Jarkovni zemeljski kolektor: učinkovito izkoriščanje toplote zemlje

Jarkovni zemeljski kolektor omogoča izkoriščanje brezplačne toplote zemlje in učinkovito delovanje toplotne črpalke. Gre za vrsto plitvo vgrajenega zemeljskega kolektorja, ki je položen v ožjem jarku, običajno speljanem ob robu parcele.

V kombinaciji s toplotno črpalko zemlja/voda predstavlja trajnostno in gospodarno rešitev za ogrevanje. Ker potrebuje manj prostora kot klasični horizontalni kolektor, ga je mogoče prilagoditi tudi manjšim parcelam.

Jarkovni zemeljski kolektor je še posebej zanimiv za novogradnje, ob ustreznih prostorskih pogojih pa ga je mogoče vgraditi tudi ob obstoječih stavbah.

V našem vodniku o virih energije za toplotne črpalke smo predstavili, od kod lahko toplotna črpalka pridobiva toploto: iz zraka, vode ali zemlje. Tokrat si bomo podrobneje ogledali jarkovni zemeljski kolektor.

Toploto zemlje je mogoče izkoriščati tudi z:

• geosondami oziroma geotermalnimi vrtinami,
• horizontalnimi zemeljskimi kolektorji.

Najpomembnejše o jarkovnem zemeljskem kolektorju

• v kombinaciji s toplotno črpalko zemlja/voda izkorišča brezplačno toploto zemlje,
• potrebuje manj prostora kot klasični horizontalni kolektor,
• izvedba je praviloma cenejša od geotermalne vrtine,
• ob pravilnem načrtovanju je primeren tudi za manjše parcele,
• ima dolgo življenjsko dobo in potrebuje zelo malo vzdrževanja,
• omogoča učinkovito ogrevanje, ob ustrezni zasnovi pa tudi pasivno hlajenje.

Želim brezplačno svetovanje

Kaj je jarkovni zemeljski kolektor?

Jarkovni zemeljski kolektor je cevni sistem iz dolgih in prožnih polietilenskih cevi oziroma PE-cevi. Te se v zankah ali spiralah položijo v ozek jarek, ki je običajno speljan ob robu parcele oziroma okoli hiše.

Kolektor se praviloma vgradi približno od 1,5 do 2 metra pod površjem. Na tej globini je temperatura zemlje tudi pozimi razmeroma stabilna, zato lahko sistem skozi vse leto zagotavlja zanesljiv vir energije.

Za razliko od geosonde jarkovni kolektor ne potrebuje globokega vrtanja in velike vrtalne opreme. Izvedba je zato lahko hitrejša in cenovno dostopnejša. V primerjavi s klasičnim horizontalnim zemeljskim kolektorjem pa potrebuje manj proste površine.

Tako lahko toploto zemlje učinkovito uporabljate za ogrevanje prostorov in sanitarne vode, ob ustrezni zasnovi sistema pa tudi za prijetno pasivno hlajenje poleti.

Kako deluje jarkovni zemeljski kolektor?

PE-cevi so v jarku položene v prekrivajočih se zankah oziroma spiralah. Po njih kroži slanica – mešanica vode in sredstva proti zmrzovanju.

Slanica sprejema toploto iz okoliške zemlje in jo prenaša do toplotne črpalke. Toplotna črpalka nato temperaturo pridobljene energije s pomočjo hladilnega kroga dvigne na raven, primerno za ogrevanje stavbe in pripravo sanitarne vode.

Ohlajena tekočina se vrne v kolektor, kjer ponovno sprejme toploto zemlje. Proces poteka neprekinjeno in samodejno.

Zakaj je jarkovni kolektor učinkovit?

Velika odvzemna moč na majhni površini
Zaradi spiralne razporeditve cevi je mogoče na razmeroma majhni površini vzpostaviti veliko površino za prenos toplote.

Visoko letno grelno število
Temperatura zemlje je stabilnejša od temperature zunanjega zraka, zato lahko toplotna črpalka zemlja/voda skozi leto deluje zelo učinkovito.

Možnost pasivnega hlajenja
Ob ustreznem dimenzioniranju lahko sistem poleti uporablja nižjo temperaturo zemlje tudi za energijsko varčno pasivno hlajenje stavbe.

Primerjava jarkovnega kolektorja z drugimi sistemi

Jarkovni kolektor ali toplotna črpalka zrak/voda?

Toplotna črpalka zrak/voda je praviloma preprostejša in cenejša za vgradnjo, saj ne potrebuje zemeljskega kolektorja. Njena učinkovitost pa je bolj odvisna od zunanje temperature.

Jarkovni kolektor s toplotno črpalko zemlja/voda uporablja razmeroma stabilno toploto zemlje. Zato lahko tudi v hladnih zimskih dneh deluje enakomerneje in učinkoviteje. Sistem nima zunanje ventilatorske enote in je zelo tih.

Jarkovni kolektor ali geosonda?

Geosonda pridobiva toploto iz globljih plasti zemlje in zagotavlja zelo stabilne pogoje delovanja. Potrebuje malo prostora na parceli, vendar zahteva globoko vrtanje, pripravo ustrezne dokumentacije in praviloma višjo začetno investicijo.

Jarkovni kolektor ne potrebuje globoke vrtine, zato je njegova izvedba običajno preprostejša in cenovno dostopnejša. Na parceli pa mora biti dovolj prostora za izkop jarka.

Jarkovni ali horizontalni zemeljski kolektor?

Klasični horizontalni kolektor je razporejen po večji površini parcele. Jarkovni kolektor ima cevi zbrane v ožjem jarku, ki pogosto poteka ob robu zemljišča, zato potrebuje manj prostora.

Oba sistema lahko zagotavljata visoko učinkovitost. Najprimernejša rešitev je odvisna od velikosti in oblike parcele, sestave tal ter toplotnih potreb stavbe.

Kaj je treba upoštevati pri načrtovanju?

Za učinkovito in zanesljivo delovanje morata biti velikost kolektorja in razporeditev cevi prilagojeni stavbi, toplotni črpalki ter razmeram na parceli.

Potrebna dolžina kolektorja
Kolektor se dimenzionira glede na izračunano toplotno obremenitev stavbe. Jarek je lahko orientacijsko dolg od 40 do 80 metrov, vendar je dejanska dolžina odvisna od potreb objekta in lastnosti tal.

Starejše oziroma energijsko manj učinkovite stavbe imajo praviloma večje potrebe po toploti. Zato potrebujejo daljši kolektor in več prostora za njegovo izvedbo.

Globina in širina jarka
Cevi se običajno polagajo na globini od 1,5 do 2 metra. Pri vodoravno položenih zankah je jarek lahko širok približno od 1 do 2 metra.

Če je prostora manj, je mogoče pri ustreznem načrtovanju zanke položiti tudi navpično. V tem primeru je jarek ožji, vendar mora izvedbo določiti usposobljen projektant.

Potek jarka
Jarek je pogosto speljan ob robu parcele, s čimer osrednji del zemljišča ostane prost za običajno uporabo. Pri načrtovanju je treba upoštevati predpisane odmike od meje, stavb, komunalnih vodov in drugih ovir.

Velikost parcele
Jarkovni kolektor je mogoče prilagoditi tudi manjšim parcelam. Končna izvedljivost je odvisna od potrebne grelne moči, oblike zemljišča, razpoložljive dolžine jarka in sestave tal.

Sestava tal
Vlažna in ilovnata tla praviloma omogočajo boljši odvzem toplote. Kamnita, zelo suha ali težko izkopljiva tla lahko izvedbo otežijo oziroma zahtevajo večji kolektor.

Dostop do zemljišča
Parcela mora biti med izvedbo dostopna za bager in drugo potrebno mehanizacijo.

Rastline in poznejša uporaba površine
Nad kolektorjem je praviloma mogoče urediti zelenico in površino uporabljati za hojo. Izogibati pa se je treba globoko ukoreninjenim drevesom, pozidavi in posegom, ki bi lahko poškodovali cevi ali omejili naravno obnavljanje toplote v zemlji.

Dokumentacija in soglasja
Pred začetkom del je treba preveriti lokalne pogoje, odmike, morebitna varovana območja in zahteve pristojnih organov.

Nasvet alpha innotec: Natančen izračun toplotnih potreb in analiza zemljišča pomagata določiti optimalno dolžino kolektorja ter preprečiti poznejše težave z učinkovitostjo sistema.

Sestavni deli jarkovnega kolektorja

PE-cevi
Prožne, trpežne in proti koroziji odporne cevi, ki se v zankah položijo v pripravljeni jarek.

Slanica
Mešanica vode in sredstva proti zmrzovanju, ki prenaša toploto med zemljo in toplotno črpalko.

Jarek
Izkop, speljan ob robu parcele oziroma okoli objekta. Njegova širina in globina sta odvisni od načina polaganja cevi in potrebne moči sistema.

Razdelilnik
Element, ki povezuje posamezne cevne zanke in omogoča enakomeren pretok slanice skozi sistem.

Načrtovanje se lahko na prvi pogled zdi zahtevno, vendar je s strokovno podporo celoten postopek precej preprostejši.

Želim brezplačno svetovanje

Koliko stane jarkovni zemeljski kolektor?

Cena jarkovnega zemeljskega kolektorja je odvisna predvsem od:

• toplotnih potreb stavbe,
• potrebne dolžine in velikosti kolektorja,
• sestave tal,
• dostopnosti parcele,
• obsega zemeljskih del,
• izbrane toplotne črpalke,
• zahtevnosti povezave z ogrevalnim sistemom.

Začetna investicija je višja kot pri nekaterih drugih ogrevalnih sistemih, vendar lahko učinkovito delovanje toplotne črpalke zemlja/voda dolgoročno občutno zmanjša stroške ogrevanja.

Cevi zemeljskega kolektorja imajo ob pravilni izvedbi zelo dolgo življenjsko dobo in potrebujejo le malo vzdrževanja.

Navedene vrednosti so zgolj informativne. Dejanska cena je odvisna od objekta, lokacije, razmer na parceli in ponudbe izvajalca.

Prednosti in slabosti jarkovnega zemeljskega kolektorja

Jarkovni kolektor združuje visoko učinkovitost, dolgo življenjsko dobo in manjšo potrebo po prostoru kot klasični horizontalni kolektor. Posebej primeren je za novogradnje, tudi na nekoliko manjših parcelah.

Pri obstoječih stavbah z zelo malo prostora ali neugodnimi tlemi pa je treba preveriti, ali bi bila primernejša druga vrsta toplotne črpalke.

Prednosti

• visoka učinkovitost in stabilno delovanje,
• nizki obratovalni stroški,
• uporaba obnovljive toplote zemlje,
• manjši izpusti CO₂,
• možnost energijsko varčnega pasivnega hlajenja,
• manjša potreba po prostoru kot pri horizontalnem kolektorju,
• praviloma nižja investicija kot pri geotermalni vrtini,
• dolga življenjska doba,
• malo potrebnega vzdrževanja,
• tiho delovanje brez zunanje enote.

Slabosti

• parcela mora biti med izvedbo dostopna za gradbeno mehanizacijo,
• potrebna so obsežnejša zemeljska dela,
• sistem ni primeren za vsako parcelo,
• kamnita ali težko izkopljiva tla lahko izvedbo podražijo,
• na zelo majhnih parcelah morda ni dovolj prostora,
• površina nad kolektorjem ima določene omejitve pri poznejši uporabi.

Toplota neposredno z vašega vrta

Jarkovni zemeljski kolektor omogoča uporabo naravne toplote zemlje neposredno ob vašem domu. Ne potrebuje globokega vrtanja, hkrati pa zavzame manj površine kot klasični horizontalni kolektor.

V kombinaciji s toplotno črpalko zemlja/voda zagotavlja učinkovito, tiho in zanesljivo ogrevanje skozi vse leto. Tako lahko dolgoročno zmanjšate stroške ogrevanja in odvisnost od fosilnih goriv.

Zaradi dolge življenjske dobe in majhnih potreb po vzdrževanju predstavlja trajno rešitev za sodoben in udoben dom.

Posebej primeren je za dobro izolirane novogradnje z dovolj prostora ob objektu. Pri starejših stavbah ali zelo majhnih parcelah pa je treba izvedljivost preveriti glede na toplotne potrebe in razmere na zemljišču.

Je jarkovni zemeljski kolektor primeren za vaš dom?

S spodnjim seznamom lahko okvirno preverite, ali bi bil jarkovni kolektor primerna rešitev za vaš objekt.

Velikost parcele
Okoli hiše je dovolj prostora za jarek, širok približno od 1 do 2 metra. Večja kot je potrebna grelna moč, daljši mora biti kolektor.

Sestava tal
Na parceli ni večjih količin trdne kamnine ali drugih plasti, ki bi močno otežile izkop. Primernejša so zemljena, peščena ali ilovnata tla z dovolj vlage.

Vrsta stavbe
Sistem je posebej primeren za dobro izolirane novogradnje. Pri starejših stavbah mora biti na voljo dovolj prostora za kolektor, ki bo pokril večje potrebe po toploti.

Toplotna obremenitev
Razpoložljiva dolžina in velikost kolektorja zadoščata za potrebno grelno moč stavbe.

Dostop za zemeljska dela
Parcela je med gradnjo dostopna za bager in drugo potrebno mehanizacijo.

Uporaba vrta
Površina nad kolektorjem bo ostala večinoma prosta, brez poznejše gradnje in globoko ukoreninjenih dreves.

Dokumentacija
Na lokaciji ni omejitev, ki bi preprečevale izvedbo, oziroma je mogoče pridobiti potrebna soglasja.

Če za vaš dom velja večina teh pogojev, obstaja velika verjetnost, da je jarkovni zemeljski kolektor primerna rešitev.

Strokovnjaki alpha innotec vam bodo pomagali preveriti možnosti in skupaj z vami poiskati rešitev, ki najbolje ustreza vašemu domu ali projektu.

Pogovorimo se

Pogosta vprašanja o jarkovnih zemeljskih kolektorjih