Geriausias šilumos siurblys yra sistema, kurios efektyvumas bei ekonomiškumas priklauso nuo daugelio komponentų ir sąlygų.

 

Paspaudus šaltukui socialinių tinklų grupėse pasipila lyginimai, kiek koks šilumos siurblys naudoja elektros energijos. Be abejo, geriausiais šilumos siurblys būtų toks, kuris iš viso nenaudotų elektros. Deja, tokių nėra. Norint rasti geriausią, pirmiausia reiktų žiūrėti į šilumos siurblio sezoninio efektyvumo rodiklį, po to - į kitus parametrus bei pastato šilumos poreikį. Efektyvi šilumos siurblio sistema yra kompleksinė tam tikrų sąlygų visuma.

Jeigu vadovaujamės pagrindiniu šilumos siurblio kokybės rodikliu - išgaunamos šilumos kiekiu, orientyru gali būti nepriklausomuose centruose atliekami šilumos siurblių techniniai bandymai. Europos šilumos siurblių asociacija (EPHA) nurodo, kad Vokietijoje atlikti tokius bandymus įgaliotos penkios įstaigos. Bandymų centruose matuojamos COP, garso vertės, tikrinama, ar jos atitinka gamintojo specifikacijas. Vienas iš šilumos siurblio kokybės rodiklių yra Keymark - savanoriškas Europos kokybės ženklas, kuris rodo įrangos atitikimą Europos standartams. Jis priklauso Europos standartizacijos organizacijoms CEN ir CENELEC, jį išduoda įgaliotos sertifikavimo įstaigos. Keymark sertifikatas suteikia įrangai pridėtinę vertę, nes reiškia išbandytą atitikimą Europos kokybės standartams, patvirtintą nepriklausomos trečiosios šalies. heatpumpkeymark.com puslapyje galima pasitikrinti, ar šilumos siurblio modelis turi tokį sertifikatą.

Šilumos siurbliai

Ilgą laiką vyravo nuostata, kad švariausia energija yra gamtinės dujos, kurių atsargomis, bent jau buitiniams vartotojams, nereikia rūpintis. Iš tiesų, lyginant su kietuoju kuru, dujos yra švaresnis kuras, jų degimo metu nesusidaro kenksmingų kietųjų dalelių, dujų atsargomis nereikia rūpintis ir jų kaupti. Bet dujų degimo produktas yra anglies dvideginis, skatinantis šiltnamo efektą ir klimato kaitą, be to, tai iškastinis kuras, kurio ištekliai mažėja, o kaina pastaruoju metu smarkiai svyruoja, dažniausiai tik didėja.

Turbūt gamtinės dujos kaip žaliava (pavyzdžiui, trąšų gamyboje) ir technologiniams gamybos procesams būtina energija dar kurį laiką bus nepakeičiamos, bet kaip kurą šildymui jas jau stengiamasi pakeisti. Atsinaujinantys energijos šaltiniai bendrame energijos suvartojame visose ES šalyse kasmet didėja ir aišku, kad 2024-aisias šis grafikas iš esmės bus kitoks.

ES šalyse iš atsinaujinančiųjų išteklių pagamintos energijos dalis 2004 ir 2016 m. (bendro galutinio energijos suvartojimo proc.). Eurostat duomenys.

Kaip matyti iš grafiko, trečdalis ES šalių jau 2016 metais buvo pasiekusios 2020 metams suplanuotą energijos gamybos iš atsinaujinančių šaltinių lygį. Tiesa, didžiausią atsinaujinančių energijos šaltinių dalį vis dar sudaro mediena ir kitas kietasis kuras bei deginamos atliekos, bet ateityje jų energija jau nebus laikoma atsinaujinančia.

Panašu, kad ir namų ūkiuose dėl kainų šuolių ir prieinamumo dujinį šildymą išstumia šilumos siurbliai. Geriausių, tiksliau efektyviausių, šilumos siurblių šildymo kaina bei komfortas lenkia dujinį šildymą, nes tai visais atvejais nesunkiai pasiekiamas, švarus, komfortiškas ir atsinaujinantis energijos šaltinis, neišskiriantis anglies dvideginio ir neprisidedantis prie klimato kaitos. Tiesa, bet kurio šilumos siurblio darbui reikalinga elektros energija, kuri galbūt gaminama naudojant dujas ar kitą iškastinį kurą, bet nemažai net ir didžiųjų elektros energijos gamintojų jau pereina prie žaliosios energijos šaltinių apsieidami be gamtinių dujų deginimo. O jeigu naudojama žalioji elektra, bet kurio tipo šilumos siurblys tampa visiškai atsinaujinančiu energijos šaltiniu, pavyzdžiui, jei naudoja nuosavoje saulės elektrinėje pagamintą elektros energiją. Šilumos siurbliai patogūs ir tuo, jog ne tik šildo, bet ir ruošia karštą vandenį bei vėsina orą vasarą.

Kaip rodo Aplinkos projektų valdymo agentūros duomenys, kurie pagrįsti šildymo sistemą keičiančių vartotojų paraiškomis, Lietuvoje iš atsinaujinančių energijos šaltinių pirmenybė teikiama šilumos siurbliams, nors kai kuriais mėnesiais registruojama daugiau ketinančių pirkti kieto kuro katilą.

Senesnių pastatų savininkai, keičiantys taršius kieto kuro katilus ir pretenduojantys į paramą pagal Klimato kaitos programą, dažniausiai renkasi 5-os klasės biokuro katilus. Tai suprantama - dėl nesandarių ir daug energijos reikalaujančių namų, racionaliau yra kūrenti kieto kuro katilą. Tačiau naujų pastatų šildymo sistemose beveik be išimties vyrauja vieno ar kito tipo šilumos siurbliai - oras-vanduo ir geoterminiai.

Šilumos siurblio veikimas ir naudingumo koeficientas

Daugelis tradiciškai įsivaizduojame, kad šilumą galima išgauti tik iš aukštesnės temperatūros šilumos šaltinio, pavyzdžiui, katile deginamų malkų. Tokiu atveju ugnies sušildytas šilumnešis (dažniausiai vanduo) perduoda šilumą į šildymo prietaisus, kurie šildo mūsų būstų orą. Šilumos siurbliai veikia kitokiu principu. Kadangi šilumos šaltinio (oro, grunto, vandens) temperatūra yra žemesnė nei mums reikalinga, paimta šiluma termodinaminio proceso pagalba pakeliama iki aukštesnės ir šilumnešis perduoda ją šildymo prietaisams. Tokiu pat principu veikia šaldytuvas, tik aplinkos oro jis nešildo, o atšaldo ir naudoja savo viduje.

Didžiausias bet kurio tipo šilumos siurblio efektyvumas, t.y., vartotojo požiūriu geriausias šilumos siurblys bus toks, kuris iš aplinkos išgauna kuo daugiau konkrečiai šildymo sistemai nustatytos temperatūros, nenaudodamas elektros energijos. Standartinės šildymo sistemų temperatūros esant tam tikroms klimato sąlygoms yra iki 35 laipsnių C grindiniam šildymui ir iki 55 laipsnių C radiatorinei sistemai.

Kita vertus, kuo patalpų šildymo sistemai reikia žemesnės temperatūros, tuo žemesnė reikalinga šilumos siurblio išgaunama temperatūra. Namo sandarumas ir mažas šildymo poreikis nekeičia šilumos siurblio efektyvumo, bet mažina šilumos poreikį. Tokiam namui apšildyti šilumos siurblys naudoja mažai elektros energijos, t.y., mažiau naudoja kompresoriaus darbą ir nešildo elektriniais tenais. Tad šilumos siurblio sistema visada yra kompleksinė sąlygų visuma. Kuo geresni kiekvienos sistemos dalies rodikliai, tuo efektyviau veikia šilumos siurblys, tuo jis gali būti laikomas geresniu. Efektyvaus šilumos siurblio sistemos sąlygos:

• kuo didesnis vidutinis metinis arba sezoninis (SCOP) ir bendras momentinis (COP) naudingo veikimo koeficientai;
• kuo aukštesnė naudojamo energijos šaltinio temperatūra;
• kuo mažesnė į prietaisus perduodamo šilumnešio temperatūra ir maži pastato šilumos poreikiai;

Žemos temperatūros šildymo sistemoms priskiriamas grindinis šildymas, konvektorių sistemos, praktikoje pirmenybė teikiama grindų šildymo sistemai.

Kai kurie šilumos siurblių gamintojai nurodo tik momentinį šilumos siurblio naudingumo koeficientą, (COP), gautą esant tam tikrom sąlygoms, kuris apibūdina momentinį pagamintos energijos kiekį ir suvartototos elektros energijos santykį esant tam tikroms sąlygoms. Tačiau vis daugiau, ypač Europos gamintojų, nurodo ir papildomą bei vartotojams daugiau informacijos suteikiantį bei naudingesnį rodiklį - sezoninį koeficientą (SCOP). Bendras naudingumo koeficientas atspindi momentinį naudingumą, o vidutinis metinis arba sezoninis apskaičiuojamas atsižvelgiant į per šildymo sezoną besikeičiančias sąlygas. Lietuva priskiriama šalto klimato šalims ir sezoninis naudingumo koeficientas nustatomas pagal šalto klimato šalyse vyraujančią temperatūrą.

Pagal kompresoriaus, ventiliatoriaus, siurblio ir jų valdikklių naudojamos elektros energijos kiekį šilumos siurbliai, kaip ir šaldytuvai ar kiti prietaisai, žymimi energijos klasėmis: C, B, A, A+ , A++ , A +++ .

Lietuvoje populiariausi šilumos siurbliai yra oras-vanduo ir geoterminiai. Pastaruoju metu pradėjo populiarėti ir ištraukiamojo oro siurbliai, kurie sėkmingai ir plačiai naudojami Švedijoje, Suomijoje.

Oras - vanduo šilumos siurbliai

Šilumos siurblių oras - vanduo šilumos šaltinis yra aplinkos oras. Pagal konstrukciją šie siurbliai skiriami į monoblokinius ir Split tipo, visi jie sudaryti iš dviejų blokų, skirtumas tik tas, kad Split tipo siurbliams freonas tarp lauko ir vidinės dalies montuojamas vietoje, o monoblokinio šilumos siurblio sistema freonu yra užpildoma gamykloje, o tarp lauko ir vidinio bloko montuojamas paprastesnis vandens vamzdis. Monoblokinėje sistemoje visos šilumos siurblio dalys - šilumokaitis, kompresorius ir kt. yra lauko bloke, o Split sistemoje vidinio garintuvo ir kompresoriaus blokai yra atskirti. Estetiškos išvaizdos, pavyzdžiui, Nibe, oras-vanduo šilumos siurblio vidiniai  blokai, jeigu name mažai vietos, gali būti statomi net ir virtuvėje ir jiems nereikia atskiros katilinės.

NIBE šilumos siurbliai ne tik estetiško dizaino, bet aukšto techninio lygio - naujos kartos įranga automatiškai prisitaiko prie šilumos poreikio.

Jau ir Lietuvoje vis daugiau naujos statybos namuose, kur šilumos poreikis nėra didelis, montuojama oras-vanduo šilumos siurblio sistemų, juolab, kad naujausių Nibe šilumos siurblių sezoninio efektyvumo SCOP rodiklis jau siekia 5-5,2.

Nibe šilumos siurblių gamintoja - Švedijos kompanija „NIBE Energy Systems" turi daugiau kaip 70 metų šilumos siurblių gamybos patirtį, dirba šalto klimato šalyje. Jau vien tai kelia pasitikėjimą, o kad šios kompanijos šilumos siurbliai efektyvūs, rodo nepriklausomų laboratorijų bandymų duomenys bei minėti Keymark sertifikatai.

Dar daugeliui vartotojų kyla klausimas, ar iš viso šilumos siurbliai oras-vanduo generuoja tiek šilumos energijos, kiek deklaruoja gamintojai? 2017 metais buvo fiksuojami 11 kW galios šilumos siurblio oras-vanduo su vandens šildytuvu realūs duomenys Vilniaus rajone pastatytame name, turinčiame 170 kv. m šildomo ploto. Kaip rodo sunaudotos elektros energijos ir pagamintos šiluminės energijos grafikas, žiemą daugiau nei pusę šilumos energijos generavo šilumos siurblys (gamintojas neminimas).

Šaltinis - Tadas Morkvėnas. Šilumos siurblių gruntas-vanduo ir oras-vanduo analizė ir parinkimas. KTU, 2017.

„Ne kartą teko girdėti teiginį, jog įsirengus oras-vanduo šilumos siurblį namus šildo elektra. Mes galime įrodyti, kad, pavyzdžiui, naujausios kartos Nibe šilumos siurblys F2120 per metus pagamina 5 kartus daugiau šilumos energijos nei elektrinis šildytuvas naudojantis tiek pat energijos. Kitaip tariant, šio siurblio sezoninis efektyvumo koeficientas yra 5", - sako švediškus Nibe šilumos siurblių atstovaujančios UAB „Ekoklima" vadovas Robertas Kleštornas. Jis sako, kad šios serijos šilumos siurbliai turi pirmaujantį savo klasėje darbinių temperatūrų diapazoną: galima tiekiamo šilumnešio temperatūra iki 65°C. Net ir lauke esant -25°C, tiekiama 63°C temperatūra. Pasiektas šių siurblių sezoninis efektyvumo koeficientas (SCOP) 4,1 šaltam klimatui. Trifazis dažnių keitiklis leidžia sistemai prisitaikyti prie pastato poreikių šildymo ir vėsinimo režimuose. Dėl įdiegtos EVI (angl. Economised Vapour Injection) technologijos pasiekiami išskirtiniai parametrai, kurie leidžia racionaliai naudoti įrangą taip pat ir renovuojamoje šildymo sistemoje, kur buvo kūrenami kieto kuro katilai ir sumontuoti aukštos temperatūros reikalaujantys radiatoriai.

Naujos kartos Nibe modeliuose sumažintas triukšmo lygis. UAB „Ekoklima" specialistai naujos technologijos oras-vanduo šilumos siurblius vadina perversmu namų šildyme. „Mes puikiai žinome, kad tai skamba per daug gerai, jog atrodytų tiesa, todėl paprašykite Nibe atstovą paaiškinti plačiau arba pažiūrėkite www.nibe.eu", - sako įmonės vadovas. Dėl aplinkai nekenksmingo freono šilumos siurblio šildymas švarus ekologijos požiūriu, komfortiškas dėl valdymo jutikliniame ekrane, daugelyje modelių yra integruotas belaidis ryšys, todėl šildymas gali būti valdomas nuotoliniu būdu.

Absoliučiai idealios įrangos nebūna, kaip ir visi prietaisai oras-vanduo šilumos siurbliai turi privalumų ir trūkumų, svarbiausia yra pasirinkti turimoms sąlygoms labiausiai tinkančią šilumos siurblio sistemą.

Oras-vanduo šilumos siurblių privalumai:

• Lyginant su gruntas-vanduo šilumos siurblio sistema, įrengimo kaina yra daug mažesnė;
• Dėl dizaino galima pritaikyti įvairiose patalpose. Ypač aukšto dizaino lygiu pasižymi Nibe siurblių modeliai:
• Geras pasirinkimas, kai nėra galimybės kasinėti sklype ir įrengti giluminį gręžinį ar horizontalų kolektorių;
• Paprasta sistemos instaliacija;
• Visiškai automatizuotas ir komfortiškas šildymo valdymas, galimas nuotolinis valdymas;

Trūkumai:

• Sistema priklausoma nuo aplinkos temperatūros, esant žemai temperatūrai krinta efektyvumas;
• Didesnės elektros sąnaudos nei geoterminio šilumos siurblio sistemoje;
• Išorinio bloko veikimas sukelia garsą;

 

Geoterminis šilumos siurblys

Geoterminio šilumos siurblio energijos šaltinis yra saulės sušildytas gruntas arba vanduo, pagal šilumos šaltinį ir šilumnešio tipą tokie šilumos siurbliai vadinami geoterminiais arba gruntas-vanduo ir vanduo-vanduo siurbliais.

Kuo geoterminiai šilumos siurbliai pranašesni už kitus? Pirmiausia efektyvumu, t.y., pagamina daugiau šilumos energijos, nes grunto šiluma tam tikrame gylyje siekia +7-+10 laipsnių C. Ilgesnis jų tarnavimo laikas ir, kas labai svarbu  - nemokamas patalpų vėsinimas vasarą. Be to, vasarą iš patalpų paimta šiluma grąžinama į gruntą, iš kurio žiemą ji bus imama.

Bet geoterminio šilumos siurblio įrengimas yra sudėtingesnis. Sklype reikia įrengti šilumokaitį - vertikalų arba horizontalų vamzdyną. Horizontalus paviršinis šilumokaitis arba kolektorius įkasamas 1,5-2 m gylyje. Kolektoriaus vamzdelių kontūras gali būti lygiagretus, spiralinis, tunelinis ar dar kitoks, priklausomai nuo reikalingo vamzdyno ilgio, turimo ploto ir kt.

Horizontalus spiralinis kolektorius.

Jeigu yra galimybė, rekomenduojama, kad kolektorius būtų įrengiamas saulės apšviečiamoje pietinėje sklypo pusėje, kolektoriaus ploto nerekomenduojama dengti plytelėmis ar asfaltu. Taip pat, prieš įrengiant geoterminio šilumos siurblio vamzdyną, rekomenduojama parengti projektą, kai kuriais atvejais atlikti grunto tyrimą, nors tai ir brangi paslauga.

Vertikalus šilumokaitis - tai giliame (apie 100 metrų ar net giliau) gręžinyje sumontuotas vamzdynas (U formos arba dvigubos U ar kt. formos), kuriuo išgaunama žemės šiluma. Tyrimų duomenys rodo, kad metiniai šilumos siurblių efektyvumo rodikliai, tiek esant horizontaliam kolektoriui, tiek giluminiam gręžiniui, yra panašūs. Tik šaltais mėnesisias efektyviau dirba vetikalus, o horizontalus - pavasarį /rudenį. Vartotojai dažniau renkasi vertikalius gręžinius, nes taupo sklypo plotą, ir svarbiausia - šaltis vėsinimui iš tokių gręžinių yra nemokamas. Kaip rodo vis karštėjančios vasaros, vėsinimo reikia vis daugiau. Horizontalus kolektorius vėsinti negali, nes saulė įšildo nestorą jį dengiantį grunto sluoksnį.

Vidutinės grunto temperatūros.

Didžiausias geoterminio šilumos siurblio įrengimo nepatogumas - žemės darbai, kurie išaugina šilumos siurblio įrengimo kainą, tačiau naujos kartos geoterminiai šilumos siurbliai yra vieni iš efektyviausių ir ilgaamžiškiausių.

Itin aukštą sezoninį efektyvumą (SCOP apie 5,5) turi Nibe S serijos šilumos siurbliai, automatiškai prisitaikantys prie namo šildymo poreikių. Juose yra sumontuotas inverterinis kompresorius, boileris, yra vėsinimo funkcija. Inverterinis kompresorius dirba ne įsijungdamas ir išsijungdamas, kaip būdavo senesnės kartos kompresoriuose, o keisdamas apsukų greitį. Taip komperesorius, ir tuo pačiu visas šilumos siurblys, veikia optimaliu režimu, o tai lemia mažesnes elektros energijos sąnaudas ir ilgesnį kompresoriaus tarnavimo laiką. Darbinis tiekiamo srauto temperatūros diapazonas - iki 75 °C.

Geoterminių Nibe šilumos siurblių yra įvairių galingumų, pritaikytų įvairaus ploto pastatams, su integruotais karšto vandens šildytuvais arba be jų, vėsinimo funkcija taip pat integruojama, yra siurblių be šios funkcijos. Švediška šių šilumos siurblių kokybė itin vertinama Skandinavijos šalyse, šie siurbliai populiarūs daugelyje Europos šalių, neperseniausiai „NIBE" kompanija įsigijo vieną iš Didžiosios Britanijos šilumos siurblių gamintojų.

Lietuvoje oficialus šio gamintojo atstovas yra UAB „Ekoklima". Įmonė jau dvylika metų atstovauja Nibe prekės ženklą ir gamintojus, turi serviso tarnybą, tad iškilus menkiausiems nesklandumams yra kam paskambinti ir pasikonsultuoti. Serviso meistrai gali stebėti šilumos siurblio darbą per atstumą, nustatyti reikiamą temperatūrinį režimą, jį reguliuoti. Šiuolaikiniame gyvenime, kuriame tiek daug technologinių prietaisų, tai didelė parama.

Parengta bendradarbiaujant su UAB „Ekoklima", gamintojų nuotraukos