Vasaros sausros, šiltos besniegės žiemos skatina diegti aplinką tausojančias technologijas energetikoje ir transporte. Bet problemų šiose srityse yra gana daug.

Saulės ir vėjo energijai gaminti būtina turėti patikimą rezervą – greito starto energinius blokus, atomines elektrines. Ne visur galima statyti vėjo elektrinių parkus (dėl apsauginių zonų), o energijai perduoti į pramonines zonas reikia tiesti didelės galios linijas. Ne veltui iki šiol peikta atominė energetika priskiriama prie žaliosios energetikos. Matyt, ne už kalnų ir biomasės panaudojimo reikalavimų koregavimas, tikėtina, sulauksime pokyčių ir mažųjų hidroelektrinių statybos srityje.

Sekant žaliąjį kursą priimta daug pakeitimų mažojoje energetikoje ir statyboje. Nustatyti reikalavimai mažinti šilumos nuostolius, skatinama renovuoti pastatus ir šildymo sistemas, naudoti emisijas mažinančius įrenginius (saulės kolektorius, saulės elektrines, šilumos siurblius ir kt.). Tačiau ne viskas, kas taikoma Europos pietuose, tinka Lietuvai.

Įsirengusiesiems šilumos siurblius „oras-oras“ arba „oras-vanduo“ teko nusivilti. Esant žemesnei kaip 0 °C temperatūrai, energijos sąnaudos šildymui išaugo labiau nei tikėtasi (arba kaip pasakota reklamose), pasiekti reikiamų pašildymo temperatūrų nepavyko, o senesnių modelių įrengimai automatiškai atsijungdavo. Pagal standartą LT-EN 14511 gamintojai privalo deklaruoti faktinį naudingumo koeficientą šildymo režime įvertinę cirkuliacinių siurblių energijos sąnaudas, o šiltam vandeniui ruošti galioja standartas LT-EN16147.

Efektyvumo klasė (A+, A++, A+++) nurodoma įrengimo techniniame pase ir etiketėje, pateikiant darbo režimo temperatūras: A5A35 „oras-oras“, A2W35 „oras-vanduo“; B0W55 ,,gruntas-vanduo“. Kuo žemesnė aplinkos temperatūra, tuo daugiau jos sunaudoja energijos šilumos siurblys, kad pakeltų iki reikiamos patalpoms ar vandeniui šildyti. Energija taip pat naudojama orui paduoti į patalpą. Šilumos siurblių metinis efektyvumo koeficientas SCOP arba JAZ, įvertinantis cirkuliacinių siurblių energijos sąnaudas ir besikeičiančias aplinkos sąlygas, daugumos modelių yra nuo 2,4 iki 3,1 standartinėmis sąlygomis.

Yra modelių, galinčių dirbti esant -10–20 °C temperatūrai. Efektyvumo koeficientas, esant žemoms temperatūroms, gali kristi iki 1,5. Informacija apie tai pateikiama gamintojų arba šildymo sistemų bandymus atliekančių įstaigų interneto svetainėse. Netiesioginė nuoroda apie žemą COP koeficiento vertę, esant neigiamoms aplinkos temperatūroms, yra aukšta naudojamo šilumnešio virimo temperatūra ir tik minimali aplinkos temperatūros vertė nenurodant faktinio COP dydžio.

Taip pat reikia atsižvelgti ir į energijos poreikį pastatui šildyti. Esant neigiamoms temperatūroms, jis bus 2–3 kartus didesnis, ir šilumos siurblys fiziškai negalės pakankamai prišildyti patalpos. Ši situacija vadinama bivalentiniu tašku, nes būtinas papildomas energijos šaltinis. Ekstremalių temperatūrų trukmė per metus – 40–55 paros. Ekonomiškumo sumetimais (galingų ir pritaikytų dirbti su žemos temperatūros šaltiniais šilumos siurblių kaina yra aukšta) rekomenduojama naudoti alternatyvius šildymo variantus šildymo energijos trūkumui padengti – granulių biokuro arba dujinį (LPG) katilą, elektrinį (8–12 kW) šildytuvą. Analogiška situacija ir su šilto vandens paruošimu iki 50–55 °C temperatūros. Šiuo atveju efektyviau naudoti tiesioginį elektrinį vandens šildymą.

Siurblio pasirinkimas priklauso nuo poreikių

Koks šilumos siurblio tipas efektyvesnis – monoblokinis ar dviblokinis? Vieno atsakymo nėra, nes tai priklauso nuo reikalavimų ir poreikių. Ar reikės šildyti tik pereinamuoju laikotarpiu pavasarį ir rudenį, išnaudojant savo saulės elektrinės pagamintą energiją, ir aušinti patalpas vasarą? Šiam atvejui monoblokinis variantas patrauklesnis kainos atžvilgiu. Jei numatoma šildyti patalpas ir šaltuoju periodu, o name įrengta žemos temperatūros šildymo sistema (šildomos grindys arba sienų skydeliai), geriau derės dviblokinis variantas.

Kiek galime sumažinti šildymo kaštus naudodami šilumos siurblius „orasoras“ ir „oras-vanduo“? Kadangi aplinkos temperatūra per šildymo sezoną keičiasi, tai ir kaštai, atsižvelgus į klimato sąlygas ir šilumos siurblio parametrus, gali keistis ne procentais, o kartais. Galime pareikalauti iš diegėjo pateikti orientacinį sistemos veikimo grafiką su bivalenčiais taškais ir pagal daugiamečius aplinkos temperatūrų grafikus prognozuojamą papildomo šilumos šaltinio galią ir jo darbo trukmę. Bet tai tik prognozė, o realiai kaštai bus didesni, nes giedrų, saulėtų dienų pereinamuoju laikotarpiu ir žiemą, palyginti su pietine Europos dalimi, per metus daug mažiau. Kitas neigiamas šio tipo siurblių veiksnys yra šilumokaičio apšerkšnijimas dėl didelės oro drėgmės.

Svarbu tinkamai įrengti

Šių trūkumų neturi šilumos siurbliai „vanduo-vanduo“ ir „gruntas-vanduo“, naudojančių žemėje akumuliuotą ir iš gilesnių sluoksnių plintančią šilumą. Todėl grunto kolektoriaus aktyvioje zonoje temperatūra 5–10 °C įmanoma visą šildymo sezoną, jei kolektorius įrengtas tinkamai. Jam įrengti reikalingas plotas priklauso nuo grunto savybių, geriausiai tinka molingas drėgnas gruntas. Jame šilumos srautas siekia 30–35 W/m², o smėlėtame grunte – tik 10–12 W/m². Drėgnuose smėlėtuose gruntuose šilumos srautai bus didesni. Tipiniam naujos statybos 150 m2 gyvenamojo ploto namui apšildyti reikalingas 10 kW šildymo galios šilumos siurblys, o horizontaliam grunto kolektoriui reikės apie 400 m² ploto molingame grunte. Smėlėtame ir sausame grunte kolektoriui įrengti reiks apie 1 000 m² ploto. Jame neturi būti medžių pavėsio, augmenijos (krūmų), statinių. Rekomenduojama apsėti kolektoriaus plotą žole. Tai leidžia gruntui greičiau regeneruotis veikiant saulei ir lietui.

Mažame sklype seklių horizontalių (2,5–3 m gylyje) kolektorių neįrengsime. Įmanoma įrengti tokį kolektorių tvenkinio dugne (2,5–3 m gylyje). Net ir esant -20 °C, kolektoriaus zonoje laikysis 3–5 °C temperatūra. Mažuose sklypuose teks rinktis vertikalius kolektorius. Vienam kilovatui šilumos galios reikia pakloti apie 20 m specialaus vamzdžio (10 kW tai bus 200 m). Vietoje vieno gilaus gręžinio daromi 60 m gylio 2–3 gręžiniai. Tai pigiau ir nereikia gauti leidimų jiems atlikti. Atstumai tarp vertikalių kolektoriaus sekcijų turi būti ne mažesni kaip 5 metrai. Tiek pat kolektoriai turi būti nutolę ir nuo pastatų pamatų. Pirmieji 20 m yra neutrali zona. Iš jos šiluma neperduodama šilumos siurbliui, o joje nuostoliai nėra dideli. Giliau yra aukštesnė temperatūra ir iš šios aktyvios zonos šiluma transportuojama į siurblį.

Galima įrengti ir gilesnius vertikalius kolektorius (80 m), bet tai gerokai pabrangins įrengimą ir medžiagas. Smėlėtuose ir sausuose gruntuose reikės 4–5 gręžinių. Kolektoriams naudojami specialūs variniai vamzdžiai su apsauginiu plastiko sluoksniu. Vidinis skersmuo 32–43 mm, atsižvelgiant į antifrizo klampumą. Antifrizo tekėjimo greitis kolektoriuje 0,75–0,8 m/s (debitas apie 2,5 m³/val.). Kad būtų sumažinti hidrodinaminiai nuostoliai didesnės galios kolektoriuose, parenkami iki 50 mm vidinio skersmens vamzdžiai.

Vertikalių grunto kolektorių vamzdynai suvedami į skirstomąjį šulinį, o vamzdynų atkarpos nuo jo iki šilumos siurblio būtinai turi būti su termoizoliacija. Tai leidžia atjungti atskirus kolektorius regeneravimui. Tas pat atliekama ir su horizontalaus grunto kolektoriaus sekcijomis. Kolektoriaus būklė kontroliuojama pagal grunto temperatūrą aktyvioje zonoje arba pagal pašildyto antifrizo temperatūrą. Jai sumažėjus 3–4 °C nuo pradinės 7–10 °C vertės, sekcija atjungiama regeneracijai. Po gilesnio grunto atšaldymo regeneracija užtrunka 2–3 paras.

Mažuose sklypuose šilumos šaltiniu vietoje grunto kolektoriaus galima panaudoti saulės kolektorių bateriją. Efektyviam darbui paduodamo į šilumos siurblį antifrizo temperatūra pakankama nuo 35 iki 40 °C. Tam reikia padidinti debitą saulės kolektorių baterijoje. Galimas kolektoriaus variantas su tiesioginiu freono pašildymu be tarpinio šilumokaičio. Bet dėl didelio slėgio, net atsiradus mažiausiam nesandarumui, prarasime visą darbinį freoną sistemoje ir remonto kaštai bus dideli.

Vandens šiluminės savybės geresnės nei grunto

Dideliame sklype efektyvų seklų kolektorių galima įrengti iškasto tvenkinio dugne. Vandens šiluminės savybės daug geresnės nei grunto. Jo įrengimo kaštai didesni nei seklaus grunto kolektoriaus, bet tai atpirks efektyvesniu šilumos siurblio darbu šaltuoju metų laiku, nes paduodamo šilumnešio temperatūra bus apie 4–7 °C ir dėl šilumos srauto iš gelmių bus nuolat pašildomas vanduo. Tvenkinio gylis gali būti 3–4 metrai. Ypatingas dėmesys turi būti skiriamas naudojamų vamzdynų ir jungčių kokybei, kad būtų išvengta grunto užteršimo. Nepatariama tvenkinio ar ežero vandenį tiesiogiai tiekti į šilumos siurblio šilumokaitį dėl mineralinių medžiagų (karbonatų, geležies, kalcio) ir biologinių taršalų (dumblo ir kt.), greitai užteršiančių šilumokaitį. Taip pat ribojama grąžinamo vandens temperatūra į natūralius vandens telkinius (> 4 ^oC).

Šilumos siurblio efektyvumas priklauso nuo konstrukcijos. Naudojami dviejų tipų kompresoriai – rotaciniai ir spiraliniai. Spiraliniai yra efektyvesni, platesnis našumo reguliavimo diapazonas, mažesnės vibracijos. Dar vienas taupymo šaltinis – sisteminiai daugiarežimiai valdikliai. Atsižvelgus į aplinkos sąlygas, perjungiami šilumos šaltiniai ir naudojama pigiausia energija, mažiau šildomos nenaudojamos patalpos ir kt. Šilumos siurblys gali dirbti apie 20 metų. Tai nereiškia, kad nereikia atlikti nuolatinės priežiūros. Kasmet tikrinamas slėgis sistemoje, freono kokybė ir kiekis, jei reikia, valomas šilumokaitis. Taip pat tikrinama grunto kolektoriaus sandarumas, papildomas antifrizo kiekis. Tai garantuoja patikimą sistemos darbą.