaných plošných kolektorů se teplota na výstupu z kolektoru (tj. na vstupu do tepelného čerpadla), pohybovala na konci zimy v rozmezí od 0 do + 2,6°C. Průměrná teplota na výstupu z kolektoru u všech sledovaných instalací pak byla + 1,3°C. Průměrná teplota na výstupu z tepelného čerpadla do kolektoru byla -1,7°C.
    Od průměru se výrazněji odchýlilo 30 % instalací, z toho 15 % mělo vyšší teplotu než 2,6°C a 15 % teplotu nižší než 0°C.
  • Nejvyšší výstupní teplotu +5,6°C vykázal experimentální plošný kolektor, uložený v hloubce 2 m, který je ale zásobován i odpadním teplem z klimatizace domu. Nejde tedy čistě o plošný kolektor jako v ostatních případech a proto je i uložen hlouběji, než je u běžných kolektorů doporučeno.
  • Nejhorší kolektor pracoval s výstupní teplotou -1,5°C. V tomto případě bylo podrobnějším zkoumáním příčin této odchylky zjištěno, že kolektor je ze zhruba poloviny uložen v písku a štěrku a je oproti návrhovému programu IVT o přibližně 15 % poddimenzován. V tomto případě ale nešlo o chybu projektanta, nebo dodavatele tepelného čerpadla. Viníkem byly hodně nestandardní geologické podmínky pozemku, kdy část pozemku měla normální hliněné podloží a část byla náplava štěrků a písků o které se dopředu nevědělo. Díky velikosti pozemku nebylo možné plochu kolektoru dodatečně zvětšit. Pozitivní je, že i při takto výrazném poddimenzování není teplota z kolektoru nějak kritická a tepelné čerpadlo pracuje jen s přibližně o 5 % nižším topným faktorem, než byl celkový průměr.
  • Aby byly zohledněny oblasti s různou výpočtovou venkovní teplotou, byly do průzkumu zahrnuty i instalace v horách. Zdíkov (-18°C, 750 m.n.m) a Borová Lada (-21°C, 900 m.n.m) na Šumavě a tři instalace v Jizerských horách s výpočtovou teplotou -18°C. U těchto instalací ležících v oblastech s extrémně nízkými teplotami, byla průměrná teplota z kolektoru +0,4°C! Naopak, když ze zkoumaných instalací vybereme pouze kolektory ležící v teplejších oblastech s výpočtovou teplotou -12°C, byla průměrná teplota na výstupu z kolektoru +2,7°C.

Ovlivňují plošné kolektory vegetaci na zahradě?

  • V průzkumu byly zařazeny instalace, které jsou v provozu 2 až 10 topných sezon. Součástí průzkumu byl i dotaz, zda kolektor nějak zásadně ovlivňuje stav zahrady.
  • U všech dotazovaných provozovatelů k žádným zásadním negativním změnám nedošlo. U některých plošných kolektorů, došlo v prvních letech provozu k mírnému poklesu terénu nad výkopy, což je způsobeno nedostatečným zhutněním při zásypu výkopů.
  • Další zjištěným jevem na více instalacích byla změna kvality a barvy trávy nad kolektorem, která je hustší a zelenější. Tento jev je způsoben větší vlhkostí v okolí trubek kolektoru, která trávě prospívá. Vlhkost vzniká postupným rozpouštěním ledu vytvořeného v průběhu zimy v okolí trubek.
  • U několika instalací sledovali uživatelé, že nad kolektorem se drží na jaře sníh o jeden až dva dny déle než na okolních plochách.

Průzkum potvrdil skvělé fungování zemních kolektorů 

  • Průzkum potvrdil zkušenosti a poznatky, které měli jeho autoři s více než 1 500 plošnými kolektory instalovanými v průběhu 17 let v ČR podle metodiky IVT. Tepelná čerpadla s plošnými kolektory si v zimě zachovávají vysoký výkon a topný faktor jako čerpadla s vrty a v přechodných obdobích mají dokonce topný faktor výrazně lepší než u vrtů.
  • Negativní jevy, jako zamrznutí kolektoru, nebo zásadní ovlivnění vegetace nad kolektorem se objevují pouze u instalací, kde nejsou dodrženy základní parametry kolektorů, jako je správná hloubka a velikost.
  • Správně provedený zemní kolektor se nemůže nikdy vymrazit a je tou nejlepší volbou u objektů, kde je technicky možné zemní kolektor instalovat.