Mieli klientai, Mes labai džiaugiamės galėdami pristatyti Jums seriją naujoviškų šilumos siurblių, kurie yra skirti naudoti kaip gyvenamųjų ir visuomeninių pastatų šilumos šaltinis. Mes siūlome patrauklią tradicinio pastatų šildymo alternatyvą, kuri padės sumažinti eksploatavimo išlaidas, o investicines sąnaudas padarys priimtinesnes. Tikimės, kad kataloge pateikta informacija Jus sudomins.

Kūrėjai

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ KAS YRA ŠILUMOS SIURBLYS? Šilumos siurblio veikimo principą 1852 m. pristatė lordas Kelvinas. Nepaisant to, kad nuo šio sumanymo praėjo jau daug metų, šildymui tokį siurblį pradėta naudoti tik XX a. antroje pusėje. Šilumos siurblys yra įrenginys skirtas pastatų šildymui. Darbinės priemonės, kuria yra užpildytas įrenginys, termodinaminiai pokyčiai padeda pasiekti norimą šildymo rezultatą. Natūrali šilumos srauto kryptis yra nuo aukštesnės link žemesnės temperatūros centro. Šilumos perdavimo procesas yra visiems žinomas, o pats reiškinys yra naudojamas kaip įvairių rūšių šiluminių variklių varomoji priemonė. Šios problemos analogiškas sprendimas yra hidraulinis variklis (vandens turbina), kurį įrengus natūralus vandens srautas iš viršaus į apačią gali būti išnaudojamas kaip varomoji priemonė. Terminas „šilumos siurblys“ panaudotas analogiškai gerai žinomam terminui „hidraulinis siurblys“. Pastarasis siurbia skystį iš žemiau įrengto į aukščiau įrengtą rezervuarą. Norint pasiekti numatomą rezultatą „hidrauliniam siurbliui“, kaip ir „šilumos siurbliui“, reikia iš išorės tiekiamos energijos. Kompresoriniuose šilumos siurbliuose vyksta termodinaminė cirkuliacija, t.y. šiluminio variklio atbulinė cirkuliacija. Šilumą išnaudoja darbinė priemonė esanti garintuve, kuris yra įrengtas žemesnės temperatūros centre, ir atlieka žemutinio šilumos šaltinio funkciją. Šilumos siurblio garintuvo užduotis yra absorbuoti išsisklaidžiusią šilumą iš žemutinio šilumos šaltinio. Darbinė išgarinimo priemonė vamzdeliais pasiekia kompresorių, kur dėl suslėgimo auga jo vidinė energija. Suslėgimo metu auga ne tik slėgis, bet ir priemonės temperatūra. Išbėganti iš kompresoriaus darbinė priemonė nukreipiama į kondensatorių, kur garintuvo sukaupta šiluma iš žemutinio šilumos šaltinio bei energija, tiekiama kompresoriaus darbui, yra perduodama į centrą, kuriame vyksta tinkamos temperatūros šilumos priėmimas. Centras, kuriame yra kondensatorius, yra viršutinis šilumos šaltinis, kuriuo gali būti pvz. centrinio šildymo sistema arba vartojimui skirto karšto vandens sistema. Darbinei priemonei perduodant šilumą iš kondensatoriaus į viršutinį šilumos šaltinį keičiasi taip pat kaupimo būsena iš garinės į skystą. Iš kondensatoriaus ištekanti skysta darbinė priemonė nukreipiama į droselinį (slopinantį) vožtuvą, kuriame sumažinamas slėgis. Toliau suslėgta darbinė priemonė nukreipiama į garintuvą.

elektros energija

kompre-

sorius

natūrali šiluma

garin- tuvas

srauto kryptis

konden- satorius

naudingoji šiluma

vožtuvas

1 pav. Šilumos siurblio veikimo principas

KAIP PALYGINTI TARPUSAVYJE KONKURUOJANČIUS ŠILUMOS SIURBLIUS? Pagrindinis šilumos siurblių palyginimo kriterijus yra jų naudingumo koeficientas, dažniausiai žymimas kaip COP (Coefficient of Performance). Paprasčiausiai jį galima būtų apibrėžti kaip gaunamos tinkamos temperatūros šilumos energijos kiekio (centrinio šildymo arba vartojimui skirto karšto vandens sistemos šilumos) ir energijos sąnaudų, reikalingų gauti šilumą, santykis. Centrinio šildymo ar vartojimui skirto karšto vandens sistemose sunaudojamas šilumos kiekis, paprasčiau tariant, yra toks, kurio reikia norint pasiekti tam tikrą temperatūrą patalpose žiemos metu, skaičiuojant norminėmis projektinėmis sąlygomis. Tuo tarpu energijos sąnaudas galima apibrėžti kaip energijos (dažniausiai elektros energijos) kiekį, būtiną norint gauti tam tikrą šilumos kiekį, naudojamą centrinio šildymo ar vartojimui skirto karšto vandens sistemose. Šį santykį galima apskaičiuoti pasinaudojant žemiau pateikta formule: COPšilumos siurblio =

ŠILUMOS SIURBLYS ________________________________________________________________________________________ Atsižvelgiant į tai, kad šilumos siurbliai gali išgauti šilumą iš įvairių žemutinių šilumos šaltinių tiesiogiai arba netiesiogiai, be elektros energija maitinamo įrenginio, t.y. kompresoriaus, visoje šilumos siurblio sistemoje gali būti įrengti taip pat ir kiti įrenginiai, kurie yra maitinami energija. Tam, kad iš žemutinio šilumos šaltinio susikauptų išsisklaidžiusi šiluma, būtina atsižvelgti į tam skirtų įrenginių varomąją jėgą (ventiliatorius ar skysčių siurblius).

COPšilumos siurblio = GALIMI ŽEMUTINIAI ŠILUMOS ŠALTINIAI IR JŲ EKSPLOATAVIMAS Nors šilumos siurblių idėja yra žinoma jau daugelį metų, jų platų naudojimą apriboja prieinamumas ir žemutinių šilumos šaltinių, kuriuos galima pritaikyti, temperatūra. Jau daugelį metų žinomos yra šilumos siurblių konstrukcijos, eksploatuojančios tokius šilumos šaltinius, kaip lauko oras, paviršiniai ir podirvio vandenys, bei dirvožemis. Kiekvienas iš šių šilumos gamybos būdų skiriasi santykiu tarp šilumos šaltinio eksploatavimo kaštų, prieinamumo ir žemutinio šilumos šaltinio potencialo. Lauko oro potencialo išnaudojimas, t.y. savitosios oro šilumos ir temperatūros šildymo sezono metu šalyse, kuriose klimatas yra panašus arba šaltesnis nei Lenkijoje, išnaudojimas yra ginčytinas klausimas. Šio šilumos šaltinio išnaudojimo potencialas mažėja tuo labiau, kuo žemesnė yra oro temperatūra. Tuo tarpu, kuo žemesnė yra oro temperatūra, tuo labiau didėja šilumos poreikis. Nors ir šio žemutinio šilumos šaltinio potencialas dažnai nesuderinamas su šilumos poreikiais, daugelis investuotojų renkasi būtent tokį šilumos siurblio panaudojimą – naudojant lauko orą, kaip žemutinį šilumos šaltinį – dėl kitų šilumos šaltinių panaudojimo galimybių trūkumo bei dėl apsunkintų tradicinių centrinio šildymo sistemų (su įrengtomis krosnimis, kūrenamomis anglimi, medžiu ar mazutu) priežiūros galimybių. Svarbu yra paminėti taip pat ir tai, kad norint pasiekti šildymo efektą, būtina varomoji jėga yra elektros energija – ne tik kompresoriams, bet ir ventiliatoriams, pro kuriuos praeina oras, pučiantis į išorinį garintuvo paviršių. Nustatant šilumos siurblio naudingumo koeficientą (COP) būtina atsižvelgti į ventiliatoriaus darbui sunaudojamą elektros energijos kiekį. Podirvio vandenų šilumos išnaudojimas yra probleminis kitu atžvilgiu, nei aprašyta aukščiau. Tiesa, kad šio šilumos šaltinio potencialas dėl jo beveik pastovios temperatūros ištisus metus bei savitosios šilumos yra žymiai didesnis, nei oro. Tačiau čia sunkumų kyla dėl prieinamumo, kuris yra suprantamas kaip sunaudojimo ir įvedimo atgal į podirvio vandenų sluoksnį galimybė, bei dėl teisinių sąlygų, susijusių su tokio šilumos šaltinio eksploatavimu. Gruntinių ir giluminių vandenų naudojimui reikalingas atitinkamas leidimas, taip pat reikalaujama sumokėti tam tikrus mokesčius už podirvio vandenų išnaudojimą. Dar vienas dalykas, kurį būtina gerai apgalvoti prieš nusprendžiant naudoti tokį šilumos šaltinį, yra išlaidos, susijusios su siurblio, praleidžiančio vandenį per šilumos siurblio garintuvą, eksploatavimu. Nustatant šilumos siurblio naudingumo koeficientą (COP) taip pat būtina atsižvelgti į siurblio darbui reikalingos energijos sąnaudas, sumažinant jo vertę.

Centrinio šildymo sistemos sunaudojama šiluma

Šilumos siurblio darbo energijos sąnaudos

Centrinio šildymo arba karšto geriamojo vandens sistemos sunaudojama šiluma

Varomosios jėgos (kompresoriaus arba kitų šilumą generuojančių įrenginių) energijos sąnaudos

Dirvožemyje susikaupusios šilumos išnaudojimas yra viena aukščiau aprašytų šilumos šaltinių alternatyvų. Galima išskirti dvi pagrindines šilumokaičių konstrukcijas: horizontalią ir vertikalią. Abi konstrukcijos yra skirtos eksploatuoti šilumos šaltinį išnaudojant dirvožemyje susikaupusią šilumą. Tačiau tokio šilumos šaltinio stabilumas taip pat yra ginčytinas. Dirvožemyje įrengiamų horizontalių šilumokaičių konstrukcijos eksploatuoja šilumą, sukauptą jame nuo saulės spindulių, kurie pasiekia dirvą šiltuoju sezonu. Šilumokaičio neteisinga konstrukcija arba per mažas šilumos kaitos plotas dažnai tampa tokio šilumos šaltinio ilgalaikio sunaudojimo priežastimi. Rezultate nepasiekiamas norimas šildymo efektas, didėja šildymo siurblio su tokiu šilumokaičiu eksploatavimo kaštai arba net visiškai netenkama šilumos. Tokio šilumos šaltinio atsistatymas po sunkaus dirvožemio peršaldymo iki šilumokaičio patalpinimo gylio gali užtrukti net kelerius metus. ŠILUMOS SIURBLYS ________________________________________________________________________________________ Gruntinių šilumokaičių, eksploatuojančių dirvožemyje sukauptą šilumą, vertikalių konstrukcijų atveju gresia mažesnis aukščiau aprašytų padarinių pavojus. Tačiau efektyviam šilumokaičių darbui yra svarbu, kad gylis gręžinių, kuriuose šilumokaičiai yra įrengiami, užtikrintų geoterminės šilumos išnaudojimą, o ne paviršiniame dirvožemio sluoksnyje sukauptos saulės šilumos išnaudojimą. Nusprendus naudoti vertikalius gruntinius šilumokaičius šilumos generavimui koją gali pakišti teisinės kliūtys. Remiantis Lenkijos Respublikos įstatymais, be atitinkamo leidimo dirvožemį galima eksploatuoti vos iki 30 m gylio, o jo neužtenka norint naudoti geoterminę šilumą. Kalbant apie eksploataciją, abiem atvejais – naudojant šilumos siurblius su horizontaliais ir su vertikaliais gruntiniais šilumokaičiais, labai svarbu yra atsižvelgti į skysčiu varomo siurblio būtiną funkcionavimą šilumos kaitos tarp dirvožemio ir siurblio garintuvo proceso metu. Tai gali tapti reikšmingu veiksniu skaičiuojant bendras šildymo efekto išgavimo išlaidas. Į šias energijos naudojimo išlaidas būtina atsižvelgti skaičiuojant šilumos siurblio COP, sumažinant jo vertę. Didelę eksploatavimo kaštų dalį sudaro taip pat ir brangūs žemės darbai – šilumokaičio įrengimas dirvožemyje. KUO ŠILUMOS SIURBLYS EKO-HEAT SKIRIASI NUO KITŲ SIURBLIŲ? Šilumos siurblys EKO yra ne tik pažangi konstrukcija, išnaudojanti žemutinį šilumos šaltinį, kuris iki šiol nebuvo plačiai naudojamas. Tai yra taip pat ir optimizuota konstrukcija aukšto naudingumo koeficiento vidutinio klimato sąlygose, kurios vyrauja didesnėje Europos dalyje, atžvilgiu. Konstrukcijos optimizacija, kuri buvo pasiekta ketverius metus trunkančių eksperimentų ir testavimų dėka, leido išspręsti daugelį techninių problemų, integruoti atitinkamą cirkuliavimo priemonę bei užtikrinti įrenginių patikimumą. EKO šilumos siurblys iš didesnės dalies yra unikalus tuo, kad jis išnaudoja nemokamą ir visuotinai prieinamą šilumos šaltinį – lauko oro drėgmę. Tai yra neišsenkantis šaltinis ir šildymo sezonu esančios temperatūros intervaluose jis užtikrina neabejotinai geresnį žemutinio šilumos šaltinio energijos potencialo pritaikymą prie šilumos poreikių, nei oras. 2.3. pav. EKO šilumos siurblio garintuvas darbo metu Naudojant lauko ore esančios drėgmės užšalimo būsenos kitimą (fazinį virsmą) vietoje oro aušinimo proceso, žymiai padidėja šilumos siurblio naudingumo koeficientas COP. Fazinio virsmo šiluma yra keliais šimtais kartų stipresnė, nei šiluma išgaunama iš temperatūros skirtumų bei oro savitosios šilumos, kas yra viena pagrindinių priežasčių, lemiančių tolesnėje pristatymo dalyje aprašytus pasiekimus.

ŠILUMOS SIURBLYS EKO

________________________________________________________________________________________ Šio neišsenkančio šilumos šaltinio išnaudojimo kūrėjus įkvėpė pramoninių šilumokaičių darbo stebėjimas (pramoniniai šilumokaičiai naudojami suskystintų techninių dujų, saugomų dideliuose rezervuaruose, nudujinimui). EKO šilumos siurblio garintuvo konstrukcija išore primena būtent tokius šilumokaičius. Tačiau EKO šilumos siurblių garintuvų formos ir dydžio skirtumai buvo įrenginio kūrėjų optimizuoti dėl aukščiau minėto žemutinio šilumos šaltinio eksploatavimo. Garintuvai taip pat buvo modifikuoti ir pritaikyti funkcionavimui su šilumos siurbliu. Dėl konstrukcijos ir išmatavimų optimizacijos šilumos siurblio garintuvui nebereikia nuolatinio atitirpinimo, o didėjantis sniego sluoksnis visiškai netrukdo šilumos gamybos procesui. Atitirpinimas prasideda nepriklausomai, kuomet centrinio šildymo sistemoje pasiekiama nustatyta temperatūra ir šilumos siurblį automatiškai išjungia reguliatorius. Pradėjus išnaudoti oro drėgmės resublimacijos fazinį virsmą nebereikalingi tapo orą pučiantys ventiliatoriai. Tokiu būdu bendrajame energijos balanse didėja naudingumo koeficientas būtent dėl to, kad dingo poreikis tiekti papildomą energiją įrenginiams, stiprinantiems šilumos kaitą tarp garintuvo ir žemutinio šilumos šaltinio. Tokio šilumos šaltinio išnaudojimas tapo alternatyva šilumos siurbliams, naudojantiems podirvio vandenis ir dirvožemį kaip žemutinį šilumos šaltinį. Tai padėjo sumažinti žemės darbų ir eksploatacines sąnaudas, neišvengiamas integruojant į darbą hidraulinius siurblius, kurie tarpininkauja šilumos kaitos tarp garintuvo ir žemutinio šilumos šaltinio procese. Be to, EKO šilumos siurblio užimamas plotas leidžia be jokių rūpesčių įrengti tokio tipo sistemą net mažuose sklypuose. Šio įrenginio konstrukcija lengvai prisitaiko taip pat ir prie individualių kliento poreikių ne tik našumo atžvilgiu, bet ir architektūriniu atžvilgiu, kadangi puikiai dera prie pastato ar sklypo išplanavimo. Be to, nėra visiškai jokio pavojaus, kad žemutinis šilumos šaltinis išseks. Jo taip pat nereikia atstatyti, kadangi jis yra visiškai atsinaujinantis. Dar vienas šios konstrukcijos pranašumas ir ypatybė yra ta, kad EKO šilumos siurblyje darbinės priemonės vaidmenį atlieka natūralios dujos. Dėl šios priežasties konstrukcijai yra neaktualūs apribojimai, susiję su sintetinės kilmės priemonių naudojimu, kas atsispindi Lenkijos Respublikos įstatymuose dėl kontroliuojamų medžiagų rotacijos, naudojimo ir išmetimo. EKO šilumos siurblys yra priežiūros nereikalaujantis įrenginys, kas gali tapti argumentu, turinčiu didelę reikšmę lyginant šią šildymo sistemą su kitomis tradicinėmis šildymo sistemomis, kuriose naudojamas kietas kuras, mazutas ar suskystintos gamtinės dujos. EKO sistemos naudojimas leidžia išvengti aplinkos teršimo daugumos šilumos šaltinių išmetamosiomis dujomis. Numatomas šilumos siurblio eksploatavimo laikas yra mažiausiai 15 šildymo sezonų. TEISINIAI AKTAI, SUTEIKIANTYS GALIMYBĘ GAUTI LĖŠAS ALTERNATYVIEMS ENERGIJOS ŠALTINIAMS ĮSIGYTI ES direktyvoje 2009/28/EB dėl skatinimo naudoti atsinaujinančių išteklių energiją rašoma, kad šilumos siurbliai, kuriais galima panaudoti tinkamos temperatūros oro terminę, geoterminę ar hidroterminę šilumą, kur našumas žymiai viršija pirminę energiją, reikalingą šių siurblių maitinimui, turi būti priskirti prie atsinaujinančių energijos išteklių. Ši direktyva pagrindžia būtinybę vystyti naujas šilumos ir energijos kūrimo iš atsinaujinančių išteklių technologijas. Aukščiau nurodytos direktyvos pagrindu atsirado norma EN 14511, reglamentuojanti naudingumo koeficiento vertes bei žemutinių ir viršutinių šilumos šaltinių parametrus, kuriems esant šilumos siurblys gali būti priskirtas prie atsinaujinančių energijos išteklių. Remiantis šios normos reikalavimais, nustatančiais šilumos siurblių klasifikaciją pagal funkcionavimą su žemutiniais ir viršutiniais šilumos šaltiniais, numatoma, kad šilumos siurblių naudingumo koeficientas turi atitikti 3-oje lentelėje pateiktas vertes. Eksploatavimo sąlygos, atitinkančios naudingumo koeficientams iškeltus reikalavimus, yra pateiktos 1-oje ir 2-oje lentelėse.

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ 1 lentelė. Standartinės eksploatavimo sąlygos, atitinkančios vandens/vandens ir sūrymo/vandens šilumos siurblių naudingumo koeficientams iškeltus reikalavimus pagal EN 14511 GARINTUVAS

Vandens temperatūra KONDENSATORIUS Vandens temperatūra

įleidimo į garintuvą

angoje [°C]

išleidimo iš garintuvo

angoje [°C]

įleidimo į kondensatorių angoje [°C]

išleidimo iš kondensatoriaus

angoje [°C] Standartinės lyginamosios sąlygos pagal normą EN 14511-2

Žemutinis šilumos šaltinis – vanduo Viršutinis šilumos šaltinis – vanduo arba sūrymas grindinio šildymo sistemoje

10 7 30 35

Žemutinis šilumos šaltinis – sūrymas gruntinio šilumokaičio sistemoje Viršutinis šilumos šaltinis – vanduo arba sūrymas grindinio šildymo sistemoje

0 -3 30 35

2 lentelė. Standartinės eksploatavimo sąlygos, atitinkančios lauko oro/vandens šilumos siurblių naudingumo koeficientams iškeltus reikalavimus pagal EN 14511 GARINTUVAS

Į garintuvą patenkančio oro temperatūra

KONDENSATORIUS Vandens temperatūra

matuojama sausuoju

termometru [°C]

matuojama drėgnuoju

termometru [°C]

įleidimo į kondensatorių

angoje [°C]

išleidimo iš kondensatoriaus

angoje [°C]

Standartinės lyginamosios sąlygos pagal normą EN 14511-2. Iki 2011 m. galiojančios sąlygos.

Žemutinis šilumos šaltinis – lauko oras Viršutinis šilumos šaltinis – vanduo arba sūrymas grindinio šildymo sistemoje 7 6 30 35

Standartinės lyginamosios sąlygos pagal normą EN 14511-2. Nuo 2011 m. galiojančios sąlygos.

Žemutinis šilumos šaltinis – lauko oras Viršutinis šilumos šaltinis – vanduo arba sūrymas grindinio šildymo sistemoje 2 1 30 35

3 lentelė. Reikalavimai mažiausiems naudingumo koeficientams pagal normą EN 14511

Ribinis naudingumo koeficientas iki 2011 m.

Ribinis naudingumo koeficientas nuo 2011 m.

Reikalaujamas naudingumo koeficiento

padidėjimas Oras – vanduo Žemutinis šilumos šaltinis – oras Viršutinis šilumos šaltinis – centrinio šildymo sistemos vanduo

3,0 3,10 +3,33%

Oras – vanduo Žemutinis šilumos šaltinis – sūrymas, išgaunantis šilumą gruntinio šilumokaičio pagalba Viršutinis šilumos šaltinis – centrinio šildymo sistemos vanduo

4,0 4,30 +7,50%

Oras – vanduo Žemutinis šilumos šaltinis – vanduo Viršutinis šilumos šaltinis – centrinio šildymo vanduo

4,5 5,10 +13,33%

Nuo 2011 m. šilumos siurbliai pagal normos reikalavimus turi pasiekti mažiausius lentelėje pateiktus naudingumo koeficientus tam, kad galėtų būti priskirti prie atsinaujinančių energijos išteklių. Nauji EKO siurbliai suteikia galimybę gauti lėšas tokios įrangos įsigijimui. EKO šilumos siurbliai visiškai atitinka su naudingumo koeficientu susijusius reikalavimus, keliamus šilumos siurbliams. Šilumos siurblio konstrukcija buvo suprojektuota atsižvelgiant į visus reikalavimus, susijusius su EN 378-1 normoje nustatytomis saugumo sąlygomis, taip pat į elektros įrangos suderinamumo normas bei kitas normas, nustatančias mašinoms taikomus reikalavimus.

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ EKO ŠILUMOS SIURBLIŲ KONSTRUKCIJOS EKSPERIMENTINIŲ TYRIMŲ REZULTATAI EKO šilumos siurbliai priskiriami prie lauko oro/vandens šilumos siurblių kategorijos. Šilumos siurblio pripažinimo atsinaujinančiu energijos ištekliu sąlyga yra aukštesnis naudingumo koeficientas, nei reikalaujama normoje EN 14511 būtent šiai šilumos siurblių kategorijai. Konstrukcijos optimizacijos darbas buvo nukreiptas link aukščiausios koeficiento vertės pasiekimo temperatūros intervale nuo -5°C iki +5°C (kadangi vyrauja būtent tokia temperatūra). Tiesioginis tikslas buvo pasiekti aukštesnį kaip 3,10 COP esant +2°C temperatūrai bei išpildyti visus nuo 2011 m. galiojančius reikalavimus. Kondensatoriaus šilumos perdavimas tyrimų vykdymo metu buvo būtina sąlyga, nustatyta EN 14511 normos reikalavimuose - iš šilumokaičio ištekančio vandens temperatūra buvo +35°C. Siūloma konstrukcija aukščiau aprašytose sąlygose neabejotinai labiau padeda didinti naudingumo koeficientą, be to, jis būna intervale nuo 3,97 iki 4,2 COP. Galima kalbėti apie naudingumo koeficiento intervalą, o ne apie pastovią vertę, kadangi šilumos gamybos procesas oro drėgmės sublimacijos (užšalimo) metu labai priklauso ne tik nuo temperatūros, bet ir nuo kitų oro sąlygų. Žemiau pateiktuose grafikuose pavaizduota priklausomybė yra keturis metus vykdomų tyrimų rezultatas, be kurių konstrukcijos optimizacija ir projekto tikslas – atsinaujinančios energijos šaltiniu pripažinto ir atitinkančio visus iškeltus reikalavimus įrenginio sukūrimas, nebūtų pasiektas. Papildomas tikslas buvo konstrukcijos paruošimas darbui nepaprastai žemoje temperatūroje išlaikant didesnį kaip 1,5 naudingumo koeficientą -20°C aplinkos temperatūroje. Ketverius metus trunkančių tyrimų ir prototipo konstrukcijos vystymo metu buvo pasiekti 4-ame pav. pristatyti rezultatai. Kaip rodo diagrama, naudingumo koeficiento pasiekiami rezultatai gerokai viršija kūrėjų nusibrėžtus tikslus. Konstrukcijoje buvo panaudoti komponentai, užtikrinantys didelį veiksmingumą, kuris įtakojo taip pat ir aukštą naudingumo koeficientą. Gaminių egzempliorių tyrimų metu buvo pasiektas dar aukštesnis COP. Esant -20°C oro temperatūrai buvo pasiektas naudingumo koeficientas COP = 3,3, tapęs pasiekimu pasauliniu mastu. Standartinėse sąlygose COP = 4,3.

temperatūra aplink garintuvą °C

2 pav. EKO-HEAT šilumos siurblio prototipo keturių metų tyrimų eksploatacinėse sąlygose rezultatai. Vandens temperatūra grindinio šildymo sistemoje pagal normą EN 14511.

naudingumo koeficientas augantis nevėjuotu oru naudingumo koeficientas silpnai vėjuotu oru iki 1 m/s

Vidutinis naudingumo koeficientas, priklausantis nuo oro sąlygų aplink garintuvą

Reikalaujamas šilumos siurblio naudingumo koeficientas standartinėse lyginamosiose sąlygose pagal normą EN 14511-2. Nuo 2011 m. galiojančios sąlygos.

Šil

um

os

siu

rbli

o n

au

din

gu

mo

ko

efic

ien

tas

CO

P

(Coe

ffic

ient

of Pe

rfor

man

ce)

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ EKO SERIJOS ĮRENGINIŲ PASKIRTIS EKO šilumos siurbliai buvo sukurti norint išspręsti šildymo klausimą tipiniuose šeimos gyvenamuosiuose namuose su įrengtomis žemos temperatūros šildymo sistemomis, kuriose naudojamas vanduo ar oras. Tačiau tai nereiškia, kad šie šilumos siurbliai gali būti naudojami tik gyvenamuosiuose namuose. Tuo atveju, kai reikalaujama didesnė, nei vieno vieneto galia, galima lygiagrečiai pajungti bet kokį vienetų skaičių, turint elementarias skysčių mechanikos žinias, kadangi įsikišama tik į centrinio šildymo sistemos šilumnešio pusę. EKO šilumos siurblys gali taip pat funkcionuoti su vidutinės temperatūros sistemomis, tačiau tokiu atveju būtina pasikonsultuoti su kūrėjais, kurie turėdami daug patirties galės pasiūlyti optimalų techninį sprendimą ir tinkamą įrangą. Šilumos siurblio parinkimas konkrečiam objektui visada priklauso nuo šilumos poreikio balanso palaikymo skaičiuojant norminėmis projektinėmis sąlygomis. Įrengimą turi atlikti atitinkamas technines žinias turintys asmenys, kad šilumos siurblys nebūtų nustatytas darbui per dideliu ar per mažu pajėgumu. Kad šilumos siurblio parinkimas konkrečiam objektui pagal taisykles, nustatytas „INFRASTRUKTŪROS MINISTRO POTVARKYJE dėl techninių sąlygų, kurias turi atitikti pastatai ir jų išdėstymas (Įstatymų leidinys Nr. 75, 690 punktas)“ būtų lengvesnis, tereikia apskaičiuoti šilumos poreikį konkrečiam pastatui. Su prielaida, kad:

• nuo 2010 m. šilumos netekimas pro objektų sienas neturi viršyti 0,3 [W/m2K], • nuo 2010 m. šilumos netekimas pro objektų perdangas neturi viršyti 0,2 [W/m2K], • nuo 2010 m. šilumos netekimas pro objektų langus neturi viršyti 1,6 [W/m2K],

Bei, kad langai paprastai neužima daugiau kaip 15% sienų, šilumos poreikis vieno aukšto objektams, kurių plotas 100m2 ir sienų aukštis 3 m, sudaro apie 5,2 kW. PAGRINDINIAI EKO SERIJOS ŠILUMOS SIURBLIŲ TECHNINIAI IR EKSPLOATACINIAI DUOMENYS Šiuo metu EKO šilumos siurblių serijoje yra 3 modeliai, pateikti 4-oje lentelėje.

• EKO 8/48, • EKO 12/61, • EKO 16/81.

Yra dvi EKO siurblių rūšys:

• Vienos paskirties siurbliai – skirti funkcionuoti su žemos temperatūros centrinio šildymo sistema +35°C (centrinio šildymo sistemos įleidimo vandens temperatūra) / +30°C (grįžtamojo vandens iš centrinio šildymo sistemos temperatūra)

• Dvejopos paskirties siurbliai – skirti funkcionuoti su žemos temperatūros centrinio šildymo sistema +35°C (centrinio šildymo sistemos įleidimo vandens temperatūra) / +30°C (grįžtamojo vandens iš centrinio šildymo sistemos temperatūra) bei su vartojimui skirto karšto vandens su rezervuaru sistema. Darbo režime vartojimui skirto karšto vandens sistemoje iš rezervuaro išleidžiamo vandens temperatūra yra +55°C. Dvejopos paskirties EKO serijos šilumos siurbliai yra skirti darbui su vartojimui skirto karšto vandens sistema su rezervuaru ir susideda iš 2 elementų: pastato išorėje montuojamo šilumos siurblio bei karšto vandens rezervuaro su visa automatine įranga ir vandens armatūra, kuri turi būti įrengta pastate.

ŠILUMOS SIURBLYS EKO

________________________________________________________________________________________ 4 lentelė. Šildymo efektyvumo ir įrenginio sunaudojamos energijos sąnaudų techniniai duomenys Šilumos siurblio modelis

EKO 8/48 EKO 12/61 EKO 16/81

Šildymo galia pagal EN 14511 nustatytas sąlygas Temperatūra aplink garintuvą = +2°C Šildymo priemonės sistemoje temperatūra +35°C

8,0 – 8,4 kW 10,25 – 10,75 kW 15,6 – 16,7 kW

Galios suvartojimas pagal EN 14511 nustatytas sąlygas 2,0 kW 2,5 kW 3,9 kW

Šilumos siurblio naudingumo koeficientas COP pagal EN 14511 nustatytas sąlygas 4 – 4,3 4,1 – 4,3 4 – 4,3

Maitinimo įtampa 380 – 400 V / 3+N / 50 Hz

Mažiausias būtinas šildymo priemonės pratekėjimas pro kondensatorių [dm3/h] 2900 dm3/h 2790 dm3/h 3790 dm3/h

Mažiausia būtina erdvė hidraulinei movai, kuri yra reikalinga centrinio šildymo sistemos šildymo priemonės funkcionavimui [dm3]

320 dm3 320 dm3 320 dm3

Šildymo siurbliui būtina erdvė [mm] 2000 x 1200 2500 x 1200 4000 x 2300

Šildymo siurblio išmatavimai [mm] ir svoris [kg] 1800 x 1000 x 4000 Svoris: 235 kg

240 x 1000 x 4000 Svoris: 300 kg

3200 x 1000 x 4000 Svoris: 350 kg

Numatomas namų šildomas plotas pagal 12 psl. pateiktą informaciją 120 m2 150 m2 220 m2

garintuvas šilumos siurblio kondensuojančio agregato korpusas

nešanti konstrukcija blokelis FBW-100 siūlomas fundamentas EKO 48 5 pav. EKO 8/48 šilumos siurblio pagrindiniai išmatavimai

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ garintuvas šilumos siurblio kondensuojančio agregato korpusas nešanti konstrukcija

blokelis FBW-100 siūlomas fundamentas EKO 61 6 pav. EKO 12/61 šilumos siurblio pagrindiniai išmatavimai garintuvas garintuvas šilumos siurblio kondensuojančio agregato korpusas nešanti konstrukcija siūlomas fundamentas blokelis FBW-100 EKO 81 7 pav. EKO 16/81 šilumos siurblio pagrindiniai išmatavimai

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ ŠILDYMO SISTEMOS ĮRENGIMO SU EKO ŠILDYMO SIURBLIU PAVYZDYS Pateiktas brėžinys parodo šilumos siurblio šildymo darbą. Sistemoje veikia hidraulinė mova, kuri leidžia prijungti alternatyvų šilumos šaltinį kartu su šilumos siurblio sistema. Įrengtus alternatyvų šilumos šaltinį hidraulinė mova leidžia šilumos siurbliui vykdyti cirkuliaciją nepriklausomai nuo žemos temperatūros šildymo sistemos darbo. Tokiu būdu galima įrengti šilumos siurblį kaip alternatyvų arba pagrindinį šilumos šaltinį, papildomai prie jau įrengtų ar įrengiamų šildymo sistemų. Hidraulinė mova atlieka taip pat iš šilumos rezervuaro funkciją, kuris stabilizuoja darbo parametrus ir teigiamai veikia visos šildymo sistemos eksploatavimo kaštus. Rekomenduojama erdvė hidraulinei movai nurodyta 4-oje lentelėje. Pastato žemos temperatūros Alternatyvaus

šildymo sistema šilumos šaltinio cirkuliacinis siurblys

Hidraulinė mova atliekanti surinkimo Alternatyvus rezervuaro šilumos šaltinis, funkciją pvz. dujinė, elektrinė krosnis, vand. šildytuvas

Cirkuliacinis siurblys žemos temperatūros EKO šildymo sistemoje siurblio Šilumos skaitiklis cirkuliacinis siurblys

8 pav. EKO šilumos siurblio prijungimo prie žemos temperatūros šildymo sistemos pastate brėžinys EKO šilumos siurblio standartinėje komplektacijoje yra šie elementai:

• EKO šilumos siurblys, • nešanti konstrukcija, • elektros valdymo skirstymo skydas su reguliatoriumi, laiko juostos programavimu ir kambario

reguliatoriumi, • autorizuoto platintojo paleidimas bei 24 mėnesių garantija su 2 techninėmis apžiūromis garantiniu

laikotarpiu.

Papildoma įranga: • hidraulinė mova, • cirkuliacinis siurblys, siurbiantis šildymo priemonę tarp kondensatoriaus ir hidraulinės movos, • šilumos skaitiklis, • hidraulinės movos išsiplėtimo indas, • apsauginis vožtuvas.

Kadangi rinkoje yra didelis surinkimo rezervuarų, galinčių atlikti hidraulinės movos funkciją, pasirinkimas, standartiniame komplekte šio elemento nėra. Atlikus vietos patikrinimą ir įrengus šildymo sistemą, kurioje numatoma pritaikyti EKO, gamintojo atstovas gali suteikti Jums konsultaciją techniniais klausimai ir patarti kaip pasirinkti hidraulinę movą ar cirkuliacinį siurblį bei laidinę hidraulinę armatūrą.

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ ŠILDYMO SISTEMOS IR VARTOJIMUI SKIRTO KARŠTO VANDENS SISTEMOS ĮRENGIMO SU EKO ŠILDYMO SIURBLIU PAVYZDYS Pateiktas brėžinys parodo šilumos siurblio darbą ir vartojimui skirto vandens šildymą. Įranga susideda iš dviejų modulių – EKO šilumos siurblio bei karšto vandens rezervuaro, kurio dydis suderinamas su klientu. Vartojimui skirto karšto vandens sistemos rezervuare yra įrengtas trišakis skirstymo vožtuvas, kurio užduotis yra nustatyti karšto vandens gamybos prioritetą. Sistemoje taip pat veikia hidraulinė mova, kurios funkcijos ir galimybės buvo aprašytos anksčiau. Rekomenduojama erdvė hidraulinei movai nurodyta 4-oje lentelėje.

Pastato žemos temperatūros šildymo sistema

Hidraulinė mova atliekanti surinkimo rezervuaro funkciją

Cirkuliacinis siurblys žemos temperatūros sistemoje Trišakis vožtuvas vartojimui skirto vandens šildymui

EKO šildymo siurblio cirkuliacinis siurblys Vartojimui skirto karšto vandens rezervuaras Šilumos skaitiklis 9 pav. EKO šilumos siurblio (funkcionuojančio su vartojimui skirto karšto vandens sistema) prijungimo prie žemos temperatūros šildymo sistemos pastate brėžinys Dvejopos paskirties EKO šilumos siurblio standartinėje komplektacijoje yra šie elementai:

• EKO šilumos siurblys, • nešanti konstrukcija, • cirkuliacinis siurblys, siurbiantis šildymo priemonę tarp kondensatoriaus ir hidraulinės movos, • elektra varomas trišakis vožtuvas, nustatantis karšto vandens prioritetą, • vartojimui skirto karšto vandens rezervuaras, • hidraulinė mova, • elektrinis šildytuvas, esantis aukščiausiu rezerviniu 2 kW šilumos šaltiniu, • hidraulinės movos išsiplėtimo indas, • apsauginis vožtuvas, • karšto vandens rezervuaro išsiplėtimo indas, • apsauginis vožtuvas, • vandenį šildantis elektrinis šildytuvas su bakterijų šalinimo sistema Legionella 3 kW, • elektros valdymo skirstymo skydas su reguliatoriumi, laiko juostos programavimu ir kambario

reguliatoriumi, • autorizuoto platintojo paleidimas bei 24 mėnesių garantija su 2 techninėmis apžiūromis garantiniu

laikotarpiu.

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ Papildomas įranga:

• šilumos skaitiklis, • antisifoninis filtras, • atbulinis vožtuvas, • karšto vandens cirkuliavimo siurblys, • centrinio šildymo sistemos siurblys.

Papildomoje įrangoje nurodytą armatūrą ir automatiką turi parinkti centrinio šildymo sistemos montuotojas arba santechnikas, kadangi šių elementų pasirinkimas priklauso nuo individualių hidraulinės sistemos ypatybių. EKO ŠILUMOS SIURBLIO EKSPLOATAVIMO KAŠTŲ PALYGINIMAS SU TRADICINIAIS ŠILUMOS ŠALTINIAIS Žemiau pateiktas 1 kW šilumos gamybos palyginimas naudojant įvairius šilumos šaltinius:

• EKO šilumos siurblys, • kondensacinis katilas kūrenamas mazutu, kurio naudingumas 94%, • dujinis kondensacinis katilas kūrenamas gamtinėmis dujomis iš atskiros talpyklos, kurio naudingumas

96%, • dujinis kondensacinis katilas kūrenamas dujomis , kurio naudingumas 96%, • modernus akmens anglių katilas, kurio naudingumas 80%, • elektrinis katilas, kurio naudingumas 100%.

Skaičiavimui buvo pritaikytos įvairių rūšių kuro rinkos kainos ir 2012 m. sausio tarifai.

1 kW šilumos gamybos kaštai naudojant įvairius šilumos šaltinius pagal mažiausią bazinį tarifą 2012 m.

elektrinis katilas gamtinių katilas dujų katilas kūrenamas GZ50 dujų akmens mazutu katilas anglių katilas EKO ŠILUMOS SIURBLYS

10 pav. Priklausomybė, parodanti 1 kW šilumos gamybos kaštus naudojant įvairius šilumos šaltinius, paskaičiuota pagal 2012 m. tarifą .

PLN / kWh

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________ Šiuo metu EKO šilumos siurbliu šildymo išlaidos, atsižvelgiant į temperatūrą žiemos sezonu Vroclavo miesto klimato zonoje ir į kuro kainas 2012 m., yra:

• 4 kartus mažesnės, nei šildant elektriniu katilu, maitinamu elektra pagal mažiausią bazinį tarifą, • daugiau kaip 8,5 kartus mažesnės, nei šildant mazutu kūrenamu katilu, • 7 kartus mažesnės, nei šildant gamtinių dujų katilu, • beveik 3,5 kartus mažesnės, nei šildant dujomis , • beveik 2,5 kartus mažesnės, nei šildant akmens anglių katilu.

Tyrimų rezultatai parodė, kad turint galimybę naudotis elektros energija pagal dviejų laiko zonų tarifų sistemą, netgi paprasčiausios elektra maitinamos šildymo sistemos gali būti naudingesnės, nei šildymas naudojant tokius šilumos šaltinius, kaip mazutas ar gamtinės dujos.

EKO konstrukciniai sprendimai yra užpatentuoti.

ŠILUMOS SIURBLYS EKO ________________________________________________________________________________________

Šildymo išlaidos naudojant įvairius šilumos šaltinius pagal aukščiau pateiktas prielaidas

elektrinis katilas gamtinių katilas dujų katilas kūrenamas GZ50 dujų akmens mazutu katilas anglių katilas EKO ŠILUMOS SIURBLYS 11 pav. Priklausomybė, parodanti šildymo išlaidas naudojant įvairius šilumos šaltinius su prielaida, kad šilumos poreikis per visą šildymo sezoną sudaro 51840 kWh bei pagal tarifą . Įvertinus tradicinių šilumos šaltinių ir EKO kainų skirtumus bei metinių eksploatavimo kaštų, pateiktų 11 pav., skirtumus, galima nustatyti šildymo siūlomu šilumos siurbliu investicijų grąžinimo laiką.

PLN / 1 metai

6 lentelė. Numatomas investicijų į EKO grąžinimo laikas su prielaida, kad įmanomas naudojimasis elektra pagal tarifą (2012 m.).

Metinių eksploatacijos kaštų skirtumas tarp EKO-HEAT ir tradicinių šilumos šaltinių

[PLN per metus]

Investicijų skirtumas tarp tradicinių šilumos šaltinių ir

EKO-HEAT [PLN]

Numatomas investicijų į EKO grąžinimo laikas su aukščiau

nurodytomis prielaidomis [šildymo sezonas]

Centrinio šildymo elektrinis katilas funkcionuojantis su šildymo sistema 9 546 PLN apie 41 000 PLN 4,28

Vienos paskirties kondensacinis katilas kūrenamas gamtinėmis dujomis 19 103 PLN apie 35 000 PLN 1,83

Vienos paskirties kondensacinis katilas kūrenamas mazutu 24 287 PLN apie 35 000 PLN 1,44

Vienos paskirties kondensacinis katilas kūrenamas dujomis GZ50 7 698 PLN apie 35 000 PLN 4,54

Modernus akmens anglių katilas, kurio naudingumas 80% 6 587 PLN apie 40 000 PLN 8,72

Pastaba: Esant galimybei gauti finansavimą EKO šilumos siurblio įsigijimui iš aplinkos apsaugos lėšų investicijų susigrąžinimo laikas sutrumpėja. EKO siurblio tarnavimo laikas yra mažiausiai 15 metų. Lyginant EKO siurblį su mažiau patvariais šilumos šaltiniais būtina sumažinti investicinių sąnaudų skirtumą.

ECO šilumos siurblys yra daugelio metų eksperimentinių ir konstrukcinių darbų, kuriuos vykdė du šaldymo įrangos

entuziastai inž. dr. Stefan Reszewski ir Adam Kowalski kartu su Lenkijos bendrove PWPO-T Sp. z o.o.,

rezultatas.