Šildymo išlaidos sudaro nemažą dalį ūkio veiklos sąnaudų, ypač kai reikia šildyti didelius plotus – gyvenamąjį namą, administracinius pastatus, tvartus, dirbtuvę ar kitus ūkinius objektus. Vis daugiau ūkininkų ieško būdų, kaip sumažinti priklausomybę nuo brangstančių iškastinių degalų ir efektyviau valdyti energijos sąnaudas. Vienas perspektyviausių sprendimų – šilumos siurblys oras–vanduo, kuris leidžia gauti šilumą iš aplinkos oro ir panaudoti ją šildymui bei karšto vandens ruošimui.
Šiame straipsnyje išnagrinėsime, kaip veikia šie įrenginiai, kokios jų galimybės ūkiuose, ir ar ši investicija tikrai atsipirks.
Kaip veikia šilumos siurblys oras–vanduo
Šilumos siurblys oras–vanduo yra įrenginys, kuris išgauna šilumą iš aplinkos oro ir perduoda ją šildymo sistemai bei karštam vandeniui ruošti. Veikimo principas panašus į šaldytuvą, tik atvirkščiai – ne šaldoma, o šildoma.
Sistema susideda iš dviejų pagrindinių dalių: išorinės ir vidinės. Išorinėje dalyje yra ventiliatorius ir garintuvas, kuris sugeria šilumą iš oro. Net ir esant minusinei temperatūrai, ore yra pakankamai šiluminės energijos. Viduje cirkuliuojantis šaldymo agentas (freonas) garuoja žemoje temperatūroje ir perima šilumą. Kompresorius suspaudžia šį garą, dėl ko labai pakyla jo temperatūra. Vidinėje dalyje, esančioje pastate, įmontuotas kondensatorius, kuriame įkaitęs freonas atiduoda šilumą šildymo sistemos vandeniui. Vanduo toliau cirkuliuoja grindų šildymo kontūruose, radiatoriuose ar kitose šildymo sistemose.
Modernūs šilumos siurbliai oras–vanduo gali veikti net esant -25 °C ar dar žemesnei temperatūrai, nors efektyvumas šalčiausiomis dienomis mažėja. Todėl daugelyje sistemų rekomenduojama turėti papildomą šilumos šaltinį (elektrinį katilą, krosnį) ypač itin šaltiems laikotarpiams.
Pagrindiniai privalumai
Šilumos siurbliai oras–vanduo vis dažniau tampa ne tik modernių namų, bet ir ūkių pasirinkimu. Tai išmanus būdas šildyti patalpas, taupyti energiją ir mažinti išlaidas, išnaudojant gamtos resursus. Pažvelkime, kuo šie įrenginiai išsiskiria ir kodėl jų populiarumas nuolat auga.
- Energijos efektyvumas ir taupymas – tai pagrindinis šilumos siurblio pranašumas. Šiems įrenginiams apibūdinti naudojamas COP (angl. Coefficient of Performance) rodiklis, kuris parodo, kiek šiluminės energijos gaunama už kiekvieną suvartotą elektros energijos vienetą. Modernių šilumos siurblių COP siekia 3–4, o tai reiškia, kad iš 1 kWh elektros energijos gaunama 3–4 kWh šiluminės energijos. Palyginti su elektriniu šildymu, tai 3–4 kartus efektyviau, o palyginti su dyzelinu ar suskystintomis dujomis – 2–3 kartus pigiau.
- Universalumas – šilumos siurblys gali šildyti įvairius ūkio pastatus: namus, tvartus, dirbtuvę, sandėlius. Be to, vasarą tas pats įrenginys gali veikti ir atvirkščiai – vėsinti patalpas. Tai ypač aktualu gyvulininkystės pastatuose, kur vasaros karščiai gali neigiamai veikti gyvūnų sveikatą ir produktyvumą.
- Ekologiškumas – šilumos siurbliai nenaudoja iškastinio kuro, neišskiria jokių degimo produktų, dūmų ar kenksmingų medžiagų. Jei elektra gaminama iš atsinaujinančių šaltinių (saulės, vėjo), visa šildymo sistema tampa beveik nulinių emisijų.
- Autonomiškumas – sistema veikia automatiškai, nereikia nuolat prižiūrėti, kaip kūrenant malkomis ar briketais. Pakanka nustatyti norimą temperatūrą, o šilumos siurblys pats ją palaikys.
- Ilgaamžiškumas – kokybiški šilumos siurbliai tarnauja 15–20 metų ar ilgiau su minimalia priežiūra. Tai užtikrina ilgalaikę investicijos grąžą.
Trūkumai ir apribojimai
Nors šilumos siurblys oras–vanduo turi daugybę privalumų, prieš priimant sprendimą verta žinoti ir galimus iššūkius. Kai kurie jų susiję su finansais, kiti – su techninėmis ar klimatinėmis sąlygomis. Aptarkime, kokie aspektai gali pareikalauti papildomų sprendimų ar investicijų:
- Aukšta pradinė investicija – šilumos siurblio oras–vanduo įsigijimas ir įrengimas kainuoja nemažai. Priklausomai nuo galios ir komplektacijos, kainos prasideda nuo 5000–7000 eurų mažesnėms sistemoms ir gali siekti 15000–25000 eurų ar daugiau didelės galios ūkio sprendimams. Papildomai reikia skaičiuoti montavimo darbus, šildymo sistemos pritaikymą, elektros tinklo sustiprinimą.
- Mažėjantis efektyvumas šalčiausiomis dienomis – nors modernūs įrenginiai veikia ir esant -25 °C, jų efektyvumas šalčiausiomis žiemos dienomis krenta. COP gali sumažėti iki 1,5–2, o tai reiškia, kad šildymo sąnaudos padidėja. Todėl dažnai rekomenduojama hibridinė sistema – šilumos siurblys pagrindiniam šildymui ir papildomas šaltinis (elektra, malkos, briketai) šalčiausiems periodams.
- Reikalinga žematemperatūrė šildymo sistema – šilumos siurbliai oras–vanduo veikia efektyviausiai su žematemperatūrėmis šildymo sistemomis (grindų šildymas, ventiliatoriniai konvektoriai, žematemperatūriai radiatoriai), kur tiekiamo vandens temperatūra 35–45 °C. Seni aukštatemperatūriai radiatoriai, reikalaujantys 60–70 °C, šilumos siurbliui yra neefektyvūs. Tai gali reikšti papildomas investicijas šildymo sistemos modernizavimui.
- Triukšmas – išorinė dalis (su ventiliatoriumi) skleidžia tam tikrą triukšmą. Modernūs modeliai jau gana tylūs (40–55 dB), bet vis tiek reikia apsvarstyti įrengimo vietą, kad nekliudytų gyventojams ar kaimynams.
- Elektros energijos priklausomybė – šilumos siurbliui būtinas stabilus elektros tiekimas. Jei ūkyje dažni elektros nutrūkimai, reikalingas atsarginis elektros šaltinis (generatorius) arba hibridinė sistema.
Kada šilumos siurblys oras–vanduo apsimoka ūkiui
Šilumos siurbliai oras–vanduo vis dažniau pristatomi kaip universali ir tvari šildymo sistema, tinkanti tiek gyvenamiesiems namams, tiek ūkių pastatams. Tačiau nors jų efektyvumas ir patogumas akivaizdūs, praktikoje jie nėra stebuklingas sprendimas kiekvienai situacijai. Šilumos siurblys apsimoka tik tuomet, kai sąlygos leidžia jam veikti optimaliu režimu – kai pastatai yra gerai izoliuoti, šildymo sistema pritaikyta žemai temperatūrai, o šilumos poreikis pakankamai didelis.
Prieš investuojant į šią technologiją, ūkininkui verta kruopščiai įsivertinti visą savo ūkio energetinę situaciją: kokie pastatai šildomi, kiek jie suvartoja energijos, kokie šildymo būdai šiuo metu naudojami ir kokios jų sąnaudos. Pavyzdžiui, jei šiuo metu naudojamas dyzelinis ar suskystintų dujų šildymas, šilumos siurblys gali sumažinti išlaidas net iki 70 procentų. Tačiau jei šildoma malkomis ar biokuru, skirtumas nebebus toks ryškus, todėl atsipirkimo laikas pailgės.
Taip pat svarbu atsižvelgti į ūkio struktūrą ir veiklos pobūdį. Ūkiuose, kur reikia šildyti ne tik gyvenamąjį namą, bet ir tvartą, dirbtuves ar sandėlius, sistema atsiperka greičiau, nes veikia nuolat ir užtikrina pastovų energijos vartojimą. Tuo tarpu mažesniuose ūkiuose ar sodybose, kur šildymo poreikis epizodinis, investicija gali būti mažiau ekonomiška.
Galiausiai, nereikėtų pamiršti ir klimato veiksnio. Lietuvos sąlygos šilumos siurbliams yra gana palankios – didžiąją dalį sezono temperatūros svyruoja nuo -5 iki +10 °C, kai įrenginys dirba itin efektyviai. Tik labai šaltomis dienomis jo našumas krenta, todėl kai kuriems ūkiams verta apsvarstyti mišrią (hibridinę) sistemą su papildomu šilumos šaltiniu.
Tad šilumos siurblys oras–vanduo ūkiui apsimoka tada, kai investicija paremta realiu poreikiu, pastatai yra tinkamai paruošti, o visa šildymo sistema – apgalvota kaip vientisas, efektyvus energijos valdymo sprendimas.
Investicijos atsipirkimo laikas
Šilumos siurblio oras–vanduo atsipirkimo laikas priklauso nuo daugelio veiksnių: sistemos kainos, šildymo poreikių, elektros tarifų, ankstesnio kuro tipo. Paprastai šilumos siurblys atsiperka per 7–12 metų. Jei palyginti su dyzelinu ar suskystintomis dujomis, atsipirkimas gali būti greitesnis – 5–8 metai. Jei ankstesnė sistema buvo malkos ar briketai, atsipirkimas ilgesnis – 10–15 metų.
Svarbu įvertinti ir papildomas naudas: komfortą, automatizaciją, vėsinimo galimybę vasarą, minimalia priežiūrą. Tai pridėtinė vertė, kurią sunku išmatuoti pinigais, bet ji tikrai gerina gyvenimo kokybę.
Paramos galimybės
Lietuvoje veikia įvairios paramos programos, skatinančios investicijas į atsinaujinančius energijos šaltinius. Individualūs gyventojai gali gauti paramą per Aplinkos projektų valdymo agentūrą (APVA) – iki 30–40 % investicijos sumos. Ūkininkai gali pasinaudoti kaimo plėtros programos priemonėmis, kurios kompensuoja dalį investicijos į energijos efektyvumo didinimą ir atsinaujinančius šaltinius.
Verta pasikonsultuoti su energetikos specialistais ar APVA dėl konkrečių paramos galimybių, nes programos ir sąlygos nuolat keičiasi.
Ką įvertinti renkantis šilumos siurblį oras–vanduo
| Kriterijus | Kas svarbu | Rekomendacijos |
| Galia | Turi atitikti šildomo objekto poreikius | Per maža galia – sistema nespės sušildyti; per didelė – dirbs neefektyviai ir brangiau kainuos. Tikslų poreikį turėtų apskaičiuoti inžinierius |
| COP ir SCOP rodikliai | Efektyvumo matai | COP rodo momentinį efektyvumą, SCOP – vidutinį sezono. Rinkitės SCOP ne mažesnį kaip 3,5 |
| Gamintojas ir garantija | Patikimumas ir ilgaamžiškumas | Patikimi gamintojai: Daikin, Mitsubishi, Panasonic, Viessmann, NIBE. Standartinė garantija 2–5 metai |
| Triukšmo lygis | Komfortas | Ypač svarbu, jei išorinė dalis bus šalia gyvenamojo namo ar kaimynų. Ieškokite 40–50 dB |
| Darbo temperatūrinis diapazonas | Veikimas šalčiausiomis dienomis | Patikrinkite, iki kokios neigiamos temperatūros įrenginys efektyviai veikia (optimaliai iki -25 °C) |
Montavimas ir priežiūra
Šilumos siurblio montavimą turi atlikti kvalifikuoti specialistai. Blogai sumontuota sistema veiks neefektyviai, triks ir greičiau ges. Montavimo metu svarbu:
- teisingai parinkti išorinės dalies vietą (pakankamai oro cirkuliacijos, ne per arti sienos);
- kokybiškai įrengti šiluminę izoliaciją vamzdynams;
- tinkamai prijungti prie elektros tinklo;
- suprogramuoti valdymo sistemą.
Priežiūra minimali – kartą per metus rekomenduojama patikrinti sistemą, išvalyti išorinės dalies oro filtrus, patikrinti freono kiekį. Šias procedūras gali atlikti įgalioti servisai.
Šilumos siurblio oras–vanduo alternatyvos ir hibridinės sistemos
Jei šilumos siurblys oras–vanduo atrodo per brangus arba nepakankamai efektyvus konkrečioms sąlygoms, galima svarstyti alternatyvas:
Geoterminiai šilumos siurbliai – išgauna šilumą iš žemės, kur temperatūra stabili visus metus. Efektyvesni nei oras–vanduo, bet brangiau kainuoja dėl gręžinių ar kolektorių įrengimo.
Hibridinės sistemos – šilumos siurblys + granulių katilas ar malkinė krosnis. Šilumos siurblys dirba didžiąją laiko dalį, o papildomas šaltinis įsijungia tik šalčiausiomis dienomis. Tai optimizuoja efektyvumą ir sumažina investicijos dydį.
Šilumos siurblys oras–vanduo yra perspektyvus šildymo sprendimas ūkiui, galintis žymiai sumažinti šildymo išlaidas ir padidinti komfortą. Tačiau prieš investuojant būtina kruopščiai įvertinti visas sąlygas: pastato izoliaciją, šildymo sistemą, šildymo poreikius, finansines galimybes. Pasinaudojus valstybės parama ir kruopščiai suplanavus projektą, šilumos siurblys gali tapti efektyvia ir ilgalaike investicija į ūkio energetinį nepriklausomumą.
Šaltiniai:
- https://www.jnodenergy.com/a-beginner-friendly-guide-to-air-to-water-heat-pumps-air-source-heat-pump/
- https://www.hargassner.com/at-en/how-air-water-heat-pump-work/
- https://www.alpha-innotec.com/en/products/air-source-heat-pumps/function-air-water-heat-pump
Nuotraukos asociatyvinės © Canva