Lokálna sieť tepelných čerpadiel zásobuje teplom bytovú štvrť

Pri výstavbe bytovej štvrte Euskirchener Südstadtgärten sa developer rozhodol pre zásobovanie teplom vybudovaním lokálnej tepelnej siete v kombinácii s tepelnými čerpadlami zem – voda. Výsledkom je klimaticky neutrálne vykurovanie, ktoré môže slúžiť ako príklad vhodného riešenia v časoch klimatickej zmeny.

Poznáte výhody Klubu ASB? Stačí bezplatná registrácia a získate sektorové analýzy slovenského stavebníctva s rebríčkami firiem ⟶

Riešenie, ktoré sa pri tomto projekte podarilo presadiť, možno označiť za príklad udržateľného vykurovania. Na mieste, kde predtým stálo staré záhradníctvo, vyrástli počas troch rokov bytové domy v rámci projektu Euskirchener Südstadtgärten, moderná bytová štvrť s 12 viacbytovými domami, ktoré sú zoskupené okolo piatich podzemných garáží.

Táto bytová štvrť ukazuje, ako by mohlo vyzerať zásobovanie teplom v budúcnosti: vytvorená lokálna sieť vysokoefektívnych tepelných čerpadiel zem – voda, ktoré slúžia na vykurovanie a chladenie, a fotovoltické panely, ktoré sa starajú o elektrinu na prevádzku technologických zariadení. Vďaka tomu je výroba tepla 100 % CO₂ neutrálna.

Srdce vykurovacieho systému

Pod rozsiahlym parkom a zelenými plochami sa v zemi ukrýva srdce vykurovacieho systému – studená lokálna tepelná sieť. Podzemným potrubným systémom sa získava tepelná energia zo zeme a prerozdeľuje sa do jednotlivých budov pri veľmi nízkej teplote. Na pokrytie požadovanej potreby tepla sa do zeme realizovalo 35 zemných vrtov rozdelených do dvoch vrtných polí. Každé z nich má hĺbku 150 m.

Cez okružnú sieť, v ktorej cirkuluje soľanka (zmes vody a nemrznúcej kvapaliny), sa transportuje teplo z vrtných polí do celkovo piatich vykurovacích centrál. Tu tepelné čerpadlá zem – voda zvyšujú teplotu na úroveň potrebnú na vykurovanie. Veľkou výhodou je, že studená lokálna tepelná sieť pracuje s nízkymi prenosovými teplotami a tým nedochádza k takmer žiadnej tepelnej strate a efektívnosť systému je obzvlášť vysoká.

Efektívny systém na vykurovanie a pasívne chladenie

Použiť na zásobovanie teplom tepelné čerpadlá typu zem – voda požadoval investor od začiatku projektu. Toto riešenie malo vytvoriť vysokoefektívny systém na vykurovanie a pasívne chladenie. Možnosť zhotoviť studenú lokálnu tepelnú sieť pod zemou vyplynula z veľkosti lokality.

Keďže išlo o pomerne úzky priestor a špecifické usporiadanie vonkajších plôch, bolo jasné, že nie všetky vykurovacie centrály budú môcť mať vlastné zemné vrty. Preto padlo rozhodnutie vyhotoviť lokálnu sieť. Zdroj tepla tak nie je inštalovaný na každom odbernom mieste individuálne, ale je takto centralizovaný.

Od začiatku na tomto projekte spolupracovali už v projektovej príprave aj odborníci výrobcu tepelných čerpadiel STIEBEL ELTRON, ktorí na základe daných podmienok presne špecifikovali potrebný inštalovaný výkon. Okrem tepelných čerpadiel typu zem – voda presne nadimenzovali podľa požiadaviek aj akumulačný zásobník a zásobník pitnej vody.

V závislosti od veľkosti budov a počtu bytových jednotiek sa navrhla kombinácia zariadení. Tak vznikla takmer najväčšia súprava, ktorú tvoria dve do kaskády zapojené tepelné čerpadlá zem – voda STIEBEL ELTRON WPE-I 59 H 400 Premium, dva akumulačné zásobníky teplej vody SBP 1000E a tri zásobníky studenej vody SBS 1001 W. Obidve tepelné čerpadlá vyrábajú spoločne 120 kW tepla.

Prepojenie fotovoltiky s tepelnými čerpadlami

Celková efektivita tejto vykurovacej sústavy však nie je jediným bonusom. Všetky tepelné čerpadlá sú prepojené internetovou servisnou sieťou a centrálne kontrolované. Pomocou kompaktných brán je možné aj počas prevádzky optimalizovať výkon súprav a tým ešte zvyšovať energetickú hospodárnosť celého systému.

Cez túto sieť je rovnako riadená aj spolupráca fotovoltickej elektrárne s tepelnými čerpadlami. Internetová servisná sieť navzájom prepája obidva systémy, vďaka čomu sa môže takmer celá vyrobená elektrická energia použiť na prevádzku tepelných čerpadiel. Prebytočná energia sa ukladá v akumulačnom zásobníku, z ktorého sa potom uvoľňuje v potrebnom množstve.

Spojenie s fotovoltickými panelmi umožňuje čiastočne nezávislú prevádzku technických zariadení – pripojených tepelných čerpadiel. Aktuálne fotovoltické panely pokrývajú 30 % z energie potrebnej na prevádzku. Zvyšných 70 % tvorí CO₂ neutrálna, ekologicky získaná elektrina.

Efektívnosť systému

S realizovaným vykurovacím systémom sú všetci účastníci projektu nadmieru spokojní. Prvé tepelné čerpadlá sú v prevádzke od začiatku roka 2022 a dosahujú vysokú účinnosť, na úrovni 4,9. Vďaka regenerácii pôdy počas chladenia je predpoklad, že toto číslo bude ešte o čosi vyššie.

Pozitívne to vyzerá aj so samotným projektom. Na tepelnú sieť je napojených už všetkých 105 bytov, pričom využitie rovnakého systému sa predpokladá aj pri ďalších projektoch.

TEXT A FOTO: Stiebel Eltron

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik 4/2025