Energiškai efektyvaus namo šildymas

Šildymas, yra ta EE namo sistema, dėl kurios nebuvau apsisprendęs gana ilgai, net ir po namo statybų pradžios. Situacija ta, kad nors ir buvau paskaičiavęs namo šilumos poreikį, bet tokių namų Lietuvoje nebuvo, nebuvo kuo galima būtų pasiremti, tad iki pat pirmo šildymo sezono pabaigos nebuvau užtikrintas, kas man pavyko su namo statybomis. Toliau papasakosiu kaip vyko mano namo šilumos šaltinio paieškos, kokie buvo teoriniai pamąstymai, bei keli pasvarstymai apie tai, kokia turėtų būti EE namo šildymo sistema, po to, kai jau pagyvenau name ir galiu remtis bent jau vieno namo eksploatacine patirtimi. Taigi, toliau apie viską išsamiau. Tik nesitikėkit čia rasti referato apie visas šildymo sistemas, ar kad ir apie visas šildymo sistemas tinkančias EE namui. Čia bus aprašytos tik tos šildymo sistemos, su kuriomis daugiau ar mažiau, susidūriau aš asmeniškai.

Šildymo sistemą sudaro šilumos šaltinis, šilumnešis ir šildymo prietaisai, per kuriuos atiduodama šildymo šaltinio pagaminta šiluma. Jei kalbėti apie paprasčiausius variantus, tokius kaip židinys ar koklinė krosnis, tai čia ir šilumos šaltinis ir šiluma atiduodantis prietaisas tampa vienu ir tuo pačiu įrenginiu ir atpuola šilumnešio poreikis, kurio paskirtis pernešti šilumą per atstumą. Deja, bet tokie prietaisai morališkai yra pasenę ir blogai atlieką tiesioginę savo paskirtį patalpose su daugeliu kambarių, todėl labiau tinkami tik kaip dizaino akcentai. Išskirti galima tik elektrinius šildymo prietaisus, kurie dažniausiai irgi kur gamina šilumą, ten ją ir atiduoda, bet šildymas elektra yra pakankamai brangus dėl naudojamo kuro (elektros) kainos. Tai pats brangiausias kuras todėl, kaip pagrindinis šilumos šaltinis jis nėra labai populiarus, nors kai kalba pradeda eiti apie pasyvų namą, skaičiukai tampa šiek tiek kitokie, nei įprasto šildymo atveju, bet apie tai šiek tiek vėliau.

Jei pastatas turi daug uždarų patalpų, tikrai neapsimokėtų, kiekvienoje patalpoje statyti ir kūrenti po židinį. Ženkliai protingesnis sprendimas būtų organizuoti šilumos gamybą vienoje vietoje, iš jo šilumą perduodant į visas likusias patalpas individualiai.

Šilumos gamybą trumpam palikime ramybėje, pereikime iš karto prie šilumnešio.

kaip pernešti šilumą į patalpas nuo šilumos šaltinio

Praktikoje labiausiai paplitę šilumnešiai – oras ir vanduo. Oras, kaip šilumnešis nėra labai geras pasirinkimas, nes ore telpa ženkliai mažiau šilumos, nei tame pačiame kiekyje vandens. Tai taip vadinama medžiagos šiluminė talpa (oras-1008 J/(kg x K), vanduo-4190 J/(kg x K)). Atkreipkit dėmesį, kad šiluminė talpa matuojama ne pagal tūrį, o pagal svorį. Todėl man abejonių kelia oro kaip šilumnešio pasirinkimas tokioje šildymo sistemoje, kaip šildomos grindys oru „Legalett“ grindų sistemoje. Visai kitas dalykas, kai pašildytas oras paduodamas tiesiai į visas šildomas patalpas. Taigi, orinis šildymas.

Kad ir kokia šildymo sistema bebūtų (išimtis infraraudonasis šildymas), svarbiausia šildymo paskirtis, sušildyti patalpų orą. Taigi, jei oras pašildomas centralizuotai ir paduodamas į visas šildomas patalpas, prapuola šilumos perdavimo poreikis papildomam šilumnešiui ir taip didėja naudingumo koeficientas, nes kiekvienas šilumos perdavimas kitai terpei lydimas energijos nuostolių. Bet čia susiduriama su mano jau paminėta oro šiluminės talpos problema. Kad pernešti standartiniam šių dienų namui reikalingą šilumos kiekį, reikia labai didelio oro kiekio. Šis kiekis yra ženkliai didesnis nei oro kiekis reikalingas namo vėdinimui. Problema sprendžiama naudojant storesnius nei būtų naudojama ventiliacijos atveju ortakius, ir prie ventiliacijai naudojamo oro, paimto iš lauko pridedant dalį (kuri priklauso nuo namo šilumos poreikių) iš patalpų vidaus ir jį recirkuliuojant. Kai namo šilumos poreikiai tampa tokie maži, kaip PN, su ventiliacija paduodamo oro kiekio jau užtenka pernešti nedideliam PN poreikius tenkinančiam šilumos kiekiui. Atpuola recirkuliacijos poreikis, mažėja ortakių dydis iki standartinių naudojamų vėdinimui dydžių ir orinis šildymas tampa labai, labai patraukliu šildymo būdu. Tokiu atveju, įsirengus priverstinį vėdinimą su šilumos rekuperacija tereikia vienintelio kaloriferio, teno ar kito šildymo prietaiso ortakyje į patalpas. Taigi, šiuo atveju, viso namo šildymo sistemos įrengimo kaštai baigiasi vieno šildymo prietaiso ortakyje įrengimu. Vienas kaloriferis leidžia sutaupyti lyginant su daugybe radiatorių ir šildymo vamzdyno išvedžiojamu kiekvienam kambariui. Todėl orinio šildymo sistema labai pamėgta ir rekomenduojama PN statybai. Tokiu atveju oras gali būti šildomas elektra ir nors elektrinio šildymo kilovato kaina yra brangiausia, bet dėl nedidelio šilumos poreikio, sutaupymas ant šildymo sistemos įrengimo su kaupu atpirktų elektrinės kilovatvalandės didesnę kainą per visą tokios šildymo sistemos eksploatacijos laiką.

Beje, pardavime yra rekuperatorių su įmontuotais šilumos siurbliais, kurie energiją ima iš išmetamo laukan oro ir ją perduoda į patalpas paduodamam orui. Išmetamas oras naudojamas todėl, kad jis yra pakankamai šiltas net ir per didžiausius šalčius, jei rekuperatorius plokštelinis ir į rekuperatorių paduodamas oras pašildomas, kad neužšaltų šilumokaitis ir šilumogrąžos metu, rekuperatorius atvėsina išmetamą orą iki paduodamo į rekuperatorių oro temperatūros lygio. Toks kinietiškas su šilumos siurbliu rekuperatorius kainuoja truputį virš 1700,00 Eur. Kaina panaši į analogiškų “brendinių“ ar lietuviškų rekuperatorių be šilumos siurblių. Taigi žiūrint iš techninės pusės toks pirkinys turėtų būti racionalus.

Vis tik orinio šildymo sistema irgi turi trūkumų. Pirmiausiai, tai, kad namo šildymą organizuojant oriniu šildymu, patalpų pertvaros būna vėsesnės, todėl komfortiškai savijautai reikalinga oro temperatūra privalo būti aukštesnė, kas didina šilumos nuostolius, antra, tai jau minėtas, oro šilumos talpumas, kuris labai riboja pernešamos šilumos kiekį. Nors statau EE namą, bet nesu tikras ar man pavyks pasiekti pakankamą lygį, kad šildymui užtektų vien vėdinimui tiekiamo oro srauto. Namo šilumos poreikiams realiai esant didesniems, vėdinimui užtikrinti reikalingo oro kiekio pradeda neužtekti ir vis tiek tenka mąstyti arba apie oro recirkuliaciją, kuri brangina ventiliacijos sistemos įdiegimo kaštus, arba pravesti tradicinius šilumos perdavimo prietaisus – radiatorius ar šildomas grindis, beje, net ir vokietijoje pasyviems namams rekomenduojama pasinaudoti elektriniais radijatoriais, kai būna labai šalta. Situaciją Lietuvoje turėtų išlikti ta pati, nes kalbam ne apie tokio pat apšiltinimo sluoksnio storio, o apie tų pačių šilumos nuostolių namus. Trečia problema – sunku palaikyti skirtingas temperatūras skirtingose patalpose, pavyzdžiui palaikyti aukštesnę temperatūrą vonioje. Dar viena problema, kad šildant orą elektros pagalba, elektra reikės ruošti ir buitinį karštą vandenį, kas padidina namo ekspluatacines išlaidas. Net jei kalba eitų apie saulės kolektorių panaudojimą karšto vandens gamybai ir namo šildymui, orinio šildymo sistema nebūtų pats geriausias sprendimas, nes saulės kolektorių sušildyto vandens temperatūra reikalinga pakankamai aukšta (oras turi būti sušildomas iki maksimum 55 C), o tai reiškia, kad atsinaujinančius resursus naudojantys prietaisai (šilumos siurblys, saulės kolektoriai) ar kad ir kondensacinis dujų katilas šiuo režimu dirbs mažiau efektyviai.

Brangiau įrengiama, bet daugiau rezervo turinti vandeninio šilumnešio pagrindu organizuota šildymo sistema. Šioje sistemoje dažniausiai naudojami šildymo prietaisai – radiatoriai, bei dabar vis labiau populiarėja grindinio šildymo sistemos. Fankoliai man nepatinka dėl papildomai naudojamos elektros, šilumos nuo šildymo prietaiso nuėmimui, kas reiškia papildomas sąnaudas, bei nereikalingą triukšmą. Dėl grindinio šildymo veikimo, kaip infraraudonojo šildytuvo, grindiniam šildymui aš simpatizuoju labiausiai. Grindinis šildymas taip pat patogus tuo, kad dėl labai didelio šilumos atidavimo ploto, šilumnešio temperatūra gali būti labai nedidelė, kas leidžia optimaliausiai panaudoti saulės kolektorius, šilumos siurblį ar kondensacinį dujų katilą. Noriu atkreipti dėmesį, kad gerai apšiltintame name, dėl labai nedidelio šilumos poreikio, net esant didžiausiems šalčiams, šildomos grindys bus vos 1-2 laipsniais šiltesnės už norimą palaikyti oro temperatūrą, o dėl jų šildymo principo, šildant kaip ir su infraraudonaisiais spinduliais, kambariuose palaikoma temperatūra bus žemesnė norint išlaikyti tą patį šilumos pojūtį, lyginant su oriniu šildymu, kas mažina šilumos nuostolius ir dar labiau mažina reikalingą šilumnešio temperatūrą. Tiesa, reikėtų pastebėti, kad labai gerai apšiltintame name visų vidinių pertvarų temperatūra bus labai artima patalpų oro temperatūrai, todėl infraraudonojo šildymo privalumai tokiame name, kaip ir nublanksta.

Šilumos šaltinis

Renkantis šilumos šaltinį labai dažnai žiūrima į to prietaiso šildymo energijos pagaminimo kainą. Pagal šį parametrą pakolkas be konkurencijos kieto kuro katilai (toliau -KKK). Deja kieto kuro katilai PN nelabai tinkami, dėl šiems katilams reikalingo kamino, kuris labai apsunkina namo sandarumo užtikrinimą, bei problematiška su tokiu katilu pagaminti labai tikslų reikalingą nedidelį šilumos kiekį. Atliekant namo sandarumo matavimus, kaminas užkamšomas, kad nesimatytų jo matavimuose.  Kaminas taip pat yra daugybės didelių šilumos tiltelių šaltinis, kurių nepavyksta išvengti, net specialiai pasyviems namams pardavinėjamuose variantuose.Vis tik, kamino vertinti, tik kaip atitvarų šilumos tiltelio negalima, nes tokiu, jis būna tik tuomet, kai katilas nedirba. Dirbant kaitilui, kaminas yra šilumos šaltinio nvk įtakojantis elementas, tad jei iš kamino pastoviai rūksta dūmai, jis namo šilumos nuostolių, kaip ir neneša.

Taip pat pasitaiko straipsnių apie specialiai pasyviems namams pritaikytus mažo galingumo granuolinius katilus, židinius ar krosneles bet jų kaina pakankamai aukšta, kas daro juos nepatraukliais EE namui, nors jei ugnies vaizdas interjere yra gyvybiškai svarbus, ko gi nepadarysi dėl jaukumo :).

Vertinant šilumos šaltinį, nederėtų vertinti tik pakuros kainos, būtina į tą kainą įkalkuliuoti ir šilumos prietaiso įsigijimo, jo amortizacijos kainą, o renkantis šildymo prietaisą konkrečiam pastatui, būtina įvertinti ir to pastato šilumos poreikį, kuriam esant nedideliam, kuro kaina tampa mažiau aktuali, svarbesniu parametru iškeliant prietaiso įsigijimo kainą. Būtent dėl nedidelio energijos poreikio, PN tampa labai patraukliu šildymas elektros pagalba. Elektriniai šildymo prietaisai paprastai yra pigiausi, tuo kompensuodami nors ir brangios elektros energijos nedidelį sunaudotą kiekį. Pats paprasčiausias būdas elektriniu prietaisu šildyti PN yra patalpų šildymas rekuperatoriuje sumontuotu elektriniu patalpų šildymo tenu, kuris paprastai jau būna sumontuotas rekuperatoriuose. Taigi, statant PN iš esmės galima rūpintis tik vėdinimo sistema, šildymo sistema būna komplekte kaip bonusas. Vis tik šis šildymo būdas, turi trūkumų. Pirmiausiai, paaiškėjus, kad namo šilumos nuostoliai didesni, šio šildymo galingumo gali neužtekti ir vis tiek reikės įrenginėti galingesnę šildymo sistemą, antras dalykas, vanduo būtų šildomas irgi brangiausiu šilumos šaltiniu, kas padidina bendras namo ekspluatacijos išlaidas. Trečia – pasirinkę tokią šildymo sistemą, kaip ir eliminuojame galimybę pajungti atsinaujinančių šildymo prietaisų, tokių kaip saulės kolektorius ar geoterminis šilumos siurblys, galimybę (nors bus galima pajungti saulės baterijas, bei šilumos siurblį oras-oras) ir ketvirtas dalykas, pabrangus elektros energijai, atsiperkamumą reikėtų perskaičiuoti iš naujo. Pasiekus tam tikrą elektros energijos kainos dydį, elektrinis šildymas taps mažiau patraukliu net ir PN.

Rinkdamasis šilumos šaltinį savo namui buvau susidomėjęs elektriniu grindiniu šildymu naudojant „CELEO“ grindinio šildymo plėvelę, bet pasiskaičiavęs jos įrengimo kainą (~10000,00 Lt), supratau, kad vandeninis grindinis šildymas su elektriniu boileriu vandens pašildymui ir cirkuliaciniu siurbliu turėtų kainuoti panašiai ir turėtų galimybę nesunkiai pajungti bet kokį kitą šilumos šaltinį. Todėl savo namui pasirinkau grindinį šildymą, su šilumos pernešimu naudojant vandenį. Dabar jau matau, kad padariau didelę klaidą darydamas šiuos skaičiavimus, nes skaičiavau plėvelės kiekius rekomenduojamus standartinių šilumos nuostolių namams. Jei būčiau skaičiavęs plėvelės kiekius pagal pageidaujamą išskirti galingumą, plėvelės būtų reikėję gerokai mažiau ir kaina būtų gavusis mažesnė. Vis tik, “Celeu“ aš šiai dienai neišskirčiau. Manyčiau, jog standartiniai elektriniai kilimėliai montuojami plytelių klijų sluoksnyje yra lygiaverčiai pagal kokybę, o pagal kainą, net ir pigesni. “Celeo“ plėvelė pasiteisntų tik po laminatu, dėl patogesnio montavimo.

Tokio grindų šildymo elektrinių kilimėlių pagalba trūkumas EE namuose yra tas, kad kilimėlių reikėtų  labai nedideliam grindų plotui ir tose vietose kuriose vyktų šildymas, grindys būtų šiltos, o kituose plotuose šaltos. Vis tik, tokį trūkumą galima paversti ir privalumu. Tokie kilimėliai tikrai pasiteisintų sanitariniuose mazguose, bei nuolatinėse buvimo vietose, tose zonose, kuriose planuojamas buvimas basomis.

Tęsiant mintis apie mano namo šildymą, pradžiai buvau nusiteikęs šildymo funkcijas patikėti kaip ir priklauso PN, tik rekuperatoriui. Įsirengiant namo grindis prasivesti grindinio šildymo vamzdelius, jo pradžiai nepajungiant, įrengiant kaip rezervinį ir papildomą, prie kurio per akumuliacinę talpą bus galima pajungti atsinaujinančius resursus išnaudojančius šilumos šaltinius. Vis tik realus bandymas namą šildytis rekuperatoriuje sumontuoto teno pagalba man nepatiko, nes norint padidinti paduodamos šilumos kiekį, privalai didinti vėdinamo oro srautus, kurie tuo pačiu didina ir patiriamus namo šiluminius nuostolius. Tai nėra efektyvu, nebent rekuperatorius būtų beveik 100% NVK. Šiai dienai manyčiau, jog EE namui optimaliausia būtų derinti elektrinį grindinį šildymą ir rekuperatoriaus paduodamo oro pašildymą elektros pagalba su saulės baterijomis, jei yra galimybė saugoti vasarą sukauptą energiją “Lesto“ tinkluose ir ją naudoti žiemos metu. Elektrinį grindų šildymą laikyčiau pagrindiniu namo šilumos šaltiniu, rekuperuojamo oro pašildymą laikčiau “komfortą“ užtikrinančiu, o saulės baterijos, tai investicija, leisianti namą pritraukti prie nulinio energijos poreikio lygio.

Iš atsinaujinančių šilumos šaltinių buvau nusižiūrėjęs du – šilumos siurblį ir saulės kolektorių. Nors šilumos siurblys ir žiūrisi patraukliau pagal eksploatacines savybes, tačiau geoterminio šilumos siurblio, ar žemose temperatūrose galinčio dirbti oras-vanduo šilumos siurblio kaina labai didelė, kas šiam momentui daro šį pasirinkimą nepatraukliu (vis tik, geoterminį šilumos siurblį laikau labai rimtu kandidatu į mano katilinę, todėl kieme pasiklojau ~270m geoterminio kolektoriaus vamzdžio, kuris bus naudojamas ir kaip žemės šilumokaitis). Saulės kolektoriai nors ir pigesni, mažiau patrauklūs tuo, jog negali užtikrinti pilnaverčio šilumos tiekimo kiaurus metus ir jis gali būti tik kaip papildomas šilumos šaltinis, nors kai šilumos poreikis yra labai nedidelis, saulės kolektoriai gali žiūrėtis visai patraukliai. Šildantis saulės kolektorių pagalba, kai saulės nėra, akumuliacinė talpa šildoma elektros pagalba, atsiradus saulei, akumuliacinę talpą šildo saulė. Tuo metu, kai yra saulė, elektros energijos sąnaudos minimalios, naudojamos tik cirkuliaciniam siurbliui ir valdymo elektronikai. Tokiu būdu, dalį šildymo energijos krūvio nuo elektros perkėlus ant saulės, mažėja bendra šildymo kaina ir jei saulėtų dienų yra daug, su saulės kolektoriais gal net pavyks šildytis pigiau nei su šilumos siurbliu, o saulės kolektorių kaina turėtų būti mažesnė. Saulės kolektoriai turi dar vieną pliusą. Su jais, karšto vandens gamyba vasarą beveik visai nekainuotų, o ir žiemą būna saulėtų dienų. Beje, žiemą saulėtos dienos būna kaip ir visuomet, anticiklonų metu, o tai yra pačiu šalčiausiu žiemos metu, taigi, šalčiausiu žiemos metu saulės kolektorius realu panaudoti ne tik karšto vandens gamybai bet ir šildymui. Tai reiškia, kad saulės energija pagelbėtų tada, kada šilumos reikia labiausiai, o tai labai vilioja.

Vis tik, jau naudojančių saulės kolektorius žmonių atsiliepimai stipriai nuvylė.  Mintis tokia, kad saulėtų dienų žiemą būna labai mažai, tad apie šildymą žiemos metu verčiau negalvoti. Galima tik prikaupti šilumą vasarą, didelėje bačkoje ir ją naudoti žiemos metu. Tai taip vadinami saulės namo projektai. Mintis tokia, kad jei kalbėt apie šilumą, tai svarbu plotas kuriuo surenkama saulės energija. Saulės kolektoriai, pakankamai brangiai kainuoja, o įstiklinimas pietų pusėje energiškai efektyvaus namo atveju paprastai pats didžiausias, taip kad energiškai efektyvaus namo atveju, jis saulės šilumą pakankamai efektyviai įsisavina ir per langus, o turint vieną-du kolektorius ant stogo, energijos kiekis patekęs per juos, lyginant su įstiklinimu bus labai menkas.

Šilumos siurblys tikėtina kad pigs. Jau šiais laikais, Kinijoje gamintų šilumos siurblių kainos labai patrauklios, taip kad tikėtina, jog jis taps pakankamai patrauklia preke. Iš bėdos yra nemažai šilumos siurblius susirinkusių savarankiškai. Į ką verta atkreipti dėmesį renkantis šilumos siurblį? Šilumos siurblio kompresoriai būna rotoriniai arba scroll’iniai. Abejų tipų kompresoriai praktiškai vienodai patvarūs ir 8-10 metus normaliom sąlygom tarnauja be problemų. Todėl nereikėtų ypatingai baimintis dėl pačio kompresoriaus. Nors ne visi remontuotini, yra beveik neardomų – sugedo tai tik išmest. Šilumos siurbliams naudojami freonai  R407, R417 yra daugiakomponenčiai, gal būt efektyvūs, bet jei sistema išsisandarina ir atsiranda nuotėkis – teks pilnai keisti visą, nepapildomi. R410a pakankamai neblogas variantas, vienkomponentis, papildomas, plačiai paplitęs, ne brangus. R134a neteko matyti sistemose skirtose darbui ekstremalioms sąlygoms, turbūt geo ŠS jis tiks, bet oras-??? sistema žemesnėje temperatūroje bus mažiau efektyvi. Vandens srautas kinta priklausomai nuo kompresoriaus galios.  Pvz. jei ŠS šiluminė galia 7,8KW, vandens srautas grindims turi būti nemažesnis nei 710l/h, o grunto kontūrui berods 1120l/h. Kuo kompresorius galingesnis tuo didesnio vandens srauto jam reikia, kitaip padažnės išsijungimai.

Grindinis šildymas

Kai įsigilini į teoriją, ir realiai pamatai, kaip vedžioja, supranti, kad projektas grindinio šildymui ne toks jau ir sudėtingas reikalas. Aš sau antrą kartą projekto nedaryčiau. Nieko keisto, kad santechnikai, paprastai be projekto grindinį vedžioja. Aišku, būtina sąlyga, kad jie išmanytų grindinio šildymo subtilybes, būtų mąstantys, o ne “copy“ “paste“ principu dirbtų.

Kas dėl energijos poreikio kiekvienam kambariui individualiai, tai galima paskaičiuoti poreikį, ir atitinkamai suprojektuoti vamzdelių ilgį tam kambariui, bet esmė ta, tas poreikis priklauso nuo to kambario ploto. Skiriasi tik ties įstiklintomis vietomis ir patalpose, kuriose norima palaikyti aukštesnę temperatūrą, automatiškai visose patalpose vedžioji vamzdelius absoliučiai vienodu atstumu tarp vamzdelių, tik ties langais ir tose patalpose, kuriose nori užkelti temperatūrą, vamzdelius sutankini.

Kas dėl to, kad neidealiai paskaičiavus, patalpos kais ne vienodai. Tai net ir suprojektuoti niekas negali, kad iškart būtų viskas idealiai, vėliau reguliuojant kontūrus sureguliuoji pro vamzdelius pratekančio skysčio kiekius ir tik tuomet viską suderini. Vėlesnį grindinio šildymo reguliavimą pagal momentinį šilumos poreikį reguliuoja termopavaros, dabar madinga, pagal elektroninius termostatus kiekvienam kambaryje.

KAS GERIAU 16mm, 18mm ar 20mm IR KOKIU ATSTUMU?

Kuo per grindis praleisi mažiau vandens, tuo aukštesnę termofikato temperatūrą turėsi paduoti, o tai reiškia, kad jei šildysiesi su ŠS, tuo brangiau šildysiesi.

Jei nori sumažinti termofikato temperatūrą reikia didinti į grindų kvadratą patenkančio vandens kiekį. Tai galima daryti dviem būdais, mažinti atstumą tarp vamzdelių arba didinti vamzdelių diametrą. Galima ir storesnius vamzdelius vynioti tankiau.

Aptarkim atstumą tarp vamzdelių. Tai vienas iš būdų, kaip padidinti paduodamo skysčio į grindų kvadratą kiekį. Šis būdas turi trūkumą, kad labai pailgėja į grindis klojamo vamzdžio ilgis, kas didina grindinio šildymo įrengimo kainą, be to, kiekviena kilpa negali būti ilgesnė, kaip 80m-100m, priklausomai nuo vamzdelio storio (kuo storesnis, tuo pasipriešinimas tekėjimui mažesnis ir kilpa gali būti ilgesnė). Tai reiškia, mažindami atstumą tarp vamzdelių, būsime priversti didinti kilpų skaičių, ir reikės daugiau kilpų palaikančio kolektoriaus, daugiau termopavarų, grindinio šildymo įrengimo kaina vėl auga.

Aptarkim vamzdelių diametro didinimą. Pirmiausia, kuo storesnis vamzdelis, tuo didesnė vamzdelio metro kaina ir automatiškai, klojant vamzdelius tuo pačiu atstumu, brangsta grindinio šildymo įrengimas, bet kuo vamzdelio diametras didesnis, tuo mažesnis vamzdelio ilgis užtikrina tą patį šilumos kiekio perdavimą, arba kitaip sakant, jei projekte nieko nekeisim, tik padidinsim vamzdelių diametrą, į grindis bus galima paduoti mažesnės temperatūros termofikatą, kas teigiamai atsilieps ŠS eksploatacijos metu.
Dar vienas pliusas, padidinus vamzdžio diametrą sumažėja tekėjimo pasipriešinimas, o tai reiškia, kad gali užtekti mažesnio galingumo cirkuliacinio siurblio, taip pat, jei žiūrime ne į termofikato temperatūrą, o į minimalų vamzdžio ilgį, kurio užteks šilumos perdavimui, tai klojant didesnio diametro vamzdį galima trumpinti vamzdžio ilgį klojant vamzdelius su didesniais tarpais tarp jų. Beje, klojant 20mm vamzdį, manau nerealu jį kloti 10cm žingsniu, nes jų nepavyks taip užlenkti.

Aš pasirinkau abu variantus, tai reiškia, kad savo ~123m2 ploto namui, su ~2,15kW bendru šildymo galingumo poreikiu prie lauko -23C temperatūros išvedžiojau 20mm šildomų grindų vamzdį 20cm žingsniu (vonioje 15cm žingsniu). Mano grindinio šildymo galingumas, žiūrint šių dienų akimis yra stipriai perteklinis, bet man tai leis sumažinti termofikato temperatūrą grindyse, kas teigiamai atsilieps ŠS COP`ui, be to mano grindyse šiuo metu telpa tiek termofikato (120l), kad net 10kW galingumo ŠS, kurį įsigijau, gali dirbti be buferinės talpos, o t.y. energiškai efektyviau, nes nereikalingas trečias cirkuliacinis siurblys, bei nepatiriami šilumos nuostoliai iš buferinės talpos.

Dabar keli, dažnai pasitaikantys klausimai apie grindinį šildymą:

Vienas vamzdis visam namui. Tai įmąnomas sprendimas, jau ir praktikoje pritaikytas. Apskaičiavus namo šilumos poreikį ir žinant maksimalią leidžiamą termofikato temperatūrą, bei leidžiamą maksimalią grindų temperatūrą, galima apskaičiuoti minimalų vamzdžio ilgį kurio turi užtekti reikiamam šilumos kiekiui padengti. Jei jis gaunasi iki 100m, tai pilnai užtenka ir vienos vijos, kurią galima pravesti palei langus. Tokio sprendimu pliusas yra pati mažiausia grindinio įrengimo kaina. Minusai yra tai, kad termofikatas turės būti aukštos temperatūros, o tai reiškia, kad jo ruošimui ekonomiškiau naudoti KKK, granuolinį katilą, dujinį katilą (manyčiau, jok kondensacinis čia irgi būtų mažiau efektyvus), ar panašiai. Dar vienas dalykas, labai jausis, kuriose vietose paklotas kabelis, nes tos vietos bus labai šiltos, o visos likusios grindys – šaltos.

Šilta-šalta tarp didesniu atstumu paklotų vamzdelių. Taip, tokia situacija įmanoma, ypač, jei vamzdelių ilgis suprojektuotas minimalus reikalingam šilumos kiekio pernešimui, kaip dabar madinga darant 30cm žingsnį tarp jų. To išvengti galima mažinant atstumą tarp vamzdelių. Norėčiau nuraminti šios temos lankytojus, kad tokia situacija labiau tikėtina didesnių šilumos nuostolių namui. To energiškai efektyvių namų atveju galima nebijoti. Energiškai efektyvių namų atveju, gali net vienos kilpos užtekti, tad vyniojant vamzdelius 30cm žingsniu, bus keleriopai viršytas minimalus namo šildymo poreikiui reikalingo vamzdžio ilgis, termofikato temperatūra bus mažesnė, o tai reiškia kad ir temperatūrinis grindų paviršiaus nelygumas bus žmogaus jutimams nepastebimas.

Kaip išvengti šaltų grindų efekto esant grindiniam šildymui energiškai efektyviame name? Žinant tai, kas jau parašyta šiame poste aukščiau, nesunkiai galime suprasti, kad galima turėti šiltas grindis net ir energiškai efektyviame name. Tereikia mažinti bendrą namo šildomų grindų vamzdžio ilgį, tuo keliant termofikato temperatūrą ir darant didesnį grindų paviršiaus temperatūros skirtumą virš vamzdelių ir ties tomis vietomis, po kuriomis vamzdelių nėra. Padarius taip, galima pravesti vieną vamzdelį palei langus, kaip aptartame pirmame atvejyje, arba, žinant, kad energiškai efektyvaus namo atveju, šildyti po langais būtinybės nėra, šildymo vamzdelį pravesti ties tomis vietomis, ties kuriomis norimas “šiltų grindų efektas“. Pavyzdžiui išvedžiojant svetainės viduryje, kur žmonės sėdėdami fotelyje ir žiūrėdami TV greičiausiai ir bus nuleidę kojas. Tiesa vamzdelį reikėtų pravesti visuose kambariuose. Net ir energiškai efektyvaus namo atveju, jei šildysi tik vieną patalpą, kitose bus vis tiek vėsiau. Tokio vamzdžio vedžiojimo pliusai ir minusai analogiški kaip ir vieno vamzdžio atveju pirmame pavyzdyje.

Kaip passkaičiuoti grindinio šildymo poreikį, rasite kvazipupsas.blogspot.com bloge. Kelios rekomendacijos apie grindinį šildymą buvo ir Romualdo Cukuro bloge deja, bet jis savo blogą pašalino.

Šildymo sistemos rekomendacijos EE namui pagyvenus šiltame name (2015m rugsėjis)

Aptikau Rusišką puslapį passivhaus.ru kuriame pardavinėjami “Pasyvūs“ namai. Ten užkliuvo jų pateiktas pasyvaus namo dujinio ir elektrinio šildymo sistemų palyginimas.

Nesigilinant į smulkmenas, kad pavyzdžiui paimamas 130m2 “pasyvus namas“, kurio šildymui per metus sunaudojama 10000kWh (77kWh/m2* per metus, kas toli gražu net nepanašu į pasyvų namą 🙂 ), pateiktame palyginime dujinis šildymas lyginant su elektriniu šildymu atsiperka per 28 metus, o turint omenyje, kad per tą laiką jau reikės pakeisti vieną (o aš sakyčiau, kad gal net du) dujinius katilus, atsiperkamumo klausimas iš vis keliantis abejonių. Palyginime buvo užsiminta, jog katilinėje reikės natūralios ventiliacijos, namo patalpos dujinio šildymo atveju didėja katilinės plotu (kurioje vėdinama per atviras orlaides, nebent katilą statysim virtuvėje ir visą namą vėdinsime per niekad neuždaromas orlaides), bet skaičiavimuose imami absoliučiai tie patys šilumos nuostoliai 10000kWh.

Taigi, jei pakoreguoti skaičiavimus, kad labiau atitiktų skirtumus, be to šilumos nuostolius skaičiuoti tikram pasyviam namui su 15kWh/m2* šildymo poreikiu per metus, arba kaip mano namo atveju, realiai apie 20kWh/m2*metus, o ne 77kWh/m2* per metus, skaičiavimai gautųsi, kad dujinio šildymo atsiperkamumas lyginant su elektriniu pailgėtų apie 5 kartus iki ~140 metų.

Na skaičiai truputį pagrąžinti, ten spėju dujinio šildymo įrengimą paskaičiavo per brangų, bet iš principo šiuo skaičiavimu norima pavaizduoti poziciją, kurios aš laikausi jau kuris laikas.

Nėra geresnės šildymo sistemos energiškai efektyviam namui už tiesioginį šildymą elektra. Nors mano pasyvaus namo idealios šildymo sistemos komplektacija būtų tokia:

1. įrengiamos elektra šildomos grindys pamėčius pagal šildymo galingumo poreikį po visą namą, kad būtų tolygiau šildoma, plius vonioje elektrinis grindinis šildymas įrengiamas pilno galingumo.
2. Šildymo kaštams sumažinti įrengiame nebrangų kanalinį oras-oras šilumos siurblį, kokio pavyzdį “balamūtas“ įmetė SM temoje “80m2 namo sildymas“ ir jungiam jį prie rekuperacinės vėdinimo sistemos su recirkuliacija. Nors Pasyvaus namo šildymui turėtų užtekti ir ventiliacijai reikalingų oro kiekių, bet recirkuliacija leidžia šildymo galingumą reguliuoti nekoreguojant ventiliacijai naudojamų oro srautų. Oras-vanduo ŠS kainuoja per brangiai. Jei jau pasiryžta oras-oras keisti į oras-vanduo, tai geriau eiti dar toliau ir už beveik tą pačią sumą įsirengti gruntas-vanduo ŠS, bet EE namui tai tikrai per brangi investicija. Vis tik ties šia vieta reikalai jau keičiasi, jau galima rasti ženkliai pigesnių nei ankščiau oras-vanduo šilumos siurblių. Ventiliacijos SM temoje “balamūtas“ įmesta nuoroda apie recirkuliaciją. Youtube filmukas apie recirkuliaciją.
3. Vandens šildymui statom saulės kolektorius ir taip apie 50% mažinam vandens šildymui reikalingos elektros energijos kiekį.
4. Pagal primestą namo elektros energijos poreikį, laikui bėgant ant stogo išsikeliam saulės baterijas. Jei saulės baterijas keliam statybų metu, minusuojam stogo dangos kaštus.

Sukomplektavus namo šildymą taip, net su tiesioginiu elektriniu šildymu, mano supratimu, namas puikiausiai galėtų pretenduoti į A++ namo energinę klasę.

Nebent A++ energinei klasei tinkamo rekuperatoriaus nerasit. Iš esmės tokio ir nėra, nebent kombinuosit priešpriešinių srautų rekuperatorių su žemės šilumokaičiu, bet kas energinės klasės skaičiuotojui pateiks bendrą vėdinimo sistemos energinio efektyvumo deklaraciją? Šiai dienai tokią deklaraciją pateikia rekuperatorių gamintojai, o ji tik apie rekuperatoriaus efektyvumą.

Elektrinį šildymą su oriniu šildymu apjungti galima būtų, elektriniam šildymui nustatant mažesnę temperatūrą, pavyzdžiui 20C, o ŠS nustatoma 23C temperatūra. Krentant lauko temperatūrai, ŠS nustoja šildyti ir patalpų temperatūrai nukritus iki 20C įsijungia elektrinis šildymas. Lauko temperatūrai pakilus ir pradėjus veikti oras-oras ŠS, šis temperatūrą užkelia ir tiesioginis šildymas elektra vėl atsijungia. Kad šildant elektra temperatūra labai nešokinėtų, elektrinio šildymo prietaisų bendras galingumas turi būti labai nedidelis ir neviršyti namo šilumos nuostolių prie lauko -23C. Mano namo atveju bendras elektrinių šildymo prietaisų galingumas neturėtų viršyti 1.5kW, nebent, esant dideliai namo termomasei, elektrinį šildymą junginėti darbui tik naktimis, tuomet šildymo prietaisų galingumą galima atitinkamai padidinti (~2 kartus).

Dar norėčiau pasakyti kelis žodžius apie būtiną recirkuliaciją jei kalba eitų apie orinį šildymą.

Namą šildant oru be recirkuliacijos, norint didinti šildymo galingumą, reikės didinti oro srautą. Kai tas oro srautas bus iš lauko, tai kiekvienas papildomas kubas oro didins šilumos nuostolius rekuperatoriaus naudingumo koeficiento dydžiu, kuris realiai nesieks daugiau 70%-80%.

Paimkime kaip pavyzdį mano namą, kuris 2016m sausį tiesiogiai šildymui sunaudojo 1150kW, bei per vėdinimą šildymui sunaudojo apie 200kW (atmetus apie 30kW kuriuos rekuperatorius sunaudoja vasaros metu dirbdamas be šildymo), bendroje sumoje ~1350kW.

Sakykime, kad mano rekuperatoriaus NVK prie tokių didelių oro srautų sieks 70%, tai jei visas šildymui reikalingas oro srautas bus imamas iš lauko, mano namo šildymui reikalingas energijos kiekis būtų ne 1350kW, o 30% didesnis ~1928kW  (1350kW / 70(%) * 100(%) ), t.y. būtų sunaudota ~580kW daugiau, o tai jau yra pakankamai daug, mano atveju tai kainuotų apie 58Eurų per mėnesį daugiau. Kalba eina apie šildymą tiesiogiai elektra todėl, kad net jei būtų naudojamas kanalinis oras-oras šilumos siurblys, tokie dideli galingumai ir oro srautai bus reikalingi prie tų lauko temperatūrų, kada orinukas jau neveiks, tad net ir jo atveju būtų šildoma tiesiogiai elektra.

EE namo šildymas dujiniu katilu

Nors man ir nelabai dera dujos su energiškai efektyviu, draugišku gamtai namu, bet gana dažna situacija, kai dujinis šildymas konkrečiam namui žiūrisi priimtiniausiai. Pagrindinis dujinio katilo privalumas, yra galimybė ruošti didelius karšto buitinio vandens kiekius.

Jei jau tektų apsistoti ties dujinuku, tai geriausia, kad apsispręsta būtų dar namo projektavimo stadijoje. Tai reikalinga tam, kad dujiniam katilui keliami aukšti priešgaisriniai reikalavimai, su nuolatine natūralia ventiliacija ir kiti, labai prastinantys namo energinio efektyvumo savybes, jei katilą talpinsit apšiltinto ir sandaraus namo viduje. Todėl, apsistojus ties dujiniu katilu, protinga jį būtų iškelti už sandaraus ir šilto namo kevalo ribų. Tam labai gerai tiktų garažas, ar prie namo priglaustas sandėliukas.

Kalbant apie katilo galingumą, tai orientuojantis į kitus šilumos šaltinius atrodytų, kad ir šiuo atveju geriausias pasirinkimas iki 6kW galios dujinukas  su karšto vandens ruošimu, gana didelės talpos boileryje.

Vis tik yra niuansų su karšto vandens ruošimu. Jei vandens naudojama daug ir vienu metu, pav. ryte atsikelia 6 asmenų šeima ir visi tuo pat metu lenda po dušu, tada jau reikėtų labai didelės talpos boilerio, kas mano nuomone jau nebūtų optimalus sprendimas. Tokiu atveju, vien dėl karšto buitinio vandens ruošimo aš rekomenduočiau 24kW galios dujinuką, kuris karštą vandenį galėtų paruošti momentaliai. Tada statomas labai mažas karšto vandens boileris, sakykim ~20l talpos, skirtas panaikinti visų momentinio karšto vandens ruošimo katilų minusus. Tokiame boileryje būtų patiriami minimalūs šilumos nuostoliai, būtų išlyginama karšto tiekiamo vandens temperatūra, nebūtų karšta/šalta momentinio ruošimo katilams būdingo temperatūrų šokinėjimo, o karšto vandens nepritrūktų net 100 žmonių, iškart vienam po kito nusiprausti.

Taigi, kai kalba eina apie dujinukus, nemanau, kad optimalu rinkti katilo galią, vadovaujantis tokiais pačiais principais, kaip ir kalbant apie šilumos siurblius. Su šilumos siurbliais, kiekvienas papildomas kilovatas labai išbrangina šildymo sistemą, tad ten orientuotis į momentinį karšto vandens ruošimą būtų kvaila, be to, ten daugiau problemų su dažnu įsijungimu/išsijungimu, kokių absoliučiai neturi dujinukai.

Vis tik, kalbant apie namo šildymą su ženkliai per didelio galingumo katilu yra niuansų. Šilumos perdavimo sistema turi būti labai inertiška, arba katilas turi labai tiksliai moduliuoti galią. Pastoviai palaikant tą pačią temperatūrą, su inertiška šildymo sistema – grindiniu šildymu, mano name palaikoma labai tolygi temperatūra, net katilui esant 5 kartus didesnio galingumo nei reikia. Būtų radiatoriai, būtų labai nekomfortiška, nes temperatūra šokinėtų gerokai intensyviau, o kalbant apie patalpų šildymą apjungiamą su ventiliacija iš vis būtų problemų, bet jei katilas sugebėtų moduliuoti galią labai plačiame galios diapazone, tai šildymas tokiame name, šildymą apjungus su ventiliacija gal net būtų optimaliausias. Nors aš tokiu atveju rekomenduočiau grindinį šildymą visame name, nes tai paprasčiausias įrengimo variantas, atlaidžiausiai reaguojantis į visas šildymo sistemos įrengimo klaidas.

Literatūros sąrašas:

• Šildymo galingumas 10 W/m²
• Dar apie šildymą oru iš PN kūrėjų tiesiogiai
• šilumos nuostoliai per polius 100W
• Vandeninės šildymo sistemos apskaičiavimas (ru)