Oras-vanduo tipo šilumos siurbliai naudoja aplinkos ore sukauptą šilumos energiją ir ją paverčia efektyvia bei aplinkai palankia šildymo sistema. Šiame gide paaiškinama, kokiu principu veikia ši technologija, taip pat aptariami jos privalumai ir galimi trūkumai.
Veikimo principas: šilumos išgavimas iš aplinkos oro
Paaiškinti kaip veikia šilumos siurbliai, nėra sudėtinga. Oras-vanduo sistema kaip energijos šaltinį pasitelkia lauko orą. Net ir esant itin žemai temperatūrai, siekiančiai iki -20 °C, iš aplinkos vis dar galima paimti pakankamą kiekį šilumos energijos. Jei temperatūra nukrenta dar labiau, sistema gali papildomai aktyvuoti kaitinimo elementą buferinėje talpoje, todėl patalpos išlieka šiltos net ir itin šaltomis dienomis.
Šį iš pirmo žvilgsnio neįprastą procesą leidžia įgyvendinti specialūs šaltnešiai, kurie garuoja net esant labai žemai temperatūrai. Natūralus šaltnešis R290, dar vadinamas propanu, pasižymi maždaug -45 °C virimo temperatūra, be to, jis laikomas itin draugišku aplinkai.
Pirmajame šaldymo ciklo etape galingas ventiliatorius įtraukia lauko orą ir nukreipia jį į šilumokaitį, vadinamą garintuvu. Šioje dalyje cirkuliuoja skystas šaltnešis, kuris kontaktuodamas su šiltesniu aplinkos oru palaipsniui įkaista, kol galiausiai pereina į dujinę būseną.
Nuo dujinio šaltnešio iki panaudojamos šilumos
Kai šaltnešis iš skystos būsenos virsta garais, jis nukreipiamas į kompresorių. Čia garai suslegiami, todėl padidėja jų slėgis ir kartu pakyla temperatūra.
Įkaitęs šaltnešis toliau patenka į kondensatorių, kuris taip pat veikia kaip šilumokaitis. Šiame etape sukaupta šiluma perduodama šildymo sistemos vandeniui arba karšto vandens talpoje esančiam vandeniui. Atidavęs šilumą, šaltnešis atvėsta, kondensuojasi ir vėl tampa skysčiu.
Tokiu būdu šilumos siurbliai oras vanduo pakelia iš aplinkos oro paimtos energijos temperatūrą iki lygio, tinkamo namų šildymui ir karšto vandens ruošimui. Prieš ciklui prasidedant iš naujo, skystas šaltnešis dar praeina per išsiplėtimo vožtuvą, kuriame sumažinamas jo slėgis ir temperatūra grąžinama į pradinį lygį.
Oras-vanduo šilumos siurblių montavimo galimybės
Oras-vanduo šilumos siurbliai tinka tiek naujos statybos pastatams, tiek senų šildymo sistemų modernizavimui. Tokios sistemos gali būti montuojamos tiek pastato viduje, tiek išorėje.
Iš esmės oras-vanduo šilumos siurbliai skirstomi į monoblokinius ir split tipo įrenginius.
Split tipo sistema
Split konstrukcijoje dalis šaldymo kontūro yra įrengta lauke, o kita dalis viduje. Lauko bloke sumontuojami pagrindiniai judantys ir garsą keliantys komponentai:
- ventiliatorius
- garintuvas
- kompresorius
Tarp lauko ir vidaus blokų nutiesta šaltnešio linija. Vidaus bloke integruojamas kondensatorius, cirkuliacinis siurblys bei valdymo įranga.
Monoblokinė sistema
Monoblokiniai šliumos siurbliai šaldymo kontūras yra viename korpuse. Jeigu toks oras-vanduo šilumos siurblys montuojamas lauke, jis su vidaus moduliu sujungiamas vandens vamzdžiais. Tokiu atveju šildymo sistemoje cirkuliuoja tik pašildytas vanduo.
Vidaus moduliai oras-vanduo šilumos siurbliams gali būti kelių tipų:
- sieniniai valdymo moduliai su cirkuliaciniu siurbliu
- kompaktiški hidrauliniai moduliai
- hidraulinės kolonos su integruota buferine ir karšto vandens talpa
Pastarasis sprendimas ypač gerai dera su moderniomis ir aplinkai draugiškomis šilumos siurblių sistemomis.
Vietos pasirinkimas montavimui
Modernizuojant esamą šildymo sistemą dažniausiai pasirenkamas lauko montavimo variantas, nes jis leidžia sutaupyti vietos viduje. Statant naują namą šilumos siurblio vietą galima numatyti iš anksto, todėl įrenginį nesudėtinga integruoti ir pastato viduje.
Jeigu vietos trūksta tiek kieme, tiek namuose, galima rinktis itin kompaktiškus modelius, kuriems reikia vos apie 0,3 m² ploto. Dėl pažangios oro nukreipimo sistemos tokie įrenginiai gali būti montuojami net mansardoje.
Ekologiškesnis sprendimas derinant su saulės elektrine ir žaliąja energija
Šildymas naudojant aplinkos šilumą jau savaime laikomas aplinkai palankiu sprendimu, nes didžioji dalis energijos paimama iš natūralių šaltinių, o elektros energija reikalinga tik sistemos veikimui palaikyti.
Dar didesnis efektyvumas pasiekiamas tada, kai oras-vanduo šilumos siurblys derinamas su nuosava saulės elektrine. Tokiu atveju kompresoriaus darbui reikalinga elektra gaminama vietoje, todėl sumažėja energijos sąnaudos ir priklausomybė nuo elektros tinklo.
Suderinus efektyvų oras-vanduo šilumos siurblį su fotovoltine sistema ir žaliąja energija galima reikšmingai pagerinti visos šildymo sistemos ekologinį balansą. Toks sprendimas leidžia ne tik sumažinti eksploatacines išlaidas, bet ir prisidėti prie aplinkos tausojimo.
Vėsinimo funkcija vasaros metu
Nors pagrindinė oras-vanduo šilumos siurblio paskirtis yra patalpų šildymas ir karšto vandens ruošimas, šiuolaikiniai įrenginiai gali būti naudojami ir vėsinimui. Tai įmanoma dėl reversinio veikimo principo, leidžiančio pakeisti šaldymo ciklo kryptį vos vienu mygtuko paspaudimu.
Veikdamas vėsinimo režimu, šilumos siurblys pašalina šilumą iš patalpų ir perduoda ją į išorę. Tokia sistema padeda palaikyti komfortišką mikroklimatą visais metų laikais, tiek žiemą, tiek karštomis vasaros dienomis.
Tylus veikimas ir garso izoliacija
Kaip ir dauguma techninių įrenginių, oras-vanduo šilumos siurbliai veikimo metu skleidžia tam tikrą garsą. Vis dėlto modernūs modeliai pasižymi gerokai mažesniu triukšmo lygiu dėl pažangių vibracijos ir garso slopinimo sprendimų. Tiesiogiai prie įrenginio skleidžiamas garsas dažniausiai prilygsta įprastam pokalbiui.
Maždaug trijų metrų atstumu triukšmo lygis gali siekti apie 45 dB(A), todėl garsas tampa panašus į tylų šaldytuvo ūžesį.
Norint išvengti nepatogumų, montuojant lauko bloką rekomenduojama išlaikyti tinkamą atstumą nuo kaimyninių sklypų bei miegamųjų kambarių langų. Jeigu įrenginys montuojamas rūsyje ar garaže, verta naudoti specialius vibracijos slopintuvus. Jie sumažina konstrukcijomis perduodamą garsą ir padeda išvengti triukšmo sklidimo į sienas, lubas ar vamzdynus.
Oras-vanduo šilumos siurblių privalumai ir trūkumai
Kaip ir bet kuri kita technologija, oras-vanduo šilumos siurbliai turi tiek stipriųjų, tiek silpnųjų savybių.
Pagrindiniai privalumai
- Šildymui naudojama atsinaujinanti aplinkos energija, todėl sumažinamas poveikis aplinkai.
- Sistema pasižymi aukštu energiniu efektyvumu ir sunaudoja mažiau energijos nei tradiciniai šildymo būdai.
- Eksploatacinės išlaidos dažniausiai yra mažesnės, nes pagrindinis šilumos šaltinis yra lauko oras.
- Viena sistema gali atlikti kelias funkcijas: šildyti patalpas, ruošti karštą vandenį ir vėsinti namus.
- Lyginant su geoterminiais sprendimais, nereikia sudėtingų žemės kasimo darbų ar gręžinių, todėl sumažėja pradinės investicijos.
Galimi trūkumai
- Sistemos efektyvumas priklauso nuo lauko temperatūros. Kuo šaltesnis oras ir kuo aukštesnės temperatūros reikia šildymo sistemai, tuo daugiau energijos sunaudoja šilumos siurblys.
- Kai kurie modeliai gali skleisti girdimą triukšmą, kuris tankiai apgyvendintose teritorijose gali kelti diskomfortą.
- Lauko blokui reikalinga papildoma vieta šalia pastato.
- Pradinė investicija dažnai būna didesnė nei renkantis tradicines iškastiniu kuru kūrenamas šildymo sistemas. Tačiau ilgainiui šios išlaidos gali atsipirkti dėl mažesnių eksploatacinių sąnaudų ir valstybės paramos.
Oras-vanduo šilumos siurblio ekonomiškumas
Bet kuris šilumos siurblys veikia efektyviau nei dujinis ar skystu kuru kūrenamas katilas. Tačiau tikrasis sistemos ekonomiškumas priklauso nuo kelių svarbių veiksnių.
Didžiausią įtaką daro:
- pastato šiluminė izoliacija ir bendras šilumos poreikis
- elektros gamyba naudojant saulės elektrinę arba perkama elektros energija
- vidutinė žiemos temperatūra regione
- įrangos įsigijimo ir eksploatavimo kaštai
- valstybės teikiama finansinė parama
Norint pasiekti maksimalų efektyvumą, labai svarbu tinkamai suplanuoti visą sistemą ir ją profesionaliai sureguliuoti. Dėl šios priežasties rekomenduojama konsultuotis su kvalifikuotais specialistais, kurie gali įvertinti individualius pastato poreikius ir parinkti optimalų sprendimą.
