Vai tu zināji, ka siltumsūknis spēj izspiest siltumu pat no gaisa, kurā ir mīnus 20 grādu? Šajā rakstā vienkāršā valodā izskaidroju, kā gaiss-ūdens siltumsūknis piesaista siltumu no aukstā āra gaisa un pārvērš to siltajās grīdās un karstajā ūdenī. Raksta noslēgumā: kā saprast, vai šī sistēma der tieši tavai mājai.
Vienkāršota shēma ar sešiem numurētiem posmiem. Katram numuram atbilst skaidrojums zemāk.
Kas ir gaiss-ūdens siltumsūknis
Gaiss-ūdens siltumsūknis ir apkures iekārta, kas izmanto āra gaisu kā siltuma avotu un ūdeni kā siltuma nesēju mājā. Sistēma sastāv no divām daļām: āra bloka, kas stāv pie mājas sienas un atgādina lielu kondicionieri, un iekšējās vienības, kas parasti novietota tehniskajā telpā vai pagrabā.
Latvijā gaiss-ūdens siltumsūknis ir visbiežāk instalētais siltumsūkņu veids. Tas ir arī vispieejamākais ceļš uz atjaunojamo apkuri: nav jārok zemes kolektors un nav vajadzīgs gāzes pieslēgums. Ja vēlies redzēt, kā šī sistēma iekļaujas citos risinājumos, skaties mūsu apkures veidu salīdzinājumu.
Īsā atbilde: gaiss-ūdens siltumsūknis paņem siltumu no āra gaisa, ar kompresoru paceļ to līdz temperatūrai, ko saprot mājas apkures sistēma, un atdod to ūdenim. Tas ūdeni silda siltajām grīdām vai radiatoriem un vienlaikus sagatavo karsto ūdeni. Par vienu kilovatstundu elektrības sistēma atdod 2,5 līdz 4 kilovatstundas siltuma.
Vienkāršota shēma: siltums plūst no āra gaisa caur siltumsūkni uz mājas apkures sistēmu un karstā ūdens tvertni.
Kā gaiss-ūdens siltumsūknis strādā soli pa solim
Zemāk aprakstītie seši posmi atbilst numuriem attēlā augstāk. Sākumā pietiek saprast vienu principu: siltumsūknis siltumu nerada, bet gan pārvieto to no āra gaisa uz mājas apkures sistēmu. Pārējais ir šīs pārvietošanas tehniskais ceļš.
Āra gaiss un ventilators
Ārā bloka ventilators cilā apkārtējo gaisu caur siltummaini. Pat pie mīnus 20 grādiem gaisā joprojām ir siltumenerģija, ko var izmantot, jo aukstums nav tas pats, kas pilnīga siltuma neesamība.
Iztvaicētājs
Siltummainī aukstuma aģents uzsūc gaisa siltumu un iztvaiko, pārvēršoties gāzē. Tas vārās jau pie ļoti zemām temperatūrām, tāpēc pietiek ar nelielu siltuma daudzumu.
Kompresors
Elektriskais kompresors saspiež aukstuma aģenta gāzi, un saspiešanas rezultātā strauji aug gan spiediens, gan temperatūra. Šī ir vienīgā vieta sistēmā, kur tiek patērēts ievērojams elektroenerģijas daudzums.
Kondensators
Karstā gāze plūst caur otru siltummaini, kur atdod siltumu mājas apkures ūdenim. Pats aukstuma aģents atdziest un atkal kļūst par šķidrumu, gatavs jaunam ciklam.
Izplešanās vārsts
Vārsts strauji samazina aukstuma aģenta spiedienu, tāpēc tas kļūst ļoti auksts un atkal spēj uzņemt siltumu no āra gaisa. Cikls noslēdzas un sākas no jauna.
Apkure un karstais ūdens mājā
Uzsildītais ūdens aiziet uz siltajām grīdām vai radiatoriem, kā arī uz karstā ūdens tvertni. Sistēma pati pārslēdzas starp apkuri un ūdens sagatavošanu, tāpēc lietotājam nekas nav jādara.
Īsākais ceļš, kā saprast visu procesu: āra gaiss, tad aukstuma aģents, tad kompresors, tad apkures ūdens, un visbeidzot siltās grīdas, radiatori un karstā ūdens tvertne.
Svarīgākais, ko nejaukt: siltumsūknis necenšas no auksta gaisa tiešā veidā uztaisīt karstu ūdeni. Tas izmanto aukstuma aģenta iztvaikošanu un saspiešanu, lai zemas temperatūras siltumenerģiju paceltu līdz mājai izmantojamai temperatūrai.
Fizika vienkāršā valodā: kāpēc no auksta gaisa rodas silts ūdens
Sākumā šķiet paradoksāli: kā iekārta var izspiest siltumu no gaisa, kas pats ir auksts? Atbilde slēpjas aukstuma aģenta īpašībās. Tas vārās jau pie ļoti zemām temperatūrām, pat ap mīnus 30 grādiem. Kad tas iztvaiko, tas paņem līdzi siltumenerģiju. Kompresors to saspiež, un, saskaņā ar fizikas likumiem, saspiesta gāze vienmēr kļūst karstāka.
Sistēma neražo siltumu no nekā. Tā pārvieto jau esošu siltumu no vienas vietas (āra gaisa) uz otru (mājas ūdens sistēmu). Tāpēc par vienu kWh elektrības, ko patērē kompresors, sistēma atdod vairākus kWh siltuma. Šo attiecību sauc par efektivitāti jeb SCOP: Latvijas klimatā reālas iekārtas gada griezumā sasniedz SCOP 2,5 līdz 4,0.
Siltuma sadale: siltās grīdas vai radiatori
Ūdens, ko siltumsūknis silda, nonāk mājā pa diviem ceļiem. Siltās grīdas darbojas ar 30-35 grādu ūdeni, un tas ir tieši tas, ko siltumsūknis sagatavo vislabāk: zema temperatūra nozīmē augstu efektivitāti. Radiatori tradicionāli prasa 55-70 grādus, tāpēc ar tiem sistēma strādā ekonomiskāk tikai tad, ja radiatori ir pietiekami lieli.
Nozīmīgi ir tas, ka gaiss-ūdens siltumsūknis parasti mainās ar esošo ūdens apkures sistēmu: ja mājā jau ir radiatori vai siltās grīdas, iekārta pieslēdzas esošajai shēmai. Par saderību savai mājai vari lasīt gaiss-ūdens siltumsūkņa pakalpojumu lapā.
Kas ietekmē gaiss-ūdens siltumsūkņa efektivitāti
Trīs faktori izlemj, cik daudz elektrības sistēma patērēs: āra temperatūra, apkures ūdens temperatūra un mājas siltinājums. Aukstākos mēnešos efektivitāte krītas, jo starpība starp āra gaisu un vajadzīgo ūdens temperatūru kļūst lielāka. Tas ir normāli, un labi projektēta sistēma to kompensē.
- Zema temperatūras sistēma: siltās grīdas dod augstāko sezonālo efektivitāti.
- Mājas siltinājums: jo mazāk siltuma vajag, jo mazāk jāstrādā siltumsūknim.
- Āra bloka novietojums: brīva gaisa plūsma ap bloku saglabā jaudu.
- Iekārtas izmērs: pareizi izvēlēta jauda strādā stabilāk nekā pārāk liela vai maza.
Savai mājai vari izmēģināt apkures izmaksu kalkulatorā, kur salīdzīsi gaiss-ūdens siltumsūkni ar citiem risinājumiem.
Gaiss-ūdens, gaiss-gaiss vai zemes siltumsūknis: kas atšķiras
Bieži jauc šos trīs veidus. Gaiss-ūdens sistēma silda ūdeni un der mājām ar radiatoriem vai siltajām grīdām. Gaiss-gaiss siltumsūknis silda gaisu tieši telpā un neapgādā karsto ūdeni, tāpēc tas vairāk der kā papildu apkure vai dzīvokļiem. Zemes siltumsūknis ņem siltumu no zemes, ne gaisa: tas ir dārgāks ierīkot, bet ar augstāku efektivitāti.
Cik izmaksā apkure ar gaiss-ūdens siltumsūkni
Ierīkošana Latvijā parasti izmaksā no 7 000 līdz 15 000 eiro, atkarībā no iekārtas jaudas un esošās sistēmas. Ekspluatācijā tas ir viens no ekonomiskākajiem risinājumiem: tipiskai 130 kvadrātmetru mājai gada enerģijas izmaksas bieži ir ap 900-1 200 eiro, atkarībā no siltinājuma un elektrības cenas. Precīzus skaitļus savai mājai aprēķini apkures izmaksu kalkulatorā.
Biežākie jautājumi
Vai gaiss-ūdens siltumsūknis strādā lielā salā?
Jā, mūsdienīgas iekārtas darbojas līdz pat mīnus 25 grādiem. Lielā salā efektivitāte samazinās, tāpēc sistēmu izprojektē tā, lai aukstākajās dienās jauda pietiek. Latvijas klimatam ar vidējo ziemas temperatūru ap mīnus 5 grādiem tas praktiski nerada problēmu.
Vai vajag mainīt radiatorus uz siltajām grīdām?
Ne vienmēr. Ja esošie radiatori ir pietiekami lieli, tie var strādāt ar zemāku ūdens temperatūru. Siltās grīdas tomēr dod augstāku efektivitāti un vienmērīgāku siltumu. Izvērtēšanu veic siltumslodzes aprēķinā.
Cik ilgi kalpo gaiss-ūdens siltumsūknis?
Kvalitatīva iekārta kalpo 15-20 gadus. Āra blokam parasti ir lielāka slodze, tāpēc tā apkope un aizsardzība pagarina visu sistēmas mūžu.
Cik daudz vietas aizņem iekārta?
Āra blokam vajag apmēram vienu kvadrātmetru brīvas vietas pie sienas ar gaisa piekļuvi. Iekšējā vienība ir ledusskapja izmērā un ievietojama tehniskajā telpā, gaitenī vai pagrabā.
Vai gaiss-ūdens siltumsūknis spēj sagatavot karsto ūdeni?
Jā, lielākā daļa iekārtu to dara ar iebūvētu karstā ūdens tvertni vai pieslēgtu tvertni. Aukstajā sezonā sistēma pārslēdzas starp apkuri un ūdens sagatavi automātiski.