Jak pracuje zemní kolektor? Co je to zemní kolektor?

Zemní plošný kolektor je tepelné čerpadlo fungující na systému země - vzduch. To je zapojeno do topné soustavy pomocí vnořeného zásobníku, kde se shromažďuje teplo.

Topnou vodu ovlivňuje venkovní teplota. Její dopravu do topné soustavy zajišťuje oběhové čerpadlo. Ohřev topné vody na maximální teplotu probíhá v horní části zásobníku. Poté se celý systém vrací zpět do standartního režimu vytápění, avšak původní teplota tekutiny zůstává zachována. Připojení solárního systému umožňuje vnitřní výměník ve vnořeném zásobníku. Nepřímo lze využít teplo obsažené v půdě, které získáme pomocí kolektoru. To je dále přenášeno cirkulačním okruhem do výparníku teplonosnou nemrznoucí kapalinou. Tento oběh je zajišťován oběhovým čerpadlem. Proudící voda je ve výparníku ochlazována a v zemním kolektoru opět čerpá teplo. Výměník se ukládá v hloubce 1,5 metru a je vyroben z plastových trubek nebo hadic. Idealní je zejména k odběru tepla pro tepelná čerpadla s menším výkonem tedy hlavně jako zdroj tepelné soustavy rodinných domů. Nevýhodou plošných kolektorů je jejich závislost na výkyvech teplot. Naopak za ocenitelný klad lze počítat jejich snadnou a levnou instalaci. K ní potřebujeme poměrně rozsáhlou nezastavěnou plochu. Na pozemku nad instalovaným kolektorem pak nemůžeme nic stavět.

Velikost zemního plošného kolektoru závisí od energetické náročnosti stavby. Pro nízkoenergetické stavby dokonale postačí monovalentní soustava skládající se pouze z jednoho tepelného čerpadla. V některých případech je výhodnější jeho nastavení na pokrytí pouze 70 % tepelných ztrát. Pokud se naše nároky zvýší, můžeme zapnout náhradní zdroj například elektrokotel. Tím lze pokrýt bez problémů krátká období nízkých teplot.

Pokud se rozhodneme pro zemní plošný kolektor, budeme muset vyhloubit zhruba metrovou jámu. Do ní umístíme do meandrového tvaru plastové trubky. Šířka výkopu by měla být 30 cm na ploše představující dvou až dvaapůlnásobek vytápěné plochy. Existují však také slinky. Jedná se o spirálové kolektory, které se ukládají do větší hloubky okolo dvou metrů. Šířka výkopu pak v takovém případě činí 90 cm. Na jeden metr výkopu musíme počítat s 10 metry plastového potrubí, které ukládáme na dno výkopu ve spirálách. Hlavní výhodou spirálových kolektorů jsou menší nároky na rozlohu pozemku oproti plošným kolektorům. Můžeme kalkulovat s 100 W získaného tepla na jeden metr výkopu. Při instalaci kolektorů v zemi je třeba dbát na bezpečnost. Jedním z opravidel je dodržení předepsané hloubky. Pokud bude instalace blíže povrchu, hrozí nadzvedávání terénu nad kolektorem. Ten by měl být umístěn rovněž ve vzdálenosti alespoň 1,5 metru od podzemního vedení a kanalizace. Zhruba stejný prostor by měl dělit zemní plošný kolektor od základů budov. Doporučuje se také vzdálenost půl metru od hluboce kořenící zeleně. Nad výměníky se déle zdržuje sníh. Také růst vegetace je ovlivněn kolektory. V jarních měsících lze pozorovat její pomalejší růst, ale naopak v letním období je vývoj flóry rychlejší. Aby se zabránilo proražení výměníků, tak je ukládáme do pískového podkladu a pískem také dostatečně zasypáváme. Výměníky se snažíme umísťovat tak, aby měly stoupání k tepelnému čerpadlu. Jinak musíme nainstalovat specialní odvzdušňovací zařízení. Nejlepším materiálem pro hadice k plošnému zemnímu kolektoru je vysokohustotní polyethylen PE 100 nebo PE 100 +. Ten lze použít také v oblasti se zvodněním nebo vyšší vlhkostí podloží. Pokud kolektor umísťujeme do suchého podloží, pískový podklad působí spíše jako izolant. Proto je zde jej lépe vůbec nepoužít a zvolit trubky vyrobené z materiálu FAST - PE - GT - RC, který se vyznačuje odolností vůči působení tlaku ze strany kamenů a jiných nerovností. Zde pak proto není nutný jakýkoliv podklad.