V současné době se stále častěji používají jako zdroj energie pro větší stavby či průmyslové objekty tepelná čerpadla země – voda. Vedle již dobře známých systémů s využitím geotermálních vrtů nebo plošných kolektorů, přibývá instalací, které pro získávání nízkopotencionální energie z podloží využívají stavebních konstrukcí budov. Jedná se o aktivaci základů, pilot a základových stěn. Nejvíce se využívají energetické piloty, které jsou zároveň využity jako nosný prvek budovy. Stejným způsobem lze využít i základových stěn budovy, které se nacházejí pod úrovní terénu (podzemní parkoviště, stěny tunelů nebo metra) - pak se jedná o energetické stěny.
Stavby, které se nacházejí v místech s nezpevněným podložím, je zapotřebí „ukotvení“ budovy pomocí pilot. Využití těchto stavebních prvků patří k nejefektivnějším a z hlediska investice i k nejvýhodnějším způsobům získávání energie. Prostor pod základovou deskou objektu není ovlivňován slunečním zářením, proto jej lze pomocí energopilot využívat jako akumulátor tepla a chladu. V topné sezóně tepelné čerpadlo odebírá energii z piloty a tím ji ochlazuje, v letním období se naakumulovaný chlad využije ke klimatizování a naopak se do pilot ukládá teplo. Nashromážděný chlad lze využít i bez použití tepelného čerpadla, respektive jeho kompresoru. Oběhové čerpadlo vhání chlad z pilot přímo do vzduchotechniky nebo stropních či stěnových panelů. Takovýto způsob chlazení se nazývá "free cooling" nebo-li pasivní chlazení. Pokud se chladící potenciál vyčerpá ještě v průběhu letního období nebo je jeho spotřeba tak vysoká, že musí pracovat kompresor tepelného čerpadla, dochází k tzv. "active cooling" nebo-li aktivnímu chlazení, jehož výkon je vyšší.
Ziskovost pilot je ovlivněná několika faktory. Nejdůležitější je typ podloží, ve kterém se piloty nacházejí (nutnost provedení IG průzkumu). Zde platí, že ideální je zvodnělé podloží s písky, které vykazuje nejlepší vydatnost. Prouděním spodních vod dochází rovněž k rychlé teplotní regeneraci. Dalším významným faktorem je hloubka a průměr armovací koše.
Důležité je si uvědomit, že využití energetických pilot pouze pro vytápění nebo pouze pro chlazení, je z hlediska investice a následné výši úspory neefektivní. Vždy je doporučováno, aby systém pracoval v režimu vytápění / chlazení. Základy budovy mají pouze omezenou tepelnou kapacitu, kterou můžeme třeba pouhým ochlazováním základů rychle vyčerpat, pokud se nejedná o extrémně zvodnělé podloží.
DIMENZOVÁNÍ A INSTALACE
Při dimenzování energetických pilot je potřeba dbát na to, že teplota v základech nesmí dlouhodobě klesnout do záporných hodnot, proto je správné dimenzování jedním z nejdůležitějších faktorů správně fungujícího systému. Pro zjištění přesných hodnot a předpokládané vydatnosti pilot je potřeba provedení Inženýrsko-geologického průzkumu (IG). Uvedený průzkum nám dokáže napovědět, zda bude vydatnost pilot dostačující pro energetickou náročnost budovy nebo bude zapotřebí dalších dodatečných zdrojů (geotermální vrty atd.). Při dimenzování primárního okruhu se bere ohled na rozložení energetických potřeb objektu, typ podloží, rozmístnění pilot, délka a průměr armovacího koše.
Energie z piloty je jímána prostřednictvím polyetylenového potrubí, které se upevní do armovacího koše pomocí upínacích pásek, uloží do piloty a následně zabetonuje. Termicky aktivovat lze prakticky všechny druhy pilot, ať už se jedná o hotové piloty z betonu, vrtné piloty, šnekové piloty nebo piloty betonované přímo na stavbě.
MOŽNOSTI POKLÁDKY POTRUBÍ V ENERGETICKÝCH PILOTÁCH
Pro využití energie z pilot se nejčastěji používá PE-RC potrubí d25x2,3 mm. Potrubí lze do piloty uložit několika způsoby.
- Vystrojení energetické piloty - spirála
Jeden z nejvýhodnějších způsobů pokládky je "spirála". Potrubí se namotává po vnitřním obvodu armokoše v jednotném stoupání. Výhodou tohoto způsobu je odebírání tepla z větší plochy, doba instalace, funkčnost a cena. Nevýhodou je, že tento způsob lze použít pouze pro větší dimenze pilot.
- Vystrojení energetické piloty - meandr
Dalším možným způsobem je pokládka do "meandru". Potrubí je namotáváno po výšce armokoše s oblouky u paty a hlavy piloty. Tato varianta se používá často, hlavně u pilot s menším průměrem.
- Vystrojení energetické piloty – jednotlivé smyčky
Způsobem pokládky "jednotlivé smyčky". Jedná se o rozdělení každé smyčky v pilotě zvlášť. Největší výhodou této pokládky jsou nízké tlakové ztráty. Nevýhodou pak vysoké náklady a nemožná kontrola průtoků.
- Vystrojení energetické piloty - sondou
Novým způsobem jsou tzv. zarážecí piloty, které jsou následně vystrojeny zkrácenou zemní sondou. Litinová trubka je zarážena až do dostupné hloubky a následně je do ní zapuštěna jedna polovina geotermální zemní sondy 4x32mm z materiálu PE100RC, která se poté zainjektuje. Tento způsob je finančně i časově velmi nenáročný a přesto efektivní.
