Vandeninė šildymo ir vėsinimo technologija

Vandeninė technologija jau seniai žinoma ir vertinama dėl didelių ir labai patogių šildymo galimybių. Be to, ji gali būti naudojama kaip vėsinimo sistema, dažniausiai veikianti paskirstant atvėsintą vandenį komerciniuose ir administraciniuose pastatuose.

Vandeninėms sistemoms išpopuliarėti ir sėkmingai veikti padėjo šiluminės vandens savybės bei šių sistemų universalumas, nes jų pritaikymo galimybės yra labai plačios. Jokia kita šilumos perdavimo sistema nėra tokia universali, saugi ir patikima ilgą laikotarpį. Be to, ji išsiskiria efektyviu energijos vartojimu, o tai atsispindi mažesnėse naudojimo išlaidose ir tvariu vandens panaudojimu pagal aplinkosaugos reikalavimus.

Vandeninės sistemos suderinamos su daugeliu energijos šaltinių

Vandenines šildymo ir vėsinimo sistemas lengva pritaikyti prie įvairių šiuolaikinių, pvz., gamtinių dujų, propano ar kūrenamojo mazuto šildytuvų, geoterminių bei „oras – vanduo“ tipo šilumos siurblių bei ateities atsinaujinančios energijos šaltinių, tokių kaip saulės šilumos kolektoriai ir biomasės katilai. Kitų galimų šilumos šaltinių pavyzdžiai – pašalinamos šilumos grąžinimo, sumažėjusios apkrovos šilumos saugyklų bei kombinuotosios šilumos ir elektros sistemos.

Kai kuriais atvejais vienoje vandeninėje sistemoje galima suderinti du ar daugiau šilumos šaltinių. Apkrovą galima paskirstyti tarp jų atsižvelgiant į kiekvienam šaltiniui tinkamiausias veikimo sąlygas. Taip pat galima rinktis įvairius atvėsinto vandens šaltinius vandeninėse vėsinimo sistemose. Tokių šaltinių pavyzdžiai – aušintuvai ir šilumos siurbliai, kurių šaldymo ciklas pagrįstas freono dujų suspaudymu bei dujiniai absorbciniai aušintuvai arba netgi vanduo, siurbiamas iš didelių ar gilių ežerų.

Vandenines sistemas ateityje lengviau modifikuoti nei VRF sistemas

Renovuojant senesnius komercinius ar administracinius pastatus, juose įrengtas vandenines skirstymo sistemas arba sistemų dalis galima pakartotinai panaudoti kartu su nauju centriniu šildomo ir atvėsinto vandens tiekimo įrenginiu.

VRF sistemų vandeninius vamzdynus ir visus vandeninius terminalus reikia atjungti nuo sistemos vietoje arba pašalinti iš pastato. Tada kiekvienoje kondicionuojamoje patalpoje reikia įtaisyti naujus varinius vamzdžius ir įrenginius su šaltnešiu. Tai gali labai sutrikdyti įprastą pastato eksploatavimą.

Naudojant vandenines sistemas, minimali šaltnešio nuotėkių rizika ir galima žala

Skystis gali nutekėti tiek iš vandeninės šildymo bei vėsinimo tiek iš VRF sistemų. Vandeninės sistemos nuotėkius paprastai lengva pastebėti ir nuteka tik vanduo arba vandens ir aušinamojo skysčio mišinys. Efektyviai suprojektuotose vandeninėse sistemose yra daug izoliavimo vožtuvų, suteikiančių galimybę izoliuoti sistemos dalį, kurioje nuteka skystis, nuo likusių sistemos dalių. Vandenines sistemas, kurios paskirsto šaltnešiu varomo šaltinio tiekiamą šilumos ar vėsinimo energiją, galima suprojektuoti taip, kad įrenginiai su šaltnešiu būtų specialioje patalpoje (pvz. katilinėje) arba pastato išorėje.

Vandeninėse paskirstymo sistemose nebūtina naudoti konkrečių šaltnešių

Prireikus naudoti kitą šaltnešį, vandeninių sistemų nereikia visiškai perdaryti arba modifikuoti.

Per pastaruosius du dešimtmečius rinkoje nebeliko itin populiarių šaltnešių, tokių kaip R-22, nes susirūpinta dėl jų galimos įtakos visuotiniam atšilimui. Buvo pradėti kurti (ir tebekuriami) pakaitiniai šaltnešiai. Dėl pakaitinių šaltnešių savybių prireikė pakeisti tokius komponentus kaip šaltnešio vamzdžiai ir alyva, kuri yra paskirstoma sistemoje kartu su šaltnešiu.

Nors neįmanoma tiksliai pasakyti, kokius šaltnešius bus leidžiama naudoti po ateinančių 10–20 metų, stengiamasi surasti optimalius šaltnešius, kuriuos būtų galima naudoti ateityje. Gali būti sugalvota naujovių ir tokie šaltnešiai kaip anglies dvideginis ar propanas gali tapti naujais standartais. Galiausiai, senesni aušintuvai, šilumos siurbliai arba VRF sistemos, kuriose naudojami šiuolaikiniai šaltnešiai, gali tapti nebereikalingi. Norint atnaujinti VRF/VRV sistemą, reikėtų pakeisti vamzdžius, terminalus ar kitą techninę įrangą bei perdirbti šaltnešį ir alyvą. Tokie pakeitimai labai daug kainuotų.

Vandeninėse sistemose lengva integruoti šilumos saugyklas

Daugelyje šildymo ir vėsinimo sistemų gali būti naudinga įtaisyti šilumos saugyklas. Dėl didelės šiluminės talpos vanduo yra puiki šilumos saugojimo terpė ir šildymo, ir vėsinimo sistemose. Kai taikomi sumažėjusios apkrovos elektros tarifai, vandenį šildyti arba vėsinti gali šilumos siurbliai arba aušintuvai, todėl gerokai sumažėtų išlaidos tiekiamai šilumos energijai.

Vandenines šilumos saugyklas taip pat galima naudoti sistemose su atsinaujinančios energijos šaltiniais, tokiais kaip saulės šilumos kolektoriai, „oras-vanduo“ tipas šilumos siurbliai arba biomasės katilai. Kombinuotosios šilumos ir elektros sistemose taip pat gali būti naudinga įtaisyti vandenines šilumos saugyklas.

Šilumos saugyklas lengva įtaisyti, jei naudojamas vandeninis šilumos šaltinis ir paskirstymo sistema. Daugelyje sistemų vanduo, kuris saugo šiluminę energiją talpykloje, gali būti galiausiai perduodamas per paskirstymo sistemą be šilumokaičių. Todėl sumažėja išlaidos šilumokaičiui (-iams), nereikia atlikti sudėtingų su jais susijusių darbų ir sumažėja dėl šilumokaičių patiriami šilumos nuostoliai.

Vandeninėse sistemose galima rinktis norimus vamzdžius

Vandeninėse sistemose galima naudoti įprastų medžiagų, pvz., vario ar plieno, vamzdžius. Moderniose vandeninėse sistemose taip pat galima naudoti polimerinių medžiagų, pvz., PEX, PEX-AL-PEX, PERT ir polipropileno, vamzdžius. Tokie vamzdžiai yra pigesni ir juos paprastai lengviau įtaisyti nei varinius vamzdžius, kuriuos reikia naudoti VRF sistemose.

Vandeninėse sistemose galima naudoti didesnius šilumotiekio vamzdžius, todėl sutrumpėja vamzdyno ilgis pėdomis ir reikia mažiau jungčių

Vandeninės sistemos suderinamos su spinduliniu šildymu ir vėsinimu

Vandeninis spindulins šildymas jau seniai pripažintas kaip išskirtinai patogus šildymo būdas. Į plokštes galima tiekti šiltą vandenį iš įvairių šilumos šaltinių. Užtikrinama žmogui itin tinkama vidaus paviršiaus temperatūra ir oro temperatūros profiliai. Plokštės veikia tyliai, minimaliai sujudina orą ir tiekia šilumą į patalpas panaudodami tik mažą dalį paskirstymo energijos, kurios reikia priverstinio oro srauto sistemoms arba kintamos aušalo srovės ar kintamo aušalo tūrio sistemoms.

Galima keisti vandeninių sistemų apkrovą

Vandenines sistemas galima naudoti ne tik patalpoms šildyti bei vėsinti, bet ir sukonfigūruoti kaip didelės galios buityje naudojamo vandens šildymo, sniego tirpinimo bei baseino šildymo sistemas. Galima teikti pirmenybę papildomai apkrovai, kad sumažėtų bendra reikiama šildymo galia.

Tikėtina ilgesnė vandeninių sistemų eksploatavimo trukmė

Efektyviai suprojektuota ir tinkamai prižiūrima vandeninė šildymo ar vėsinimo sistema yra ilgalaikė investicija. Pirminio šilumos šaltinio ar aušintuvo eksploatavimo trukmė paprastai yra 15–25 m., o paskirstymo sistema (vamzdynas, vožtuvai, šilumos paskirstytuvai ir aušinimo terminalai) dažniausiai gali veikti daugybę metų. Daugelis prieš daugiau nei 50 metų įrengtų vandeninių sistemų vis dar veikia.

„2015 ASHRAE Applications Handbook“ vadove nurodyta, kad vidutinė „oras-oras“ tipo ir panašios aušinimo ŠVOK (ang. HVAC) įrangos, su kuria naudojami fiksuoto greičio kompresoriai bei lauko kondensatoriai, eksploatavimo trukmė yra 15 metų.

Vandeninės paskirstymo sistemos komponentai yra plačiai prieinami

Vamzdynus, vožtuvus ir terminalus, kuriuos reikia naudoti daugelyje vandeninių sistemų, galima gauti iš daugybės įmonių, priklausančių įvairiems platinimo tinklams. Todėl galima rinktis reikiamus komponentus, kai rengiamas pirmasis sistemos projektas, atliekami techninės priežiūros darbai arba vėliau prireikus pakaitinių dalių.

Naudojant vandenines sistemas galima išmatuoti šilumą

Vandeninėse sistemose galima tiksliai išmatuoti srovę ir temperatūros sumažėjimą (iš tiekimo į grįžtamąją liniją), todėl paprasta apskaičiuoti šilumos perdavimo rodiklį. Laikui bėgant pagal šiuos skaičiavimus taip pat galima nustatyti bendrą šilumos energiją, tiekiamą per konkretų sistemos tašką.

Jei įmanoma išmatuoti sistemos šilumą, vadinasi, pastatų, kuriuose gyvena daug gyventojų, savininkai gali apskaičiuoti, kiek šilumos energijos sunaudojo kiekvienas gyventojas, ir atitinkamai jį apmokestinti. Tokios sistemos suteikia galimybę centralizuotai šildyti ir tiekti šaltą vandenį, taigi yra techniškai bei ekonomiškai naudingos.

Galutinė išvada

Vanduo vis dar yra optimaliausia priemonė šilumos energijai perduoti pastatuose. Su įvairiais šaltiniais suderinamos vandeninės sistemos gali patikimai, saugiai ir efektyviai tiekti šilumą arba vėsinti ne vieną dešimtmetį. Keičiantis pastato konfigūracijai, šias sistemas galima išplėsti ir naujai įrengti kartu su kitais šildymo bei vėsinimo šaltiniais, kai pasikeičia energijos rinka arba pasibaigia pradinių šildymo ar vėsinimo šaltinių eksploatavimo trukmė.