Kokį šildymą rinktis naujame ir sename name? Kaip sumažinti šildymo kainą? Geoterminiai šilumos siurbliai  ir oras-vanduo šilumos siurbliai. Geoterminio šilumos siurblio įrengimas. Tekste yra saugios aktyvios nuorodos, kurios nuves į UAB "Ekoklima" šilumos siurblius.

Šilumos siurblio energijos šaltiniai

Bet kuris namo ar pastato savininkas, įsirengdamas šildymą naujame name ar galvodamas apie senos šildymo sistemos renovaciją su atsinaujinančios energijos šaltiniu, pasiekia ne vieną tikslą: pirmiausia - nepriklausomybę  nuo dujų ar biokuro kainų ir jų šuolių. Antra, žymiai sumažina išlaidas šildymui, trečia – naudoja atsinaujinančią energiją ir  prisideda prie klimato kaitos padarinių mažinimo. Kaip atsinaujinančios energijos šaltinis šildymui ir karštam vandeniui ruošti geriausiai pritaikyti šilumos siurbliai, jų technologija užtikrina maksimalų komfortą.

Visiems jau žinoma, kad geoterminio šilumos siurblio energijos šaltinis yra žemė, oras-vanduo siurblio  – aplinkos oras, ištraukiamo oro šilumos siurblio – iš pastato vėdinimo metu šalinamas oras. Tačiau kokį šilumos siurblį rinktis – atsakymą į šį klausimą galima surasti šiek tiek pasigilinus į šilumos siurblių specifiką.

Geoterminis šilumos siurblys tinka tiems,  kas siekia visiškai autonominio,  ekologiško šildymo ir gali investuoti į gręžinį arba turi didesnį sklypą kolektoriui išvedžioti. Vertikaliam giluminiam gręžiniui didelio ploto nereikia, bet įrengimas gali būti brangesnis, priklauso nuo gręžinio gylio. Įsirengus geoterminį šilumos siurblį, turėsite  autonomišką, beveik nemokamą ir maksimaliai ekonomišką šildymą su minimaliomis eksploatacinėmis išlaidomis, nes praktiškai kainuoja tik kompresoriaus ir cirkuliacinių siurblių sunaudojama elektra. Pastaruoju metu atpigo ir patys geoterminiai šilumos siurbliai, gerokai patobulėjo jų technologija.

       

Geoterminio šilumos siurblio šilumos šaltiniai yra žemėje sukaupta saulės energijos šiluma, kuri dažniausiai išgaunama dviem būdais:

Geoterminio šildymo įrengimas su giluminiu gręžiniu

 

Geoterminio šildymo įrengimas naudojant horizontalų kolektorių.

Oras – vanduo šilumos siurblys naudingesnis ten, kur nėra galimybės gręžti, kur ribotas sklypo plotas, kur norima išvengti kasinėjimo darbų ir šildymo sistemą įsirengti greitai. Pasiteisina renovuotuose, apšiltintuose pastatuose. 

Investicija į geoterminį šilumos siurblį didesnė nei į oras-vanduo šilumos siurblį, tačiau geoterminio šilumos siurblio efektyvumas didesnis ir tarnavimo laikas ilgesnis. Abiem atvejais efektyviausia yra neaukštos temperatūros grindinio šildymo sistema. Kitaip tariant, didžiausias ekonominis efektyvumas pasiekiamas, kai iš aplinkos išgaunama kuo aukštesnė temperatūra, o šildymo sistemoje cirkuliuoja kuo žemesnės temperatūros šilumnešis.

Šilumos siurblių palyginimas

Visi šiuolaikiniai šilumos siurbliai pritaikyti aukšto energinio efektyvumo B, A, A+ ir A++ klasės namams. Bet reiktų atsižvelgti į kriterijus, ką norime pasiekti – jei reikia paties didžiausio galimo šilumos siurblio efektyvumo, tuomet labiau tinka geoterminis šilumos siurblys, nes  juo išgaunama šiluma, lyginant su kitais šilumos siurbliais, yra 20-50 proc. pigesnė. Taip yra dėl to, kad grunto temperatūra tam tikrame gylyje visada yra pastovi. Be to, vėsinimas naudojant geoterminį šilumos siurblį iš viso nemokamas. Geoterminio šilumos siurblio atveju nereikalingas lauko agregatas, tik vertikalus gręžinys arba horizontalus vamzdynas lauke. Tiesa, įrengimo kaštai ir pats šilumos siurblys lyginant su kitais šilumos siurbliais kainuoja daugiau. 

Bet reiktų nepamiršti, kad kiekvienais metais Aplinkos projektų valdymo agentūra skelbia kvietimus teikti paraiškas dalinei atsinaujinančių energijos šaltinių kompensacijai. Šiemet kompensuojama iki 50 proc. šilumos siurblio kainos. Dėl žaliosios energetikos kurso ši parama vis didėja ir, tikėtina, kad ne mažesnė bus ir kitais metais. Renovuojant šildymo sistemą parama geoterminiam šilumos siurbliui didžiausia, nes ir investicija didesnė.

Oras – vanduo šilumos siurblys ir jo montavimas yra santykinai pigesnis šilumos šaltinis nei geoterminis, įrengiant nereikia nei kasti, nei gręžti, nereikalingas joks įvadas ar kaminas. Kai nėra galimybės sklype įrengti horizontalų vamzdyną ar gręžinį, tai optimalus pasirinkimas, ypač sodininkų bendrijų sklypuose, apšiltinus pastatą ir rekonstruojant šildymo sistemą. Oras-vanduo šilumos siurblio efektyvumas priklauso nuo aplinkos temperatūros, veikiantis agregatas lauke skleidžia garsą, per šalčius apšąla, reikalingas kondensato nuvedimas.

Ištraukiamo oro šilumos siurblių energijos šaltinis yra vėdinamo oro šiluma ir tokių siurblių efektyvumas yra didesnis nei oras-vanduo siurblių, bet prastesnis nei geoterminių šilumos siurblių. Tačiau, atsižvelgiant į efektyvumo ir investicijos santykį, jų kaina optimali. Ištraukiamo oro šilumos siurbliai irgi gali visiškai tenkinti A+ ir A++ energinio efektyvumo pastatų šilumos poreikį. Skandinavijos šalyse ištraukiamo oro siurbliai labai populiarūs ir naujai statomų namų rinkoje užima apie 80 proc. Daugiau informacijos apie ištraukiamo oro šilumos siurblius rasite straipsnyje „Ištraukiamo oro šilumos siurbliai atlieka trigubą darbą“.

Įsirengiant oras-vanduo šilumos siurblį reikia pagalvoti ir apie rezervinį šilumos šaltinį tam atvejui, jei žiema būtų ypatingai šalta. Ištraukiamo oro šilumos siurblys efektyviausiais yra ne žamesnės kaip A+ klasės pastate, tai geoterminis šilumos siurblys pakankamai efektyviai veikia ir šaltą žiemą, mažuose ir dideliuose pastatuose, vieninteliu kliuviniu jam įsirengti gali būti per mažas žemės sklypo plotas. 

Svarstant apie šilumos siurblio įrengimą pirmiausia reiktų nustatyti namo šilumos nuostolius ir šildymo poreikį. Šildymo poreikis – tai ne  kvadratiniai metrai, kuriuos reikia šildyti, bet pastato charakteristika, planuojama vidaus temperatūra, karšto vandens poreikis. 

Metinės šildymo sąnaudos naudojant šilumos siurblį

Naujos statybos pastatuose metinis energijos poreikis šildymui yra nurodomas energinio naudingumo sertifikate - kWh/ kv.metrui. Šilumos poreikį apskaičiuoja energinio naudingumo ekspertai, atsižvelgdami į daugybę duomenų: sumuodami visus šilumos nuostolius per atitvaras, langus, stogą, taip pat atsižvelgdami į vidutinę metinę lauko temperatūrą, klimato sąlygas, net vėjo greitį vietovėje ir pan. Šildymo poreikis atitinkamos klasės pastate neturi viršyti norminių sąnaudų, kurios atskirose energinio efektyvumo klasėse yra:

B, A, A+ ir A++ energinio naudingumo klasės pastatų (jų dalių) norminės šiluminės energijos sąnaudos pastatui (jo daliai) šildyti (pagal STR 2.01.02:2016)

Eil. Nr.	Pastato paskirtis	B, A, A+ ir A++ energinio naudingumo klasių pastatų norminės šiluminės energijos sąnaudos pastatui (jo daliai) šildyti, kWh/(m² metai)
		B	A	A+	A++
1.	Gyvenamosios paskirties vieno ir dviejų butų pastatai (namai)	kh·864·Ap-0,36	kh·568Ap-0,37	kh·516·Ap-0,39	kh·451·Ap-0,39
2.	Kiti gyvenamosios paskirties pastatai (namai)	kh·433·Ap-0,24	kh·265·Ap-0,24	kh·215·Ap-0,23	kh·197·Ap-0,23

kh  - tam tikras pataisos koeficientas, Ap –šildomas plotas.

Kad galima būtų orientuotis, kokie tai šilumos kiekiai, galima palyginti vidutinius metinius šilumos energijos poreikius B, A, A+ ir A++ klasės pastatuose: 

• Energijos poreikis B klasės pastate - apie  130  W kv.m x200 šildymo dienų =  26 000 kWh;     
• A klasės pastate - apie  60  W kv.m x200 šildymo dienų =   12000  kW;   
• A+ klasės  pastate - apie   45  W kv.m x200 šildymo dienų =    9000  kWh metai;  
• A++  klasės pastate - apie  35  W kv.m x200 šildymo dienų =   7000 kWh metai;

Bet tai yra vidutiniai poreikiai. Ne specialistui apskaičiuoti namo šilumos energijos poreikį sudėtinga, bet, jei abejojate, ar pakaks šilumos siurblio galios, žinodami namo energinio efektyvumo klasę, galite orientuotis pagal pateikiamus skaičius. Taip pat reikia nepamiršti prie reikalingos šilumos siurblio galios pridėti šilumos energijos kiekį, reikalingą karštam vandeniui paruošti. 

Geoterminio šilumos siurblio agregatas gali būti statomas garaže, pagalbinėje patalpoje, jo dydis panašus į šaldytuvo, jam įrengti nėra jokių apribojimų, katilinėje nereikia lango, kamino, ventiliacijos kanalo. 

Šilumos siurblio galios nustatymas

Geriausia, kai parenkama optimali šilumos siurblio galia – nei per didelė, nei per maža. Per didelio galingumo šilumos siurblys kainuos daugiau, per mažos galios naudos papildomą kaitinimo elementą ir elektros energiją. Didžiausias šilumos siurblio efektyvumas pasiekiamas, kai jis veikia nominalia galia, minimalios galios riba yra maždaug 30 proc. nominalios galios. 

Daugelis šilumos siurblių gamintojų turi programėles, į kurias įvedus pastato būklės duomenis – šilumos nuostolius, šildymo poreikį, apskaičiuojama reikalinga šilumos siurblio galia. Oficialaus NIBE šilumos siurblių gamintojo atstovas Lietuvoje – UAB „Ekoklima“ taip pat turi per daugelį metų ištobulintą tokią programą. Joje galima palyginti skirtingų tipų, skirtingos galios šilumos siurblių efektyvumą, sąnaudas. Pavyzdžiui, oras – vanduo ir geoterminio efektyvumą arba kitokio šildymo būdo sąnaudas. Jei šilumos siurblys planuojamas senos statybos name, įvedus ankstesnėje šildymo sistemoje sunaudojamo kuro kiekius yra galimybė nustatyti gana tikslią reikalingą šilumos siurblio galią. Visais atvejais planuojantiems įsirengti šilumos siurblį pateikiami būsimų sąnaudų duomenys.

UAB „Ekoklima“ vadovas Robertas Kleštornas sako, kad daugelis apsidrausdami linkę padidinti šilumos siurblio galią, bet tai nereikalinga. Jo nuomone, jeigu planuojamas geoterminis šilumos siurblys, geriau šiek tiek didinti horizontalaus kolektoriaus plotą arba gręžinių skaičių. 

Geoterminio šilumos siurblio įrengimas

Vienas pirmųjų darbų įsirengiant geoterminį šilumos siurblį – giluminis gręžinys arba horizontalus kolektorius. Juos įrengia profesionalūs gręžėjai, prieš tai ištyrę gruntą. Daugelis nustemba, kam  reikalingas grunto tyrimas?

Labai svarbu žinoti grunto savybes, gruntinio vandens lygį ir galimą išgauti šilumos kiekį bei  pagal tai apskaičiuoti horizontalaus kolektoriaus ar vertikalaus gręžinio ilgį, vamzdžių skersmenį. Geoterminio šildymo sistemos, ypač su horizontaliu vamzdynu, efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo grunto tipo ir jo drėgnumo. Kokio tipo gręžinys ar kolektorius reikalingas šilumos siurbliui, geriausiai parodo grunto tyrimas ir šiluminio atsako testas TRT (Thermal Response Test). 

Grunto tyrimas, vadinamasis šiluminio atsako testas ir geoterminio lauko modeliavimas parodo, kiek galima tikėtis šilumos energijos ir kokiomis sąnaudomis. Geoterminio lauko modeliavimas padeda pasirinkti optimalų vamzdyną ir vėliau nepermokėti už nereikalingai instaliuotą galią ar per daug mokėti už elektrą. Galų gale grunto tyrimas gali pateikti atsakymą, ar iš viso tikslinga sklype montuoti geoterminę sistemą. 

Pastaruoju metu dėl mažų sklypų populiaresni giluminiai gręžiniai, vidutinis jų gylis Lietuvoje 80-100 metrų.  Horizontalaus kolektoriaus gali būti keli variantai – horizontalus, radialinis, žiedinis arba gyvatuko tipo kolektorius. Koks reikalingas gręžinys ar horizontalus kontūras, koks bus efektyviausias, sprendžia šildymo sistemos projektuotojas.

Žiedinis horizontalus kolektorius taupo vietą sklype.

Kol nesutvarkytas gerbūvis, vyksta statybos darbai, nėra didelio skirtumo, ar bus vertikalus gręžinys ar horizontalus kolektorius. Jau  apželdintame sklype aplinką mažiau sudarko giluminis gręžinys, bet reikia turėti omenyje, kad turi būti pakankamai vietos gręžimo technikai privažiuoti.

Šilumos siurblio efektyvumas

Žemė šilumos energijos energijos semiasi iš dviejų šaltinių – iš paviršiaus šildo saulė, o žemės šerdyje temperatūra siekia apie 5000 laipsnių C. Žemės gelmių temperatūra plačiai naudojama geizerių šalyse. Dėl šių priežasčių, netgi ir mūsų platumoje palyginti gana arti paviršiaus, grunte laikosi pastovi 5-10 laipsnių C temperatūra (priklausomai nuo geografinės vietovės). Todėl geoterminis šilumos siurblys dirba gana efektyviai. Horizontalus geoterminio šildymo kolektorius Lietuvoje paprastai klojamas apie 30 cm giliau nei įšalo zona, vidutinis horizontalaus vamzdyno gylis yra 1,7-2 metrai. Giluminio gręžinio gylis, kaip minėjome, priklauso nuo grunto, požeminio vandens ir vidutiniškai siekia 80-100 metrų.

Europos šilumos siurblių gamintojai privalo nurodyti vidutinį sezoninį arba metinį šilumos siurblio efektyvumą (SCOP). Geoterminių NIBE šilumos siurblių jis svyruoja apie 5,5 – tai reiškia, kad sunaudojęs 1kWh elektros energijos pagamina 5,5 kWh šilumos energijos.  Šis skaičius parodo, koks per visus metus, esant besikeičiančioms aplinkos sąlygoms, bus šilumos siurblio sunaudotos elektros energijos ir išgautos šilumos energijos santykis. Šį rodiklį galima vertinti kaip visos sistemos naudingumo koeficientą. Paprasčiau kalbant, jis yra orientyras, norint žinoti, kiek reikės mokėti už šildymą, tiksliau - šilumos siurblio sunaudotą elektros energiją. Sezoninis šilumos siurblio efektyvumas nurodomas šilto, vidutinio ir šalto klimato sąlygoms. Lietuva priskiriama prie šalto klimato zonos.

 Geriausi šilumos siurbliai

Iš geoterminių šilumos siurblių pirmiausia minėtini itin aukšto sezoninio efektyvumo (SCOP apie 5,5) naujos kartos NIBE S serijos šilumos siurbliai, automatiškai prisitaikantys prie namo šildymo poreikio ir turintys inverterinį kompresorių. Tai reiškia, kad, nustačius reikalingą dienos ir nakties patalpų temperatūrą, siurblio automatika savarankiškai koreguoja jo darbą ir palaiko nustatytą temperatūrą. Inverterinis kompresorius dirba ne įsijungdamas ir išsijungdamas, kaip būdavo senesnės kartos šilumos siurbliuose, o keisdamas apsisukimų greitį. Taip komperesorius, ir tuo pačiu visas šilumos siurblys, veikia optimaliau, tuo pačiu tai reiškia mažesnes elektros energijos sąnaudas ir ilgesnį kompresoriaus tarnavimo laiką.

Naujos kartos išmanūs NIBE S serijos geoterminiai šilumos siurbliai.

Naujos kartos NIBE S serijos geoterminiai šilumos siurbliai priklauso išmaniųjų šilumos siurblių kartai. Patogiai valdomi jutikliniu ekranu, turi integruotą belaidį ryšį, NIBE Smart technologija užtikrina maksimalų komfortą. Valdymas atliekamas šilumos siurblio valdikliu arba myUplink programėle planšetėje, kompiuteryje ar išmaniajame telefone. Šie siurbliai ypač tinka derinti su fotoelektriniais saulės elementų moduliais. Tokiu atveju galima turėti ne tik visiškai nemokamą šildymą, vėsinimą, bet ir nemokamą elektros energiją. Kylant energijos kainoms toks investicinis sprendimas tikrai atsipirks greičiau.

UAB „Ekoklima“ prekiauja trijų galingumų, 1,5–6 kW, 3–12 kW ir 4–16 kW NIBE šilumos siurbliais. Galima rinktis su integruotu vandens šildytuvu, su integruota pasyvaus vėsinimo funkcija arba be jų, yra šilumos siurblių skirtų mažesnio ir didelio ploto pastatams. Priklausomai nuo šeimos dydžio ir vandens poreikio karšto vandens šildytuvų talpa gali būti įvairi.

NIBE S1255 šilumos siurblys su integruota vėsinimo funkcija.

Verta atkreipti dėmesį į naudingą geoterminių šilumos siurblių pasyvaus vėsinimo funkciją, nes vasarą vėsinimas darosi vis aktualesnis, o geoterminis šilumos siurblys vėsina patalpas net neveikiant kompresoriui – vadinasi, vėsa tiekiama beveik nemokamai, išskyrus cirkuliacinio siurblio sunaudojamą elektros energiją. O juk energiškai efektyviuose pastatuose vėsinimo poreikis gali būti didesnis nei šildymo, ypač namuose, kur įrengiami dideli vitrininiai langai arba stiklo sienos.

Geoterminė šildymo sistema yra pakankamai sudėtinga instaliacija ir eksploatuojant problemų gali kilti bet kurioje jos grandyje: grunte, siurblyje ar šildymo sistemoje. UAB „Ekoklima“ turi serviso tarnybą, naujos kartos šilumos siurbliai internetu sujungti su serviso  tarnyba ir specialistai nuotoliniu būdu gali nustatyti optimalų temperatūrinį režimą, mato gedimus, jei reikia, atlieka patikrą. Beje, geoterminiam šilumos siurblio agregatui, esančiam vidaus patalpose, skirtingai nuo oras-vanduo šilumos siurblio, kuris yra lauke, jokios priežiūros nereikia. Efektyviam geoterminio šilumos siurblio darbui svarbiau yra parengiamieji etapai: projektavimas, gręžinys ar kolektorius bei atsakingai pasirinktas šilumos siurblio gamintojas ir montuotojas. 

Parengta pagal UAB „Ekoklima“ – oficialaus NIBE gamintojo atstovo informaciją, NIBE nuotraukos