Šilumos siurblio įrengimas

Šildymas oras-vanduo šilumos siurbliu. Kaip nustatyti reikalingą šildymo poreikį ir sužinoti, ar pakaks šilumos siurblio generuojamos šilumos? Šilumos siurblio rodikliai ir įrengimo sąlygos.

Šilumos siurblį teisingai pasirinksite palyginę savo namo šildymo poreikį su šilumos siurblio galia, o šilumos siurblio efektyvumą rodo vidutinis metinis naudingumo koeficientas šaltam klimatui - SCOP. Koeficientas parodo, koks per visus metus, esant įvairioms oro sąlygoms, bus šilumos siurblio sunaudotos elektros energijos ir išgautos šilumos energijos santykis.

Tiksli reikalinga šildymo sistemos galia nustatoma suskaičiavus bet kurio pastato ar individualaus namo savituosius šilumos nuostolius.

Šildymo sąnaudos naujos statybos name

A+ ir A++ klasės name jau reiktų  galvoti ne apie šildymo sistemą, o apie mikroklimato užtikrinimą - t.y., vėdinimą, vėsinimą ir energijos gamybą iš atsinaujinančių šaltinių bei apie tai, kokią įrangą pasirinkti, kad būtų užtikrintas komfortiškas mikroklimatas. Tokio efektyvumo name šildymo sistema jau nėra lemiamas komforto veiksnys.

Dėl energinio naudingumo sertifikavimo kiekvieno individualaus namo ar kitos paskirties pastato projektavimo darbų grandinę papildė energinio naudingumo eksperto skaičiavimai arba energinis modeliavimas.  Preliminarūs skaičiavimai atliekami iki statybą leidžiančio dokumento - statybos leidimo gavimo ir pateikiami statybos leidimui gauti kartu su kitais dokumentais.

Gavus statybos leidimą konstruktorius rengia techninį darbo projektą, atitinkamų sričių specialistai - šildymo, vėdinimo, oro kondicionavimo (ŠVOK) projektines dalis.

Atestuotas pastatų energinio projektavimo specialistas (inžinierius projektuotojas), apskaičiuoja preliminarius šilumos nuostolius per visas namo konstrukcijas - sienas, grindis, stogą, langus, duris. Iš gautų duomenų nustato šildymo, vėdinimo, jei reikia, vėsinimo, kriterijus, kurie užtikrina, kad bus pasiekta norima energinio efektyvumo klasė. Energinio projektavimo specialistas pateikia duomenis tolimesniam projektavimui, kuriais remiantis priimami kiti sprendiniai.

Tikslus šilumos energijos poreikio skaičiavimas  susietas su per sienas, langus, duris ir kitas atitvaras prarandama šiluma - savitaisiais namo šilumos nuostoliais.

Pirmiausia naujo pastato atskirų atitvarų (grindų, sienų, stogo, langų, durų) šilumos perdavimo koeficientų vertės neturi būti didesnės už leistinąsias, nurodytas STR 2.01.02:2016 „Pastatų energinio naudingumo projektavimas ir sertifikavimas".

Naujai projektuojamų pastatų (jų dalių) atitvarų leistinosios šilumos perdavimo koeficientų U1 (W/(m2×K)) vertės:

Naujai projektuojamų pastatų atitvaras ar jos dalis leidžiama projektuoti su blogesnėmis šiluminėmis savybėmis, negu šios savybės reglamentuotos atitinkamos energinio naudingumo klasės norminiams savitiesiems šilumos nuostoliams skaičiuoti. Tačiau šių atitvarų ar jų dalių šilumos perdavimo koeficientas negali būti didesnis už leistinąją. Paprasčiau kalbant, galimi prastesni namo rodikliai, bet ne prastesni nei leidžia leistinosios vertės. Siekiant atitinkamos energinio naudingumo klasės, kitų pastato atitvarų šiluminės savybės turi būti pagerintos tiek, kad kompensuotų blogesnių šiluminių savybių atitvarų savitųjų šilumos nuostolių padidėjimą.

Savitieji šilumos nuostoliai - visų atitvarų ploto (arba ilginių šiluminių tiltelių ilgio) ir šilumos perdavimo koeficientų sandaugų suma. Skaičiuojami atskirų atitvarų mėnesiniai šilumos nuostoliai, po to, atsižvelgiant į šilumos praradimus - šilumos energijos poreikis ir šilumos šaltinio projektinė galia, kuri kompensuotų šilumos praradimus.

Tai tikslūs ir sudėtingi skaičiavimai, bet jie atliekami programine įranga, automatiškai, svarbiausia energinio projektavimo specialistui turėti visus duomenis, atsižvelgti į pataisas. Pataisų yra daug. Svarbi yra namo orientacija pasaulio šalių atžvilgiu, nes įtraukiama saulės energijos pritėkių generuojama šiluma. Kokie tikslūs tai skaičiavimai, galime spręsti iš to, kad skaičiuojama net ir žmonių kūnų išskiriama šiluma, jų buvimo patalpose laikas, įtraukiamos vyraujančios vėjo krypties ir greičio pataisos, sandarumo rodiklis, lauko ir vidaus temperatūra ir kt. Dažnai tai yra standartiniai pataisų koeficientai, įtraukti į skaičiavimo programą, bet gali būti ir specifinių pataisų, priklausomai nuo to, koks yra pastato tipas.

Kod šie skaičiavimai sudėtingi, galime spręsti iš minėtame STR'e pateikiamos šilumos šaltinio projektinės galios apskaičiavimo formulės. Pastatui šildyti reikalinga šilumos šaltinio projektinė galia Ph (W- vatais) skaičiuojama nevertinant šilumos pritekėjimų į patalpas.  Šildymo arba šilumos šaltinio projektinės galios formulė yra:

Supaprastintai šildymo sistemos arba šilumos šaltinio galią galima skaičiuoti:

Ph=H (θi - θe) arba Ph (W) =H*45, kur Ph - reikalinga projektinė šiluminė galia, H - projektiniai savitieji šilumos nuostoliai,  H=Σ(U*A), θi - projektinė vidaus temperatūra, θe - projektinė išorės temperatūra.

Suprantama, energinio projektavimo specialistai skaičiuoja daug tiksliau, pavyzdžiui, reikalingo šilumos šaltinio galia priklauso ir nuo to, kaip jis valdomas - automatiškai ar rankiniu būdu. Dr. Donatas Aviža, pastatų energinio naudingumo audito ir sertifikavimo ekspertas, yra suskaičiavęs, kad pastato energiniam projektui parengti tenka naudoti  per 600 formulių.

Yra apskaičiuota, kad  pavyzdžiui, B energinės klasės namui vidutinis šilumos energijos poreikis šildymui ir karšto vandens ruošimui yra 130  W/kv.m,  A klasės - 40- 50 W/kv.m,  A+ klasės - 30-40 W/kv.m,  A++ klasės - apie 20-30 W/kv.m.  Bet tai apytikrės, vidutinės reikšmės, jūsų namo poreikiai gali būti ženkliai mažesni arba didesni, jie priklauso ir nuo namo ploto.

Tad svarbiausias dalykas renkantis šildymo įrangą, yra žinoti tikslų projektinį namo šildymo galios poreikį, jis paprastai nurodomas su karšto vandens poreikiu.

Kiek kitokia logika vadovaujamasi skaičiuojant metines energijos sąnaudas ir šildymo įrangos galią renovuojamam namui.

Šilumos siurblys renovacijai

Eksploatuojamo namo šildymo poreikį nustatyti sudėtingiau, nes dažniausiai nėra duomenų, pagal kuriuos būtų galima apskaičiuoti šilumos nuostolius per atitvaras.

UAB „Ekoklima" vadovas Robertas Kleštornas sako, kad tokiais atvejais neblogas būdas šildymo poreikio nustatymui - naudojamosšildymo duomenys. Pavyzdžiui, kiek per 12 mėn. buvo sukūrenama malkų ar kito kuro?

Jeigu planuojama įsirengti šilumos siurblį, jis per metus turės pagaminti tokį pat energijos kiekį. NIBE šilumos siurblių gamintojas yra sukūręs kompiuterinę programą, kuri įvertina visus duomenis: klimatą, šildymo sistemos ypatumus, reikalingus karšto vandens kiekius ir parekomenduoja tinkamus šilumos siurblio modelius. Suvedus elektros energijos ir malkų kainas, programa pateikia apytikrius kaštus šildymui po renovacijos šildant šilumos siurbliu.

Pavyzdžiui, parenkant šilumos siurblį namui, kuriame per metus sukūrenama 16 kub.m malkų kieto kuro katile, kai naudojama radiatorinė šildymo sistema, programa parinko 8 kW oras-vanduo šilumos siurblį. Šildymo poreikio arba šilumos energijos sąnaudų skaičiavimas eksploatuojamame name:

Renovavus šildymo sistemą ir pakeitus malkinį katilą į oras-vanduo šilumos siurblį, ekonominis skaičiavimas rodo, kad metinės išlaidos šildymui padidėjo 141 euru arba 11,75 euro per mėnesį, jei skaičiuosime kiekvieno mėnesio sąnaudas. Įvertinus tai, kad nebereikia rūpintis kietojo kuro įsigijimu bei sandėliavimu, prižiūrėti kūrenamo katilo ir dirbi kūriku bei valyti - patogumas ir šilumos siurblio komfortas atperka šį skirtumą.

UAB „Ekoklima" vadovas sako, kad priklausomai nuo namo šilumos poreikio, būna atvejų, kai kaštai neišauga ir skaičiavimai rodo, kad šilumos siurblys metinėje statistikoje šildo pigiau negu senoji kietojo kuro sistema.

Kitas šilumos siurblio oras-vanduo privalumas tas, kad katilinėje dar liks vietos kitoms reikmėms, nes šiuolaikiniai šilumos siurbliai kompaktiški. Šilumos siurblio oras - vanduo vidinį bloką galima montuoti net virtuvėje, jei tik yra sąlygos (jas rasite žemiau).

Vidinis šilumos siurblio blokas gali būti montuojamas virtuvėje, valdymo modulis uždengtas durelėmis.

Labai svarbu teisingai parinkti šilumos siurblio galią pagal šilumos energijos poreikį, nes per mažo galingumo šilumos siurblys nesugeneruos reikiamo šilumos kiekio ir naudos elektros energiją. O įsigydami per didelės galios šilumos siurblį sumokėsite už tai, kas jums nereikalinga, siurblys dažnai įsijunginės ir išsijunginės, o tai nėra naudinga kompresoriaus ilgaamžiškumui.  Didžiausias šilumos siurblio efektyvumas pasiekiamas, kai jis veikia nominalia galia, minimalios galios riba yra maždaug 30 proc. nominalios galios.

Šilumos siurblys oras-vanduo

Dėl aukšto pastatų energinio efektyvumo, šilumos siurblių technologijų progreso ir vis didėjančio efektyvumo, subalansuotos šilumos siurblių kainos ir palyginti nesudėtingo įrengimo, šildymo prietaisų rinkos lyderiais tampa oras-vanduo šilumos siurbliai. Jie gali būti naudojami tiek grindinio šildymo sistemoje, tiek radiatoriniam šildymo būdui.

Kaip rodo praktika, Švedijos šilumos siurblių gamintojo „NIBE Energy Systems" oras-vanduo šilumos siurbliai NIBE gali visiškai patenkinti   tiek senesnių namų, tiek A, A+ ir A++ energinio efektyvumo pastatų šilumos poreikį. Švediški šilumos siurbliai pritaikyti šaltam klimatui ir pats efektyviausias šio gamintojo šilumos siurblys gali tiekti +63 laipsnių C vandenį lauke esant -25 laipsnių C šalčio.

Šilumos siurblys oras-vanduo - tai atvirkščiu principu veikiantis šaldytuvas. Jei šaldytuvas patalpos orą atvėsina, tai šilumos siurblys lauko orą aušina ir šio proceso metu gaunamą šilumą per šilumokaitį perduoda šilumnešiui - freonui arba specialiam termofikaciniam skysčiui. Kaip minėta, dėl technologijos efektyvumo šie šilumos siurbliai tapo prieinamais tiek naujos statybos, tiek renovuojamuose senos statybos būstuose. Juose įsirengti šilumos siurblį ypač patogu, nes iš esmės nereikia nieko ardyti ar remontuoti.  Oras-vanduo šilumos siurblys kainos ir efektyvumo požiūriu yra pigiausias priežiūros nereikalaujantis šildymo būdas. Ypač naujos statybos namuose, kuriuose energijos sąnaudos nedidelės.

Oras-vanduo šilumos siurblius galima skirstyti į monoblokinius ir Split tipo. Jie visi turi inverterinį valdymą - tai reiškia, kad kompresorius veikia pagal šilumos energijos poreikį, kintama galia.

Monoblokinis oras-vanduo šilumos siurblys - tai vidinis ir lauko blokai. Lauke statomas blokas su kompresoriumi, šilumokaičiu, kuris tiesiogiai perduoda šilumą į termofikacinio skysčio kontūrą šildymo, karšto vandens ruošimo sistemose. Sistema freonu užpildoma gamykloje. Lauko ir vidinį bloką jungia vandens pripildytas vamzdis.

Oro-vandens šilumos siurblio Split sistemą sudaro du blokai - išorinis ir vidinis su šilumokaičiu, freonas tarp lauko ir vidinės dalies užpildomas montuojant siurblį jo statymo vietoje. Split sistemoje vidinio garintuvo ir kompresoriaus blokai yra atskirti.

Laikoma, kad Švedijos NIBE gamintojo oras-vanduo šilumos siurbliai yra vieni efektyviausių rinkoje. Pavyzdžiui,  NIBE F2120 modelio tiekiamo srauto temperatūra nenaudojant kaitinimo elementų yra iki 65 °C ir 63 °C, kai išorės lauko temperatūra -25 °C. Todėl šiais šilumos siurbliais drąsiai galima keisti kieto kuro katilo su aukštų temperatūrų radiatoriais šildymo sistemą.

NIBE oras-vanduo sistema yra suderinama su kitais energijos šaltiniais ir leidžia lengvai įdiegti papildomas funkcijas, pavyzdžiui, vėdinimo, vėsinimo, karšto vandens ruošimo, saulės kolektorių ar saulės jėgainės, baseino vandens šildymo, akumuliacinės talpos vandens temperatūros palaikymą.

NIBE F2120 šilumos siurblio oras-vanduo monoblokas yra suderinamas su NIBE VVM vidiniais moduliais, kurie parenkami pagal reikalingą šildymo galią.

Monoblokinio šilumos siurblio sistemoje viduje montuojamas tik pajungimo blokas, todėl tai labai nesunkiai įrengiama sistema. Vienintelė rizika yra elektros energijos tiekimo nutraukimas per didelius šalčius - tokiu atveju gali užšalti lauke esantis pajungimo vamzdynas. Tačiau jei nebūna elektros tiekimo pertrūkių, šilumos siurblio oras-vanduo monoblokas yra geras pasirinkimas, nes labai paprastai sumontuojamas ir pajungiamas, freonas cirkuliuoja tik uždaroje šilumos siurblio dalyje. Vamzdyno užšalimo pavojus eliminuojamas izoliacija. Eksploatuojant šilumos siurblį retkarčiais reikia patikrinti, kad grotelelių ir kondensato išleidimo angos neuždengtų lapai, ypač rudenį.

Šilumos siurblio monoblokas statomas lauke ir jungiamas į trifazį elektros tinklą bei sujungiamas su valdymo bloku ir šildymo sistemos vamzdynu.

Pavyzdžiui, NIBE F2040 šilumos siurblio oras-vanduo galios modifikacijos yra 6, 8, 12, 16 kW, per metus pagamina 3-4  kartus daugiau šilumos energijos nei elektrinis šildytuvas naudojantis tiek pat energijos. Galima montuoti su vidiniu karšto vandens ruošimo moduliu VVM ir automatinio valdymo bloku SMO. NIBE VVM vidiniai moduliai užtikrina efektyvų šildymą /vėsinimą ir karštą vandenį. Jie komplektuojami su patogia išmaniąja valdymo sistema, vandens šildytuvu, papildoma elektrine šildymo sistema ir savireguliaciniu cirkuliaciniu siurbliu.

Dažnas klausimas apie šilumos siurblius oras-vanduo yra dėl išskiriamo kondensato ir agregato apšalimo.

Veikiant šilumos siurbliui išorės bloke susidaro tam tikras kiekis kondensto, jis yra išvedamas vamzdeliu. Jeigu norima, kad kondensatas nevarvėtų ant žemės, galima įrengti kondensato nuvedimą, kuomet  vanduo nuvedamas į lietaus kanalizaciją. Šiuolaikiniuose siurbliuose sušalęs kondensatas automatiškai atitirpinamas. Nuo atitirpinimo būdo labai priklauso šilumos siurblio SCOP. NIBE daug investavo į patikimą lauko bloko atitirpinimą.

Oras - vanduo šilumos siurblys ir jo montavimas yra santykinai pigesnis šilumos šaltinis nei geoterminis šilumos siurblys, įrengiant nereikia nei kasti, nei gręžti, nereikalingas joks įvadas ar kaminas. Kai nėra galimybės sklype įrengti horizontalų vamzdyną ar gręžinį, šilumos siurblys oras-vanduo yra optimalus pasirinkimas, ypač sodininkų bendrijų sklypuose, taip pat ir rekonstruojant šildymo sistemą.

Vienas efektyviausių oras-vanduo šilumos siurblių NIBE F2120: SCOP > 5,0 (vidutinis klimatas, žema temperatūra) ir SCOP 4,3 (šaltesnis klimatas, žema temperatūra). Tiekiamo srauto temperatūra yra iki 65 °C.

Oras-vanduo šilumos siurblys leidžia šildyti namus žiemos sezono metu ir vėsinti juos vasarą su mažesnėmis energijos sąnaudomis. Šių siurblių galios diapazonas - nuo 6 iki 20 kW. Galima rinktis iš dviejų sistemų - monobloko arba Split sistemą. Kaip minėjome, esminis jų skirtumas - šilumokaičio montavimo vieta.

Pavyzdžiui, NIBE Split ACVM 270 yra kompaktiškas inverteriu valdomas oras-vanduo šilumos siurblys. Išorinis modulis NIBE AMS 10 šaltnešio vamzdžiais yra sujungtas su viduje esančiu NIBE ACVM 270 prijungimo bloku.

Vidinis NIBE Split ACVM ir išorinis NIBE AMS 10 šilumos siurblio oras-vanduo moduliai.

Šilumos siurblys ištisus metus automatiškai pritaiko savo galią prie patalpų poreikių. NIBE Split ACVM 270 veikia išorės temperatūrai esant net -20 °C, tiekdamas iki 58 laipsnių C temperatūros vandenį.  NIBE ACVM 270 turi integruotą vandens šildytuvą (talpa įvairi), cirkuliacinį siurblį, panardinamąjį šildytuvą ir valdymo sistemą saugiam veikimui užtikrinti. Viduje montuojamą bloką paprasta įrengti, be to, sumontuota sistema užima nedaug vietos.

Vietos paruošimas šilumos siurbliui lauke

Šilumos siurblio oras-vanduo lauko blokui parenkama užuovėja, todėl dažniausiai jie statomi prie sienos. Taip pat reiktų parinkti tokią vietą, kad namo viduje nesigirdėtų siurblio garso, rekomenduojama toliau nuo langų, ypač miegamųjų. Kuo didesnis atstumas nuo namo, tuo mažesnis bus girdimas garsas.

Taip pat atsižvelkite į tai, kad šilumos siurblio darbas netrikdytų kaimynų. Šilumos siurblio atstumas nuo sklypo ribos nereglamentuotas, bet laikytina, kad jis priskiriamas inžineriniams statiniams. STR nurodoma, kad inžinerinio statinio atstumas neturėtų būti arčiau kaip 1 m iki kaimyninio sklypo ribos. Jeigu sklypas yra sodininkų bendrijoje, tuomet, kaip atsakė Valstybinė teritorijų planavimo ir statybos inspekcija, vadovaujamasi Sodininkų bendrijų įstatymu, kuriame nustatyta, kad pastatai turi būti statomi ne mažesniu kaip 3 m atstumu nuo sklypo ribos. Mažesniu atstumu pastatai gali būti statomi turint rašytinį kaimyninio sklypo savininko ar sodininkų bendrijos (kai sklypas ribojasi su bendrojo naudojimo teritorija) valdybos ar pirmininko sutikimą. VTPSI nuomone, šios nuostatos taikomos ir įrengiant pastato  šildymo inžinerinę sistemą (šilumos siurblius), t. y., pastato šildymo inžinerinės sistemos konstrukcijos, įrenginiai turi būti montuojami ne mažesniu kaip 3 m atstumu nuo gretimo žemės sklypo ribos.

Gali būti, kad šiuo atveju įstatymo nuostatos nėra suderintos, bet, įrangiant šilumos siurblį reiktų atsižvelgti į kaimynų interesus.

Tarp namo sienos ir šilumos siurblio bloko turi būti mažiausiai 15 cm tarpas. Kuo didesnis atstumas nuo namo, tuo mažesnis bus girdimas garsas viduje.

Rekomenduojama šilumos siurblio bloką statyti ant betoninio pamato, įrengti kondensato nuvedimą į lietaus kanalizaciją. Alternatyva kondensato nuvedimui gali būti žvyro drenažas po šilumos siurblio bloku.

Išorinio šilumos siurblio oras-vanduo modulio pajungimo vamzdynas.

Katilinės paruošimas oras-vanduo šilumos siurblio moduliui

Katilinėje arba patalpoje, kur statomas vidinis modulis, turi būti įrengtas šildymo sistemos kolektorius arba vamzdynas su termofikatu. Sistema turi būti užpildyta termofikatu ir iš jos išleistas oras. Taip pat katilinėje turi būti ir šalto bei karšto vandens vamzdynas, 3F elektros įvadas, kabelis 2,5 kvadrato x5 (įrenginiui virš 10 kW - 4 kv.x5), automatinis išjungėjas 20 A-c (minimalus),  atvestas iki vietos, kur bus montuojamas vidinis blokas. Šilumos siurblio negalima prijungti neturint elektros tiekimo įmonės leidimo. Sistemos išleidimui reikalinga kanalizacija.

Jei šildymo sistema yra sena (turėjote kieto kuro katilą ar kitą įrenginį) sistema turi būti užpildyta termofikatu ir būtinai nuorinta.

Akumuliacinė karšto vandens talpa šildymo sistemoje

Akumuliacinė arba karšto vandens talpa - kaip įkraunama baterija ar sandėlys šilumos pertekliui kaupti. Tai slėginis vandens indas, todėl jam keliami tam tikri reikalavimai, taip pat sujungimui su šilumos siurbliu, šildymo sistema ir karšto vandens ruošimu reikalingi tam tikri priedai. NIBE savo šildymo įrangos asortimente turi įvairių modelių karšto vandens talpų - įvairaus tūrio, apšiltintų poliuretanu, su dvigubu korpusu, karšto vandens talpos gali būti jungiamos su saulės kolektoriais ar baterijomis.

Karšto vandens talpa ir šilumos siurblio sistema.

Akumuliacinės talpos veikimas pagrįstas vėsaus ir karšto vandens sluoksniavimosi principu: karštas vanduo kyla į viršų, o vėsus leidžiasi žemyn. Vienas siurblys į talpą pumpuoja šilumos siurblio sušildytą vandenį, tiek pat vandens patenka į šildymo sistemą. Iš viršutinės akumuliacinės talpos dalies siurblys tiekia karštą vandenį šildymo sistemai, į apatinę dalį patenka grįžtamasis atvėsęs vanduo. Iš šildymo sistemos tekantis grįžtamasis vanduo užima į šildymo sistemą paduodamo karštesnio vandens vietą. Pirmasis siurblys veikia šilumos siurblio veikimo metu, o antrojo siurblio darbas reguliuojamas patalpų termostato - kai patalpos atvėsta jis įsijungia.

Neveikiant šilumos siurbliui vanduo talpoje dar ilgai bus šiltas, o šildymo sistema dar kurį laiką veiks.

UAB „Ekoklima" visiems NIBE šilumos siurbliams ir kitai šildymo įrangai taiko asmeninį servisą. Tai reiškia, kad kiekvienas šio pardavėjo šilumos siurblys turi atskirą bylą, yra prijungtas prie interneto ir meistrai gali stebėti jo darbą, patarti ir pamatyti gedimus, kartais netgi greičiau, nei juos pajunta savininkas.

ASA.LT informacija, parengta bendradarbiaujant su UAB „Ekoklima", NIBE nuotraukos