Ēkas siltuma vajadzību noteikšana

Ēkas siltuma vajadzības sastāv no pašas ēkas apkures, karstā ūdens sagatavošanas un gaisa apkures vajadzībām, ko nodrošina ventilācijas sistēma.

Jaudas pieprasījums ēku apkurei

Stājoties spēkā "Ēku energoefektivitātes projektēšana un sertifikācija" ēkas siltuma zudumi tika aprēķināti, pamatojoties uz aukstāko piecu dienu vidējo temperatūru, t.i., -22°C - -23°C lielākajā daļā Latvijas un -20°C jūras piekrastē. Tagad ēku apkurei nepieciešamā jauda tiek aprēķināta nedaudz savādāk - sarežģītāk. Ņemot vērā aukstākās dienas temperatūru (līdz -31°C) un ēkas inerci, bet par orientieri var izmantot iepriekšējo metodi.  Praksē inerces dēļ ēkai vēl ir nepieciešamas 3-5 dienas, lai būtiski mainītu telpu gaisa temperatūru, ja pietrūkst apkures jaudas.

Ēkas visu telpu (izlases aprēķinos izmantota dzīvojamā māja ar platību 120 m ²  ) vidējie maksimālie siltuma zudumi, kas jākompensē ar siltuma avotu, ir parādīti tabulā:

Nepieciešamā jauda karstā ūdens sagatavošanai

Ēkas apkures process ilgst visu diennakti. Tas tiek pārtraukts tikai tad, kad nepieciešams sagatavot karstu ūdeni. Tas tiek darīts, jo karstajam ūdenim ir nepieciešama augstāka temperatūra nekā sildīšanai, un siltumsūkņa jauda bieži vien nav pietiekama, lai veiktu abus procesus vienlaikus. Karstā ūdens sagatavošana aizņem līdz 2.stundām dienā, šajā laikā telpas netiek apsildītas. Taču karstā ūdens gatavošana nenotiek divas stundas bez pārtraukumiem, bet nelielos intervālos, vairākas vai pārdesmit reizes dienā. Apkures sistēmas inerces dēļ telpām nav laika atdzist, un lietotājs nejūt nekādas neērtības.

Tādējādi siltumenerģijas daudzums, ko mēra kWh, ir vairākas reizes mazāks karstā ūdens sagatavošanai. Sadalot šo daudzumu ar laiku, iegūst vidējo jaudu, kas nepieciešama karstā ūdens sagatavošanai. Tiek pieņemts, ka tas sastāda aptuveni 250 W uz vienu mājoklī dzīvojošo cilvēku. Tātad, ja ēkā dzīvo vismaz 4 cilvēki, karstā ūdens sagatavošanai jāparedz aptuveni 1 kW jaudas.

Jaudas pieprasījums ventilācijas sistēmas piegādātā gaisa sildīšanai.

Ja ēkas energoklase ir A un augstāka, ēka ir ārkārtīgi blīva un tās dabiskā ventilācija nenotiek dabiski. Šādas ēkas vēdināšanai parasti tiek izmantotas ventilācijas iekārtas ar siltuma atgūšanu no nosūktā un izvadītā gaisa (rekuperatori). Zemāku klašu ēkas nav tik hermētiskas un tām dabiskās āra gaisa pieplūdes (infiltrācijas) apkures zudumi jau ir iekļauti apkures zudumos, tas ir, jau ir novērtēta dabiskā ventilācija.

A un augstākas klases ēkās izmantoto ventilācijas ierīču (rekuperatoru) siltuma atgūšanas koeficients ir aptuveni 80%. Tas nozīmē, ka nav iespējams ietaupīt absolūti visu izsūknētā gaisa siltumu un nodot to pievadītajam aukstajam āra gaisam, rodas zudumi. Tāpēc pieplūdes gaisa temperatūra vienmēr būs zemāka par telpas gaisa temperatūru. Tas var sasniegt apmēram 15-16 ° C. Tātad šis vēsāks gaiss ir jāsasilda līdz istabas gaisam, ko veic apkures sistēma. Tiek lēsts, ka, lai uzsildītu 300 m 3 /h telpās piegādātā gaisa, nepieciešams aptuveni 1 kW enerģijas .

Ja ventilācijas sistēmā ir uzstādīta ventilācijas iekārta ar elektrisko sekundāro pieplūdes gaisa sildelementu, ventilācijas jaudas pielikumu nav nepieciešams izvērtēt.

Atsevišķu telpu siltumenerģijas pieprasījums

Jāpatur prātā, ka iepriekš tabulā norādītie indikatīvie ēkas siltuma zudumi (W/m ² ) ir visu ēkas telpu vidējie siltuma zudumi. Tas nozīmē, ka ēkā ir telpas ar ļoti maziem siltuma zudumiem vai bez tiem. Ir arī telpas ar lielākiem siltuma zudumiem nekā vidējie ēkas siltuma zudumi. Tas, jo īpaši attiecas uz telpām, kurām ir vairākas ārsienas un/vai lieli logi no grīdas līdz griestiem. Katrs logs ir atvere siltumam, kas "plūst" ārā. To nosaka logu un sienu siltuma pretestības atšķirības, jo parasti logu siltuma pretestība ir aptuveni 8-10 reizes zemāka par sienas siltumizturību.

Šī jaudas prasība katrai konkrētai ēkai būs atšķirīga.

Lai noteiktu precīzu jaudas pieprasījumu ēkas apkurei, ir jāaprēķina katras telpas apkures jaudas pieprasījums. Šim nolūkam tiek novērtēti visu telpu starpsienu (sienu, durvju, logu, grīdu un griestu) un āra gaisa ieplūdes siltumvadītspējas koeficienti un virsmas laukumi. Tāpēc, ja piem. A++ klases mājas vidējā apkures jaudas nepieciešamība ir aptuveni 30 W/m ² , savukārt dzīvojamās istabas, kuras divas ārsienas gandrīz pilnībā ir no stikla, apkures jaudas nepieciešamība var sasniegt 60-70 W/m ² . Izvērtējot ēkas iekšējās telpas (bez ārējām starpsienām) - pieliekamās telpas, garderobes, gaiteņus u.c., kuru siltuma zudumi ir ievērojami mazāki par 30 W/m ² , visas ēkas kopējais vidējais apkures pieprasījums var būt ap 30 W. /m ² . Tas ir svarīgi, izvēloties siltuma avota jaudu.

Projektējot un ierīkojot apkures sistēmu, svarīgi ir atsevišķu telpu siltuma zudumi. Apsildāmās grīdas gadījumā šādās salīdzinoši "aukstās" telpās ir nepieciešams sablīvēt apkures caurules (samazināt attālumu starp tām).

Dažādu apkures sistēmu ūdens temperatūra

Šobrīd visplašāk tiek izmantotas divu veidu apkures sistēmas - apsildāmās grīdas un apkure ar ierīcēm (radiatori, konvektori u.c.). Paturot prātā, ka radiatoru sildvirsmas laukums ir vairākas reizes mazāks par siltās grīdas laukumu, lai iegūtu tādu pašu siltumenerģijas daudzumu, radiatorā cirkulējošā nesēja (ūdens) temperatūra. sistēmai jābūt ievērojami augstākai par grīdas apsildes sistēmā cirkulējošā nesēja temperatūru

Maksimālā siltumsūkņa ūdens temperatūra

Siltumsūknis parasti paaugstina siltumnesēja temperatūru līdz 55-60°C. Siltumsūkņos "gaiss-ūdens" šī temperatūra ir ļoti atkarīga no ārējā gaisa temperatūras. Kad āra gaisa temperatūra nokrītas zem -10°C līdz -15°C, pazeminās arī siltumsūkņa sagatavotā ūdens temperatūra. Kad āra gaisa temperatūra pazeminās līdz -20°C un zemāk, siltumsūkņa sagatavotā ūdens maksimālā temperatūra var sasniegt tikai 45-50°C. Un tas ir tikai tad, kad tas ir nepieciešams pēc iespējas augstāk (attiecas uz radiatoru apkures sistēmām). Lietojot siltās grīdas sistēmu, parasti pietiek ar cirkulējošā ūdens temperatūru 35-40°C, pat ja āra gaisa temperatūra pazeminās līdz -20°C - -23°C.

Ja apkures sistēmā paredzētie radiatoru izmēri ir tādi, kas sasniedz nepieciešamo apkures jaudu pie pieplūdes ūdens temperatūras 80°C, telpu apsildīšana ar siltumsūkni var kļūt problemātiska. Šajā gadījumā ir iespējami divi risinājumi:

• palielināt radiatoru sildīšanas laukumu, lai samazinātu ūdens temperatūru līdz maksimāli iespējamam, t.i., ne vairāk kā 45-50°C. Var būt nepieciešams palielināt radiatoru sildīšanas laukumu 2-4 reizes, salīdzinot ar sākotnējo versiju. Var izvēlēties lielākus radiatorus (garākus, garākus) vai arī paneļu radiatoru gadījumā vienvietīgo vietā var izvēlēties dubultos vai trīskāršos modeļus.
• Uzstādiet sistēmā augstas temperatūras siltumsūkni, kas spēj piegādāt ūdeni ar temperatūru līdz 80°C. Šiem siltumsūkņiem ir divi kompresori. Parasti viens tiek uzstādīts āra blokā, bet otrs - iekštelpu blokā. Viens kompresors uzsilda freonu līdz noteiktai temperatūrai, bet otrs kompresors šo augstāko temperatūru vēl vairāk paaugstina un tikai tad nodod sistēmā cirkulējošajam ūdenim. Jāpiebilst, ka siltumsūknis ar diviem kompresoriem var maksāt gandrīz divas reizes dārgāk.