Šildymo ir vėsinimo technologijų srityje šilumos siurbliai tapo itin efektyviu ir ekologišku sprendimu. Jie plačiai naudojami gyvenamosiose, komercinėse ir pramoninėse patalpose, siekiant atlikti tiek šildymo, tiek vėsinimo funkcijas. Norint iš tikrųjų suprasti šilumos siurblių vertę ir veikimą, būtina įsigilinti į jų veikimo principus ir našumo koeficiento (COP) koncepciją.
Šilumos siurblių veikimo principai
Pagrindinė koncepcija
Šilumos siurblys iš esmės yra įrenginys, kuris perduoda šilumą iš vienos vietos į kitą. Skirtingai nuo tradicinių šildymo sistemų, kurios šilumą generuoja degimo arba elektrinės varžos būdu, šilumos siurbliai perkelia esamą šilumą iš vėsesnės vietos į šiltesnę. Šis procesas panašus į šaldytuvo veikimą, tik atvirkščiai. Šaldytuvas išgauna šilumą iš savo vidaus ir atiduoda ją į aplinkinę aplinką, o šilumos siurblys išgauna šilumą iš išorinės aplinkos ir atiduoda ją į vidų.
Šaldymo ciklas
Šilumos siurblio veikimas pagrįstas šaldymo ciklu, kurį sudaro keturi pagrindiniai komponentai: garintuvas, kompresorius, kondensatorius ir išsiplėtimo vožtuvas. Čia pateikiamas nuoseklus šių komponentų veikimo kartu paaiškinimas:
- GarintuvasProcesas prasideda nuo garintuvo, kuris yra vėsesnėje aplinkoje (pvz., už namo ribų). Šaltnešis, žemos virimo temperatūros medžiaga, sugeria šilumą iš aplinkinio oro arba žemės. Sugerdamas šilumą, šaltnešis iš skysčio virsta dujomis. Šis fazės pasikeitimas yra labai svarbus, nes leidžia šaltnešiui pernešti didelį šilumos kiekį.
- KompresoriusDujinė šaltnešio medžiaga tada juda į kompresorių. Kompresorius padidina šaltnešio slėgį ir temperatūrą jį suspausdamas. Šis žingsnis yra būtinas, nes šaltnešio temperatūra pakyla iki aukštesnio lygio nei pageidaujama patalpų temperatūra. Dabar aukšto slėgio ir aukštos temperatūros šaltnešis yra paruoštas išskirti savo šilumą.
- KondensatoriusKitas žingsnis apima kondensatorių, kuris yra šiltesnėje aplinkoje (pvz., namo viduje). Čia karštas, aukšto slėgio šaltnešis atiduoda šilumą aplinkiniam orui arba vandeniui. Šaltnešiui išskirdamas šilumą, jis atvėsta ir vėl virsta iš dujų į skystą būseną. Šis fazės pokytis išskiria didelį kiekį šilumos, kuri naudojama patalpų šildymui.
- Išsiplėtimo vožtuvasGaliausiai skystas šaltnešis praeina per išsiplėtimo vožtuvą, kuris sumažina jo slėgį ir temperatūrą. Šiame etape šaltnešis paruošiamas vėl sugerti šilumą garintuve, ir ciklas kartojasi.
Našumo koeficientas (COP)
Apibrėžimas
Našumo koeficientas (COP) yra šilumos siurblio efektyvumo matas. Jis apibrėžiamas kaip tiekiamos (arba pašalinamos) šilumos kiekio ir sunaudotos elektros energijos kiekio santykis. Paprasčiau tariant, jis nurodo, kiek šilumos šilumos siurblys gali pagaminti sunaudodamas kiekvieną elektros energijos vienetą.
Matematiškai COP išreiškiamas taip:
COP = Suvartota elektros energija (W) Patekta šiluma (Q)
Kai šilumos siurblio COP (našumo koeficientas) yra 5,0, jis gali gerokai sumažinti elektros energijos sąskaitas, palyginti su tradiciniu elektriniu šildymu. Pateikiame išsamią analizę ir skaičiavimą:
Energijos vartojimo efektyvumo palyginimas
Tradicinio elektrinio šildymo COP yra 1,0, o tai reiškia, kad suvartotas 1 kWh elektros energijos pagamina 1 šilumos vienetą. Tuo tarpu šilumos siurblys, kurio COP yra 5,0, pagamina 5 šilumos vienetus suvartotas 1 kWh elektros energijos, todėl jis yra daug efektyvesnis nei tradicinis elektrinis šildymas.
Elektros energijos sąnaudų sutaupymo skaičiavimas
Darant prielaidą, kad reikia pagaminti 100 šilumos vienetų:
- Tradicinis elektrinis šildymasReikia 100 kWh elektros energijos.
- Šilumos siurblys, kurio COP yra 5,0Reikia tik 20 kWh elektros energijos (100 šilumos vienetų ÷ 5,0).
Jei elektros energijos kaina yra 0,5 € už kWh:
- Tradicinis elektrinis šildymasElektros energijos kaina yra 50 € (100 kWh × 0,5 €/kWh).
- Šilumos siurblys, kurio COP yra 5,0Elektros energijos kaina yra 10 € (20 kWh × 0,5 €/kWh).
Taupymo koeficientas
Šilumos siurblys gali sutaupyti 80 % elektros energijos sąskaitų, palyginti su tradiciniu elektriniu šildymu ((50 - 10) ÷ 50 = 80 %).
Praktinis pavyzdys
Praktiškai, pavyzdžiui, karšto vandens tiekimui, tarkime, kad 200 litrų vandens reikia pašildyti nuo 15 °C iki 55 °C per dieną:
- Tradicinis elektrinis šildymasSunaudoja maždaug 38,77 kWh elektros energijos (darant prielaidą, kad šiluminis efektyvumas yra 90 %).
- Šilumos siurblys, kurio COP yra 5,0Sunaudoja maždaug 7,75 kWh elektros energijos (38,77 kWh ÷ 5,0).
Esant 0,5 € už kWh elektros energijos kainai:
- Tradicinis elektrinis šildymasDienos elektros energijos kaina yra apie 19,39 € (38,77 kWh × 0,5 €/kWh).
- Šilumos siurblys, kurio COP yra 5,0Dienos elektros energijos kaina yra apie 3,88 € (7,75 kWh × 0,5 €/kWh).
Apskaičiuotos santaupos vidutiniams namų ūkiams: šilumos siurbliai ir gamtinių dujų šildymas
Remiantis visos pramonės šakos vertinimais ir Europos energijos kainų tendencijomis:
| Prekė | Gamtinių dujų šildymas | Šilumos siurblio šildymas | Apskaičiuotas metinis skirtumas |
| Vidutinės metinės energijos sąnaudos | 1 200–1 500 eurų | 600–900 eurų | Sutaupoma apie 300–900 eurų |
| CO₂ emisijos (tonomis/metus) | 3–5 tonos | 1–2 tonos | Sumažėjimas maždaug 2–3 tonomis |
Pastaba:Faktinis sutaupymas priklauso nuo nacionalinių elektros energijos ir dujų kainų, pastatų izoliacijos kokybės ir šilumos siurblių efektyvumo. Tokios šalys kaip Vokietija, Prancūzija ir Italija paprastai sutaupo daugiau, ypač kai yra prieinamos vyriausybės subsidijos.
Hien R290 EocForce serijos 6–16 kW šilumos siurblys: monoblokinis oras-vanduo šilumos siurblys
Pagrindinės savybės:
„Viskas viename“ funkcionalumas: šildymo, vėsinimo ir karšto vandens ruošimo funkcijos
Lankstus įtampos pasirinkimas: 220–240 V arba 380–420 V
Kompaktiškas dizainas: 6–16 kW kompaktiški įrenginiai
Ekologiškas šaltnešis: žalias R290 šaltnešis
Tylus veikimas: 40,5 dB(A) 1 m atstumu
Energijos vartojimo efektyvumas: SCOP iki 5,19
Ekstremalios temperatūros veikimas: stabilus veikimas esant –20 °C
Puikus energijos vartojimo efektyvumas: A+++
Išmanus valdymas ir paruoštas PV sistemoms
Antilegionelių funkcija: maks. išleidžiamo vandens temperatūra 75 °C
Įrašo laikas: 2025 m. rugsėjo 10 d.