Žemės šilumokaitis

Žemės šilumokaičio reikšmė

Gerinant namo apšiltinimą vis didesnė dalis energijos nuostolių tenka ventiliacijai. Pasyviam arba energiškai efektyviam namui šie nuostoliai tampa ypač aktualūs. Žemės šilumokaitis (po žeme tekantis oras) pašildo orą iki teigiamos temperatūros žiemą ir atvėsina iki +16…+19 °C vasarą. Galima rinktis ventiliacijos sistemą su brangesniu, geresnių parametrų rekuperatoriumi nebijančiu užšalimo arba vietoje jo įsigyti pigesnį rekuperatorių ir šalia jo įsirengti žemės šilumokaitį (gruntinį šilumos mainininką), kuris apsaugotų rekuperatorių nuo neigiamos temperatūros oro patekimo ir vėsintų namus vasarą. Manau, kad antrasis variantas kainuotų panašiai kaip ir pirmasis, bet rezultatai būtų akivaizdžiai geresni. Net ir prie žemų temperatūrų nereikėtų įjungti priešužšaliminės apsaugos rekuperatoriui. 2014 metų labai šaltą sausio mėnesį sertifikuoto pasyvaus namo Medeinos31 energijos monitoringo sistema rodė, kad rekuperatoriaus priešužšaliminei apsaugai už elektrą sumokėta beveik tiek pat kiek ir namo šildymui (~200 Lt). Įsirengus žemės šilumokaitį išnyktų išlaidos priešužšaliminei apsaugai ir būtų sukurtos optimalios sąlygos rekuperatoriaus veikimui. Vasarą energiškai efektyviam namui nebereikėtų kondicionieriaus, nes oras tekantis iš žemės šilumokaičio būtų +16…+19 ºC temperatūros ir atvėsintų patalpas iki komfortabilios temperatūros. Žemės šilumokaitis duotų tokios pat naudos ir namui su natūralia ventiliacija.

Žemės šilumokaičių tipai

Žemės šilumokaičius galima suskirstyti į uždarus ir atvirus. Uždari šilumokaičiai įrengiami iš hermetiškai izoliuotų vamzdžių ir išorėje esantys skysčiai ar kitos nepageidautinos medžiagos nepatenka į šių vamzdžių vidų. Atviro tipo šilumokaičiai nėra hermetiški ir visi skysčiai įskaitant gruntinius vandenis gali laisvai patekti į šilumokaitį bei iš jo pasišalinti. Nėra vienareikšmiško atsakymo kuris variantas yra geriau. Žemės šilumokaičius taip pat galima suskirstyti į keturis tipus: tūrinis, kanalinis, vamzdinis, glikolinis;
Tūrinis – stambios dolomito skaldos ar riedulių pagrindu įrengtas šilumokaitis, kuriame oras keliauja per tuštumas tarp akmenų. Atviro tipo.
Kanalinis – kiaurymėtų betono ar keramikos blokelių pagrindu pastatytas šilumokaitis, kuriame oras teka per kiaurymes. Atviro tipo.
Vamzdinis – hermetiškai sujungtų polipropileno vamzdžių pagrindu įrengtas šilumokaitis. Oras teka vamzdžiais. Uždaro tipo.
Glikolinis – polietileno ~d32 vamzdžiais užkastais ~2 metrų gylyje arba gręžinyje tekantis propilen-glikolio tirpalas cirkuliuoja prieš rekuperatorių įrengtame didelio ploto šilumokaityje (kaloriferyje) ir taip šaldo arba šildo į namą įtenkantį šviežią orą. Uždaro tipo.

Geras žemės šilumokaičių aprašymas pateiktas čia. Mano asmenine nuomone ten per daug dėmesio skiriama radono dujoms. Lietuvoje turime storus moreninio priemolio sluoksnius, kurie gerai saugo nuo radono dujų prasiskverbimo iš gelmėse esančių uolienų. Kiek žinau tik prie Varėnos buvo įžvalgyti pakankamai negiliai esantys granito klodai, kurie galėtų būti potencialiai pavojingi šiuo atžvilgiu. Jeigu kyla abejonių geriausia susisiekti su savo krašto geologais ir pasiteirauti kokiame gylyje prasideda uolienos. Jeigu tai 100 metrų ir giliau tai neverta sukti galvos dėl radono dujų. Storas molio sluoksnis yra daug kartų efektyvesnis radono barjeras nei sliūlomos naudoti plėvelės po pamatais ar kitais statiniais.
Dar šiek tiek dėmėsio skirčiau tam, kas nebuvo aprašyta. Kanaliniai arba tūriniai žemės šilumokaičiai turi daug kartų didesnį paviršiaus plotą. Tai leidžia dar vienu kitu laipsniu pagerinti šilumokaitą lyginant atviro tipo šilumokaitį su uždaro tipo šilumokaičiu (vamzdžiu). Žiemą žemės šilumokaitis privalo pašildyti orą iki teigiamos temperatūros ir tai yra lengvesnė užduotis palyginti su vasaros karščių metu pageidaujamos vėsumos tiekimu. Gerokai padidinus oro srautus skirtus vėsinimui vasarą išryškėja atviro tipo žėmės šilumokaičio didesnis efektyvumas lyginant su uždaro tipo šilumokaičiu. Lyginu 1 metrą vamzdinio šilumokaičio su 1 m² kanalinio šilumokaičio, kurių medžiagų kaina abiem atvejais yra apie 30-40 Lt neskaitant oro atvedimo, nuvedimo, apšiltinimo, kaminėlio ir filtro.

Paskutinis žemės šilumokaičio tipas yra glikolinis žemės šilumokaitis. Tai saugiausias žemės šilumokaičio tipas, nekeliantis jokios rizikos ventiliacijos oro kokybei, bet gana brangus. Oras šildomas ar šaldomas ne tiesiogiai kontaktuojant su gruntu, bet per tarpinį skystą šilumos nešėją. Apie 2 metrų gylyje, šlapiame grunte paklojamas maždaug d25-d32 70-130 m ilgio polietileno vamzdis panašiai kaip ir geoterminio šildymo sistemoje, kuriuo turėtų tekėti apie 8 litrai 30-50% propilen-glikolio tirpalo per minutę. Reikalinga šildymo ar šaldymo galia labai grubiai būtų apie 1,5 kW ir gaunamas tik 15 W/m glikolio vamzdžio apkrovimas po žeme, bet glikolis neturėtų nukrypti nuo +8 ºC grunto vidurkio daugiau kaip 3-4 laipsniais, kad išliktų bent šioks toks temperatūrų skirtumas. Glikolio vamzdį reikėtų įrengti giliausiai lyginant su kitais žemės šilumkaičio tipais, pageidautina žemiau gruntinio vandens lygio ar net gręžinyje, dalį geoterminio siurblio žemės kontūro šilumos atiduodant kaloriferiui.  Pašildytas grunte glikolio tirpalas teka į milžiniško šilumokaičio ploto kaloriferį, kuris įrengtas prieš rekuperatorių, įtekančio į namą srauto ortakyje. Firminis įrenginys būtų ComfoFond-L Eco, kurio įrengimo instrukcijoje galima pamatyti daugiau smulkmenų. Jo kaina virš 7000 Lt.

Comfofond

Kitas firminis variantas būtų Helios šilumokaitis

Helios heat exchanger

Taip pat siūloma pilnai sukomplektuota glikolinio žemės šilumokaičio sistema

Dar vienas variantas – pilnai sukomplektuota vamzdinio žemės šilumokaičio sistema.

Šie komplektai gerai parodo, iš kokių dalių susideda sistema ir kokių matmenų sistemą reikėtų planuoti.

Yra galymybė pajungti plačiai naudojamus ir pigius “kaloriferius“, sujungiant kokius 5-8 vnt. nuosekliai vieną po kito. Tektų sulituoti gan smulkius vamzdelius, bet lygiagrečiai tiekiant šilumnešį hidrauliniai nuostoliai būtų priimtini. Taip pat reikėtų išsiplėtimo bakelio, nuorinimo, cirkuliacinio siurbliuko su įjungimo/išjungimo valdymu ir kondensato nuvedimo iš po “kaloriferių“. Vienas iš galimų variantų pavaizduotas žemiau. Visų reikalingų medžiagų įskainant d32 vamzdį kaina neviršytų 2500 Lt. 

Savadarbis glikolinis zs

Taip pat galima pagalvoti apie šiek tiek brangesnį, bet tam labiau tinkantį vanduo-oras šilumokaitį Salda AVA-250 ar AVA-315.

Dydis, gylis

Įvertinti kokio galingumo žemės šilumokaitis yra reikalingas ir kokį galingumą bus galima išgauti iš planuojamo žemės šilumokaičio yra gana sudėtinga. Paprastai tai daroma analizuojant jau įrengtus pavyzdžius ir iš to išsivedant tam tikras priklausomybes bei lygtis. Paprastai šnekant Lietuvoje žinau bent du pavyzdžius, kur vamzdinio tipo šilumokaičiai yra 30-40 metrų ilgio, apie 2 metrų gylyje po žeme ir puikiai tarnauja pašildydami orą iki teigiamų temperatūrų esant stipriems šalčiams ir saikingiems šviežio oro debitams. Taip pat yra įrengtas 4,5 m x 2 m x 1,3 m tūrinis akmenų šilumokaitis, kurio temperatūra niekada nekrenta žemiau nulio. Mano įrengtas kanalinis žemės šilumokaitis yra apie 20 m² ploto. Vertinant atviro tipo žemės šilumokaičių ilgalaikį našumą teisingiausia skaičiuoti jų dugno ir iš dalies šoninių paviršių plotą, nes tik šie paviršiai dalyvauja šilumos mainuose su žemiau esančiu gruntu. Šiuo aspektu pirmauja kanalinis žemės šilumokaitis, kuris yra gana plokščias ir turi didžiausią sąveikos plotą. Gilesniuose grunto sluoksniuose yra ta temperatūra, kurios norime iš žemės šilumokaičio (+8ºC) nepriklausomai ar tai vasara, ar žiema. O žemės paviršiuje yra ta temperatūra, kurią bandome pakeisti. Dėl šių priežasčių geriausia kai po žemės šilumokaičiu esantis gruntas yra labiau laidus šilumai (šlapias), o virš žemės šilumokaičio yra mažai laidus šilumai gruntas (sausas smėlis) ar net apšiltinimo sluoksnis iš putplasčio. Taip šilumokaitis yra apsaugomas nuo nepageidaujamos aplinkos temperatūros poveikio ir yra stipriai veikiamas gilesniųjų sluoksnių. Teoriškai kuo giliau įrengtas žemės šilumokaitis, tuo geriau jis turėtų veikti, bet praktiškai egzistuoja tam tikra riba, žemiau kurios kasti nebeapsimoka. Šis gylis svyruoja nuo 1,5 iki 3 metrų esant neapšiltintam žemės šilumokaičiui, o įrengus 10-15 cm putplasčio apšiltinimą virš viso žemės šilumokaičio ir dar 1 m už jo ribų gylį galima sumažinti iki 1 metro. Įrengiant žemės šilumokaitį po namu jo gylis galėtų būti dar mažesnis. Nesiryžau įrenginėti žemės šilumokaičio po savo plokščiaisiais pamatais nes ten ir taip nemažai visko susidėjo, nors ten būtų buvę idealios sąlygos žemės šilumokaičiui įrengti, prilygstančios 2,5-3 m gyliui ir tik 2-3 laipsnių temperatūros svyravimui vasarą ir žiemą. Toks sprendimas galėtų pakenkti nebent užšaldžius vandeningą žemės sluoksnį. Įšalas kažkiek iškilnotų pamatų pagrindą, ko reikėtų vengti. Dar vienas trūkumas būtų 2-3 laipsnių temperatūros sumažėjimas po pamatais, dėl ko šiek tiek padidėtų šiluminiai nuostoliai per grindis. Įsirengiau žemės šilumokaitį šalia namo, apie 130 cm gylyje, nes gruntinio vandens lygis yra apie 150 cm. Taip pat 150 cm gylyje įrengas drenažas aplink žemės šilumokaitį tiems atvejams kai pakyla gruntinio vandens lygis.

Kondensatas

Žiemą kondensacija žemės šilumokaityje nevyksta ir nėra su tuo susijusių potencialių problemų. Atviro tipo šilumokaičiai dar papildomai kažkiek sudrėkina sausą žiemos orą, kuriame būna tik 2-4 g/m³ drėgmės, kai reikalingas kiekis yra apie 8-9 g/m³. Vasarą žemės šilumokaičiuose oras šaldomas ir dažnai vyksta kondensacija. Vamzdinį šilumokaitį privaloma įrengti su 2-4 laipsnių nuolydžiu į pastato pusę ir gale įrengti kondensato drenavimą, bet net ir tai neapsaugo nuo bakterijų ir grybelių augimo uždaroje sistemoje. Dėl šios priežasties vamzdžius galima praplauti su druskos tirpalu arba specialiu skysčiu pora kartų per sezoną. Atviro tipo šilumokaičiuose tokia problema nepastebėta.

Žemės šilumokaičio tipo pasirinkimas
Pasirenkant žemės šilumokaitį esminis veiksnys yra gruntinio vandens lygis ir galimybė kažkur nuvesti drenažą. Jeigu gruntinis vanduo yra jau metro gylyje tai galima įsirengti tik uždaro tipo vamzdinį arba glikolinį žemės šilumokaičius. Reikia atkreipti dėmesį, kad įrengiant vamzdinį žemės šilumokaitį reikės kažkur nudrenuoti. Jeigu gruntinio vandens lygis neleidžia nudrenuoti kondensato į gruntą teks pajungti drenavimą prie namo kanalizacijos. Jeigu nėra galimybės prijungti prie kanalizacijos, tai teks įrengti vandens siurbliuką, kuris išpompuos kondensatą ir praplovimo skystį į viršutinius grunto sluoksnius ar kanalizaciją. Jeigu grutinis vanduo giliau kaip 2 metrai, tai dėl didesnio paviršiaus ploto efektyviau veiktų atviro tipo žemės šilumokaičiai. Uždaro tipo žemės šilumokaičiai sausame grunte dirba du kartus mažiau efektyviai nei šlapiame ir atitinkmai vamzdžio ilgis turėtų būti parenkamas pagal tai. Pas mane gruntinis vanduo yra 150 cm gylyje ir galėjau pasirinkti bet kurį žemės šilumokaičio tipą, bet pasirenkant atvirą tipą reikėtų šilumokaitį įrenginėti bent 15-20 cm aukščiau gruntinio vandens lygio, kad jo neapsemtų, nebūtų pastovios drėgmės ir papildomai įrengti apšiltimo sluoksnį iš viršaus. 120 cm grunto sluoksnis nepakankamas šilumos izoliatorius. Be apšiltinimo reikėtų mažiausiai 150 cm sauso smėlio, o geriau ir dar daugiau. Turint abejonių dėl blogos įtakos kondicionuojamo oro kokybei geriausia išeitis nerizikuojant rinktis glikolinį žemės šilumokaitį, kurio įregimas gali brangiau kainuoti, bet jau įrengtam namui neprireiks daryti didelių skylių ortakiui iš žemės šilumokaičio į rekuperatorių.

Atsižvelgiant į esamas sąlygas pasirinkau atviro tipo kanalinį žemės šilumokaitį. Jis pasižymi didžiausiu paviršiaus ploto su gruntu sąlyčio plotu ir tuo pačiu savo našumu. Neturi problemų dėl kondensato vasarą. Taisyklingos ertmės sukuria mažesnį oro pasipriešinimą. Vidiniu temperatūriniu inertiškumu nusileidžia tik gerokai didesnio svorio užpildu galinčiam pasigirti tūriniam žemės šilumokaičiui, bet naudojant su pertraukomis vasarą momentinė šaldymo galia bus nepalyginamai didesnė nei uždaro tipo sistemos. Teko įrengti apšiltinimą virš žemės šilumokaičio, nes gruntinis vanduo neleido įrengti sistemos giliau ir nenaudoti apšiltinimo. Gal dar būčiau galvojęs apie glikolinį, bet sklype ir taip mažai vietos dėl geoterminio šildymo horizontalaus kontūro įrengimo nedideliame sklype.

Kada žemės šilumokaitis greičiausiai atsiperka

Namui su rotoriniu rekuperatoriumi, su pasyviu grindų vėsinimu ir su gruntas-oras šilumos siurbliu-kondicionieriumi  sutaupymas būtų pats mažiausias, o namui su standartiniu priešpriešinių srautų rekuperatoriumi, su pigiausiu oro kondicionieriumi (neįrengiant kondicionieriaus) ir su didesniu langų plotu sutaupymas būtų pats didžiausias. Manyčiau, kad žemės šilumokaitis kasmet galėtų sutaupyti 300-800 Lt. Teisingai įrengtas žemės šilumokaitis galės būti eksplotuojamas tiek pat ilgai kiek ir namas. Atsipirkimas daugiausia priklausys nuo to kas įrenginės žemės šilumokaitį. Įrengiant žemės šilumokaitį savo jėgomis jis kainuos 3000 -4000 Lt ir atsipirkimas bus apie 4-6 metus. Patikint šią užduotį įmonei automatiškai pailgėtų 2-3 metais.

Žemės šilumokaičio įrengimas

Pirmiausia pasirenkma vieta, kur bus įrengiamas žemės šilumokaitis. Įvadinis ortakis turėtų būti prie rekuperatoriaus ir oro paėmimo įrengimo vietos. Vedžioti į lauką išeinančius magistralinius ortakius patalpoje yra labai brangu ir užima daug vietos, todėl reikia apie tai pagalvoti. Mano situacija lėmė, kad pasirinkimo beveik nebuvo ir žemės šilumokaitis įrengiamas ten, kur potencialiai gali stovėti automobilis. Oro paėmimo kaminėlis bus aukštesnis. Taip pat iškart reikia pamąstyti kur bus nuvedamas drenažas. Žemės šilumokaičio forma išėjo ne ideali – 2,2 m plotis ir apie 10 m ilgis. Tokia forma yra efektyvi šilumokaitos prasme, bet oro tekėjimo nuostoliai per 10 metrų ilgio ertmes bus didesni. Geriau būtų daryti 4 m pločio ir 5 m ilgio įrenginį. Ieškojau blokelių, kurie geriausiai tiktų žemės šilumokaičiui. Pasirinkimas buvo tarp betono ir keramikos, nes silikatas ir keramzitbetonis automatiškai atkrenta. Mažo storio iki 15 cm betono blokelių rasti nepavyko. Nematau prasmės naudoti storesnius, 30 cm blokelius nes šilumokaita iš esmės vyksta per apačią ir storis būtų tik pinigų švaistymas. Geriau didinti plotą storio sąskaita. Storio turi būti tik tiek, kad užtikrintų pakankamą oro pralaidumą su mažu pasipriešinimu. Net ir skaičiuojant vien tik dugno plotą 20 m² šilumokaityje jis jau būtų toks pat kaip 50 metrų d160 vamzdžio visas paviršiaus plotas. Tūrinis žemės šilumokaitis daromas storas ir ne tokių didelių matmenų (ploto), todėl turi mažesnį sąlyčio plotą su gruntu nei kanalinis ir dėl to potencialiai mažesnį ilgalaikį  našumą. Ploni, 10 cm betoniniai blokeliai skirti pertvaromis su geromis 4-5 cm skersmens skylėmis pasirodo yra iš didelio tankio keramzitbetonio ir turi palyginus nemažą šiluminę varžą. Kitų plonų betono blokelių su tinkamomis pertvaromis surasti nepavyko. Pasirinkau 12 cm keramikos blokelius, kurie yra šiek tiek brangesni nei betoniniai, bet dėl mažesnio storio ir kartu tūrio jie buvo pigesni. Kai kas abejoja dėl molio prasto molio laidumo šilumai, bet mano skaičiavimais dėl molio blokelių panaudojimo susidarys ne daugiau kaip 1 ºC temperatūros kritimas blokelių snienelėje. Nėra ko nerimauti nes aplink esantis gruntas bus panašaus laidumo kaip ir blokelis. Gana keblu atsivežti 3-4 paletes betoninių blokelių. O keraminių išėjo tik paletė su puse, kurią pavežė mikroautobusiukas. Kainų skirtumas būtų ne esminis ir turint transportą gal net labiau apsimokėtų vežtis storesnius betoninius iš gamyklos, kur kaina 150 Lt/m³, blogiau tikrai nebūtų.  2,5 m³ keraminių blokelių kainavo 630 Lt + betoniniai blokeliai galams. Rieduliai ar dolomitinė skalda kainuotų 2-3 kartus brangiau.

Pirmiausia iškasta duobė ir įrengtas perimetrinis d65 vamzdžio su geotekstilės apvalkalu drenažas apie 15-20 cm giliau nei duobės paviršius.

Iškasta duobė

Oro paėmimo gale matomas gruntinis vanduo.  Tai rodo, kad šilumokaitis įrengiamas ant gruntinio vandens lygio ribos ir turėtų būti labai gera šilumokaita su gilesniais grunto sluoksniais. Šiuo atveju būtinas drenažas, nes gruntinio vandens lygis svyruoja priklausomai nuo sezono ir drenažas turėtų palaikyti pastovų jo lygį, kaip tik 20 cm po blokeliais, kad vanduo nesikauptų pačiuose blokeliuose, bet kapiliariškai kylanti drėgmė sudarytų geras sąlygas šilumokaitai.

darbai su geotekstile ir blokeliais

Po blokeliais ant išlyginto grunto patiesiau geotekstilę, kad blokelių kanalai neužsikimštų patekusiu smėliu ar neuždumblėtų. Tas pats padaryta virš blokelių. Plėvelės čia naudoti negalima. Galuose sustatomi didesni betoniniai blokeliai, kuriais tekės oras iš aplinkos į šilumokaitį ir iš šilumokaičio į namą. Blokeliai šiek tiek prakertami lengvu plaktuku ar mūrininko plaktuku, kad pro jų šoną praeitų oras į pagrindinį kanalą. Betono blokeliai pagaminti iš labai prasto betono su daug užpildo ir yra labai trapūs lyginant su keramika.

žemės šilumokaitis gruntinis šilumos mainininkas

gruntinis šilumos mainininkas

Gale įrengiama atšaka iš 30 cm pločio betoninių blokelių į namą, kurioje yra 25 cm x 25 cm ertmė orui tekėti. Pirminis planas buvo naudoti PVC vamzdį, bet ftalatai nežavi. Betonas pigiau ir geriau.

Paskutinės blokelių eilės

pabetonavimas

Galai šiek tiek pabetonuoti, kad būtų tvirtesni. Viską reiks gerai suvibruoti su 500 kg vibroplokšte prieš įrengiant plokštuminį pamatą šalia žemės šilumokaičio, todėl papildomas stiprumas nepakenks.

Ant sudėtų blokelių patiesiama geotekstilė dėl tų pačių priežasčių kaip ir po jais. Tada paklojau maždaug 30 m perforuotos šlangos tiesiai ant blokelių, kuri bus naudojama drėkinti šilumokaičiui. Tai papildomai pagerina šilumos mainus jeigu gruntas aplinkui sausokas. Taip pat papildomas drėkinimas žiemą didintų taip trokštamą drėgmę ore ir mažiau drėgmės reikėtų įnešti rekuperatoriuje į šviežio oro srautą, kurio drėgnumas aplinkoje žiemą būna iki 3-4 g/m³, kai reikalingas drėgnumas patalpų ore prie 50% 21 ºC  yra 9 g/m³.  Dėl didesnės šiluminės inercijos ir momentinės galios padidnimo ant viršaus užpilamas 30 cm grunto sluoksnis ir tik tada įrengiamas apšiltinimo sluoksnis.

Žemės šilumokaičio struktūra

Žemės šilumokaičio apšiltnimas

Apšiltinimo sluoksnis daromas ekonomiškas, 10 cm storio iš drėgmę įgeriančio EPS100. Tikiuosi po EPS bus sausa didžiąją laiko dalį. Po namo pamatine plokšte ir šalia jos naudojau XPS. Ant putplasčio užpyliau dar šiek tiek smėlio. Buvo suformuotas nuolydis polietileno plėvelei, kad ant jos nesikauptų prasisunkęs vanduo, o nutekėtų į šoną. Naudojau armuotą polietileno plėvelę, kuri yra reikalinga apsaugoti apšiltinimo sluoksnį nuo paviršinio vandens. Tada ant jos dar 70 – 80 cm žvyro ir smėlio.

ZS pajungimas

Matomas žemės šilumokaičio įvadas į namą per plokštuminį pamatą. Apačioje yra betoninis blokelis, kuris nesiliečia su pamatų plokštės betonu. Blokelio kanalas pereina į 315 mm skersmens vamzdžio atšaką, kuri liečiasi su pamatų betonu. Taip išvengiama šalčio tilto.  Oras aplink blokelį nevaikšto, tad didelių šiluminių nuostolių nesitikiu. Bet kuriuo atveju tai daug šiltesnis oro atvedimas nei kertant sieną ar tuo labiau stogą.  Ši vieta buvo prastai suplanuota ir vėliau buvo vargo armuojant pamato briaunas, teko pjauti dalį armatūros ir dėti papildomos. Paslinkus 10 cm viskas būtų išsisprendę, bet nei namo, nei žemės šilumokaičio įvado pastumti nebegalėjau. Oro paėmimo vietoje, kitame gale, dar trūksta bokštelio su šiokiu tokiu oro filtru. Pajungimui prie rekuperatoriaus taip pat trūksta vamzdžio ir automatinės sklendės, kuri reguliuotų oro padavimą per žemės šilumokaitį arba tiesiai iš lauko. Ši sklendė būtinai reiklinga, kad netrauktume oro per žemės šilumokitį, kai oras jau yra pakankamai sušilęs ir šiltesnis nei požemyje. Valdymas turi būti automatizuotas ir reaguojntis į paduodamą iš žemės šilumokaičio temperatūrą ir lauko temperatūrą. Žiemą parenkama taip, kad oras būtų traukiamas iš ten kur yra šilčiau, o vasarą atvirkščiai. Tai daro specialus valdiklis arba protingo namo sistema.

Pateikiu iki šiol sunaudotų medžiagų ir technikos nuomos sąmatą:
račiokas kasimui 300 Lt;
keraminiai blokeliai 630 Lt;
betono blokeliai 280 Lt;
drenažo vamzdis 135 Lt;
geotekstilė 90 Lt;
cementas 35 Lt;
XPS 70 Lt;
EPS100 400 Lt;
plėvelė 70 Lt;
paėmimo kaminėlis su filtru?
vamzdis tech. patalpoje?
motorizuota sklendė?
valdymas ?

Kol kas išleista 2100 Lt;

Kokio galingumo bus šis žemės šilumokaitis spėti nenoriu. Tikiuosi, kad užteks. Eksplotuojant pabandysiu išmatuoti šildymo ir vėsinimo galią. Tai nėra sunku turint automatizuotus matavimus ir duomenų bazę statistikai, bus galima peržiūrėti parametrų grafikus internetu.

Radono kiekiai turėtų būti proporcingi šiame žemėlapyje (pav. 2) nurodytai šilumos generacijai dėl uolienų radioaktyvumo

http://www.ateitiesenergija.lt/LT/geotermine-energija/

Visas straipsnis apie gilesnius geoterminius žemės šilumokaičius yra gana įdomus.

 

 

Reklama

Įrašo “Žemės šilumokaitis” komentarų: 31

  1. Sveiki,
    pirmiausia tai didelis aciu uz ypac detalius aprasymus.
    O kodel nedarot dvieju padavimo atsaku kaip pas Viliu Pvz?

    • Pas mane nelabai yra vietos dviems atšakoms. Aš nesureikšminčiau tokio atšakų kaitaliojimo, manau ir viena turėtų veikti gerai. Tiesiog pabandysiu kitokį variantą ir pažiūrėsime kas išeis. Norint keisti atšakas reikėtų didesnio įrenginio ir papildomos sklendės su pavara ir valdymu.
      Nustatyti ar kelių valandų “pasiilsėjimas“ duotų naudos bus galima bandymo tikslais tiesiog nutraukti oro srautą kelioms vanaldoms ir įjungus pažiūrėti kiek tos papildomos regeneracijos įvyko. Taip nesunku įvertinti kokią naudą duotų dvi atšakos vietoj vienos.

      • Jei kada is tikro darysi toki “poilsio“ bandyma emuliuojant 2 atsaku darba, tai svarbu kad dirbant su pertrukiais reikia 2x didesniu greiciu pusti nei puciant nuolat, jei putimo – poilsio santykis 1:1. T.y. dirbant tiek su pertraukom, tiek nuolatinai, ilguoju laikotarpiu turi buti prapustas tas pats oro kiekis
        O siaip ir as manau kad neverta kaitalioti rezimu. O siuo konkreciu atveju testui dar ir atskiro 2x galingesnio ventiliatoriaus reiks.

  2. Ačiū už labai informatyvius straipsnius. Noriu paklausti, o Haus (100mm) arba Brolio (90mm) betoniniai blokeliai tinkami ŽŠ? Minėjai kad kažkurie tai atseit “betoniai“ yra padaryti iš keramzitbetonio? Kuriuos blokelius turejai omeny? Dėkui.

  3. Haus, kiek atsimenu, patys negamina pertvarų blokelių ir jie yra ne iš betono. Iš bėdos tiktų ir tokie.
    O Brolio 90 mm net nežinau, neteko matyti, gali tikti. Jeigu blokelis betoninis ir yra kiaurymės per visą blokelį tai tiks. Reikia pačiupinėti patį blokelį ir bus aiškiau, nes internete informacija nėra tiksli.

    • Ačiū už išsamią info! Taip ir darysiu 🙂
      Brolio 9cm betono blokeliai kainuotų gal 500 lt be atvežimo. Bet dar neaišku koks ten betonas ir prekiauja jais mažai kas.

  4. Ačiū už straipsnį. Gal kur nors tekste ir minėta, gal ne, bet turbūt svarbu, kad keraminių blokelių angos sutaptų, tai yra, kad keraminiai blokeliai “neprasislinktų“, kitaip oras nepraeis į namą. Taigi, svarbu ne tik kruopščiai sudėti, bet ir gerai sutankinti (arba nejudinti) grunto po šilumokaičiu, kad dalis blokelių “nenusėstų“.

    • Nepagalvojau apie tai parašyti. Sakyčiau svarbiausia kad blokeliai sėstų visi vienodai. Tam reikalingas daugmaž vienodas pagrindas. Paprastai atkasus duobę nejudintas gruntas bus tinkamas pagrindas. Jeigu gruntas perkastas, tai derėtų jį sutankinti.
      Blokeliai išdėstyti tiesiai, ertmės sutampa ir neturėtų niekur pasislinkti. Vertikalioje padėtyje blokeliams judėti vienas kito atžvilgiu neduoda geotekstilė,

  5. Už būtų:
    ideali viršaus izoliacija nuo šalčio ir karščio;
    mažesnis gylis;
    tas pats kasimas;

    Prieš:
    gali užšaldyti grunto vandenį ir iškilnoti pamatus nors tai mažai tikėtina;
    į tą pačią vietą gali papulti kitos komunikacijos;
    nežymiai padidina šiluminius nuostolius per grindis;

    Atšakų lygiagretinimas teoriškai atrodo gerai, bet praktikoje polipropileno vamzdis nesusineria sandariai ir
    jam nėra alkūnių, dėl ko naudojamos PVC jungtys. Nuorodoje parodytas vamzdynas negali būti visiškai sandariai sujungtas ir gali į vidų lašėti vanduo. Į tai derėtų atsižvelgti. Man atrodo, kad racionaliausia būtų vesti vieną d200 vamzdį, kuris prasidėtų toliau nuo namo, o kita pusė palįstų po namu, apsuktų kilpą ir pakiltų į tech. patalpą. Tokiu atveju būtų išvengta potencialaus įšalo aplink šlapią vamzdį po pamatais ir pasiekta aukščiausia įmanoma temperatūra dėl šiltesnio grunto po pamatais.
    Awadukt atrodo turi įvairių jungčių, bet kaina stabdo jų panaudojimą. Vien dėl didelio kiekio jungčių ŽŠ gali pabrangti bent trečdaliu.

  6. Sveiki, o Jus visgi skaiciavot kokia galia bus is 20kv ar tik mazdaug spejate remiantis kazkieno pavyzdzias? Gal yra kazkokie mazdaug duomenys kiek kvm turetu but ZS? Aciu.

    • Sveiki,
      žemės šilumokaičio dar nenaudoju ir dar nenaudosiu šiais metais, nes namas dar nepastatytas. Kol kas nieko negaliu pasakyti, bet atėjus laikui viskas bus išanalizuota.

  7. Labai įdomus įrašas 🙂 o kaip mintis padaryti dvigubą ar keturgubą tokį šilumokaitį, bet kad per jį eitų išeinantis oras, būtų ale rekuperatorius žemėje. Gal pavyktų jo atsisakyti pačiame name?
    Dar svarstau kaip sumažinti elektrinio ventiliatoriaus darbą, gal orui cirkuliuoti panaudoti ir vėjo turbiną?

  8. Sveiki, ketinu bute statyti rekuperatorių ir vis labiau galvoju apie žemės šilumokaitį, nes butas pirmame aukšte. Rostverkas 60 cm aukščio virš žemės ir galvoju ar užtektų rostverko viduje vos ne žemės paviršiuje įrengti šilumokaitį, greičiausiai, kad kažką panašaus į jūsų, ar kastis gilyn dar bent kokį 0,5-1,0 metro, kad išgauti didesnį efektyvumą. Pamatai iš lauko šiltinti 15 cm ir iš vidaus 20 cm putų polistireno, po grindimis ketinu dėti 30 cm polistireno sluoksnį. Gruntinis vanduo pas mane giliai, nes gręžiant 2 metrų pamatų skyles jo nerasta. Taigi pagrindinis klausimas kiek siūlytumėte kastis į gylį ir kaip skaičiuojat šilumokaičio kvadratūrą lyginant su patalpų plotu.

    • Sveiki,
      ar jums duos leidimą kasinėti kaimynai? Ar turėsite tiek vietos atviro tipo žemės šilumokaičiui?
      Gana sunkus jūsų atvejis. Ar įvertinote ekonominę naudą? Jums reikėtų dairytis į ŽŠ tik po to kai ypač gerai apšiltinsite butą, tik abejoju ar tai įmanoma.
      Ar apsvarstėte rotorinio rekuperatoriaus panaudojimą vietoj plokštelinio + ŽŠ? Gal galite plačiau aprašyti kaip apšiltintas butas?

  9. “Galima rinktis ventiliacijos sistemą su brangesniu, geresnių parametrų rekuperatoriumi nebijančiu užšalimo arba vietoje jo įsigyti pigesnį rekuperatorių ir šalia jo įsirengti žemės šilumokaitį“

    Vis tik šis teiginys nėra visai teisingas.
    Nebijantys užšalimo rekuperatoriai yra arba labai mažo nvk plokšteliniai rekuperatoriai, kuriems užšalimas negresia dėl jų žemo nvk ir kainuoja palyginti kapeikas, arba rotoriniai rekuperatoriai. Dar galima išskirti plokštelinius priešpriešinių srautų rekuperatorius su celiulioziniais šilumokaičiais. Pastarieji iš tikrųjų būtų brangiausi, bet jie vis tiek bijo šalčio, gal tik šiek tiek pakantesni. Vis tik labiausiai nebijantys šalčio yra rotoriniai rekuperatoriai. kurie neišsiskiria didesne kaina už analogiškus plokštelinius prišpriešinių srautų rekuperatorius. Taip jų nvk truputį mažesnis, bet tas truputį patenka į PN toleruojamus nvk 76% rėmus. Aš planuoju naudoti rotorinį Komfovent Domekt Rego 400VE rekuperatorių, absoliučiai tokį patį, kokį panaudojo savo namui Raituzas, kadangi jį eksploatuosiu su PN rekomenduojamais mano namo oro srautais, tai pagal charakteristikas šis rekuperatorius pas mane dirbs su nvk viršijančiu 90%. Man pasiūlyta jo kaina labai panaši, gal net truputį mažesnė už man pasiūlyto “Renovent“ plokštelinio priešpriešinių srautų rekuperatoriaus.

  10. Labai įdomūs straipsniai, lenkiu galvą 🙂
    Turint pinigų, pažaidimui įsirengčiau požeminį šilumokaitį. Kadangi namas jau pastatytas, šilumokaičio neturiu, o turiu plokštelinį rekuperatorių, kuris gali žiemą užšalti, tai papasakosiu savo praktinius skaičiavimus.
    Rekuperatorius naudojamas antrą žiemą, dirba pastoviai, išjungiamas tik jei svaitgalį nesame namie.
    Pastatčiau valdiklį, junginėju tenus, skaičiuoju tiksliai, kiek kW “sudegino“ elektros. Kai temperaūra nukrenta žemiau -14*C rekuperatorius stabdo oro padavimo ventiliatorių, veikia tik ištraukimas, daromas šilumokaičio atitirpinimas. Todėl įjungiu tenus pakopiškai (po 0,3kW) kai temperatūra apie -13*C priklausomai nuo oro srauto, kad oras būtų pastoviai tiekiamas. Pernykštę žiema “sudeginau“ elektros tenų įjungimui už 30Lt. Šį sezoną tenas buvo įsijungęs apie 20h, t.y. sudegino 6kW =2,5Lt. Žiema dar nesibaigė, bet jei skaičiuojant po 30Lt, sezonui, tai per 20 metų sudeginsiu apie 600Lt. Klausimas: ar atsipirks žemės šilumokaitis? 🙂

    • Sveiki,
      jūsų plokštelinis rekuperatorius atsitirpina nutraukdamas šalto oro patekimą į šilumokaitį (nutraukiama šilumogrąža) ir paduodamas į namą šaltą orą per rekuperatoriaus apėjimo sklendę (“by-pass kanalą). Tai yra vienas iš būdų. Kitas būdas (kituose rekuperatoriuose) yra oro pašildymas prieš šilumokaitį iki šilumokaičiui priimtinos temperatūros nenutraukiant šilumogrąžos.
      Dabar jūs bandėte pirmo tipo (pagal priešužšąliminę apsaugą) rekuperatoriui pridėti šiek tiek antro tipo elementų. Koks buvo jūsų tikslas pašildyti orą prieš šilumokaitį?
      Pasakius kad mano rekuperatoriaus šilumokaičio atšildymui per žiemą reikėjo tik 30Lt iš esmės yra klaidinantis, nes jūs nepasakote likusios dalies – paduodamo oro temperatūros ir su tuo susijusių šilumonių nuostolių, kurie bus ne keliasdešimt litų eilės, bet kelių šimtų.
      Jūs pašildote orą iki -13C ir kaip tada veikia jūsų rekuperatorius? Pučia +12…+14C į patalpas? Ar tai yra panašus rezultatas, ką jūs gautumėte iš žemės šilumokaičio rekuperatoriui paduodant +8C vietoje -13C jūsų atveju?
      Joks plokštelinis šilumokaitis negali ištisai, kelias dienas veikti prie -13C temperatūros realiomis sąlygomis. Jis apledėtų. Vis tiek būtų reikalingas vienoks ar kitoks atitirpinimo mechanizmas, tad negalima sakyti, kad man užteko pašildyti orą iki -13C ir rekuperatorius puikiai veikė. Prie -13C temperatūros jūsų įrenginio naudingo veikimo koeficientas nukrisdavo iki kokių 60%, o jeigu pas jus elementariausias kryžminių srautų šilumokaitis tai ir 50% kažin ar siekė skaičiuojant vidutinį nvk įskaitant atitirpinimo cikluose šilumokaičio “išjungimą“ disbalansuojant srautus. Taip kad per daug nesureikšminčiau jūsų 30Lt/metams, nes daug kas nutylima šioje vietoje. Pasidarykite kelių valandų paduodamo oro temperatūros monitoringą su -13C padavime ir visi skaičiai atsistos į savo vietas, galėsime pereiti prie klausimo ar atsiperka žemės šilumokaitis.

  11. Sveiki,
    Norėjau pasakyti, kad mano plokštelinis puikiai veikia iki -13, o nuo -13 jungiu teną (kelias paras per lietuvišką žiemą). Prarandu tarkime 30Lt per sezoną, kad nepūstų žemiau į rekupą nei -13. Ir tie 30Lt dar dalinai įeina į namą… Taip, procentas atrodo didelis išmetamas, bet bendra suma maža lyginant su rotorinio kaina.
    O Jūs bandėte pamatuoti savo rotorinio grąžinimo temperatūrą į lauką? Visi giriasi, kokie teoriniai skaičiai gražūs, o sumą sudaro visa sistema 🙂
    mano visa sistema išmeta 40-50%…
    Turiu tokius nuostolius, nes pastačiau rekuperatorių toli nuo įsiurbimo/išmetino angų, reiktų kažkaip apšiltinti ortakius storiau, kitam namui jau žinočiau kaip statyt 🙂

  12. Nors ne apie žemės šilumokaitį, bet pamąstymui dar prie to pačio 🙂 Mano plokštelinis neatidarinėja bypaso, o atjungia oro padavimo ventiliatorių prie minus 14-15 laipsnių šalčio, vakumuoja namą. Jo naudingumas iki atitirpinimo, t.y. iki -15*C visuomet tas pats. Esu sudėjęs termometrus ant visų ortakių, pjijungiau energijos matuoklį, žodžiu pažaidžiu laisvalaikiu 🙂
    Aprašyme teorinis tempeartūrinis naudingumas mano plokštelinio apie 75%, bet įvertinus entalpiją naudingumas 65% kreivėje prie vidutinio našumo. Rotorinių naudingumas teorinis 85%, bet spėju realus bus 75-70% + dar sistemos nuostoliai.
    Savo sistemos išmetamas sumas esu manau tiksliai suskaičiavęs: prie vidutinės žiemos temp. 0*C ir 100m3/h, šildydamas dujomis namą, išmetu apie 200Lt lauk + 30Lt tenams per sezoną.
    Jei turėčiau rotornį rekuperatorių, išmesčiau 150Lt per sezoną. Skirtumas apie 80Lt sezonui.
    Rotorinio kaina apie 6000Lt, plokštelinio apie 3000Lt. Manau po 10-15 metų rekuperatorių teks pakeisti kitu. Matematika aiški, ar vertas rotorinis su didesniu triukšmu ir kaina…

  13. sveiki,
    ačiū autoriui už išsamius straipsnius apie teisingas statybas. Paskaičius apie atviro tipo ŽŠ panaudojimą, kyla noras panaudoti įsigytame name jau esančią pakankamai ilgą drenažo sistemą kaip šilumokaitį. Logika sako, kad net naujai pastatyta atvira sistema visiškai sausa nebus (net to ir nesiekiama dėl geresnės šilumogrįžos) – tai nelabai daug skiriasi nuo drenažo vamzdyno. Kadangi tai aktualu tik žiemą – tai tikėtina drenaže nebus perdaug drėgmės, o šiokia tokia ji net ir naudinga. Pavasarį ir rudenį, kai drenaže tikėtina daug vandens, ora galima psiimti ir tiesiai iš išorės. Bakterijų situacija drenaže greičiausiai netgi geresnė, nes gruntiniai vandenys savaime praplauna. Ką mano apie tokias eretines mintis puslapio autoriai ir kiti besidomintys?
    Tik pradedu gilintis į teisingą energijos panaudojimą, o papildomą sudetingumą sudaro tai, kad viską reikia padaryti jau esanciame neefektyviame name. Todėl atleiskit uz racionalumo, nepatirties ir sanovinės statybos renovacijų mišinio sąlygojamu klausimų keistumą.

    • Sveiki, ačiū už gerus žodžius.
      Veikiančio drenažo negalima panaudoti vietoje atviro tipo žemės šilumokaičio orui pašildyti, nes į drenažą pateks -20C oras, dėl ko susidarys ledas ir neilgai trukus per viršų tekantis vanduo užšalinės taip užkimšdamas vamzdį ledu, kas negerai ir oro pralaidumui, ir vandens pralaidumui, ir pačiai drenažo sistemai apskritai.
      Iki -10 C gel ir nebūtų problemų jeigu gausiai tekėtų vanduo. Jeigu drenažas sausas, tai iš esmės galima pabandyti naudoti, tik juose būna daug varlių, kurios ten sulenda žiemoti, atsargiai…

  14. Įsirengiant rekuperacinę sistemą sename name, tenka rinktis tarp dviejų blogybių – šviežią orą pasiimti iš šiaurinės namo pusės arba pasiimti iš pietinės, bet per seną ventiliacijos šachtą ir tektų įsileisti šaltį į plytinį kaminą. Vienu atveju oras iš šaltos pusės, kitu atveju per du aukštus atšalusios sienos vidury namo (bet iki rekuperatoriaus atėjęs ora jau būtų kiek apšilęs). Įdomu kur didesni energijos nuostoliai? Ir dar šalčio bei šilumos sandūra per plytas kamine greičiausiai formuotų rasos tašką ir trumpintų ilgaamžiškumą?

    • Siūlau imti orą iš šiaurinės pusės ir nesukti galvos. Žiemą gana retai orą šildo saulė ir susidaro labai menkas skirtumas lyginant oro temperatūras šiaurinėje ir pietinėje pusėse. Net ir pasyviuose namuose tai nėra labai aktualu. O šaltas kaminas būtų problema.

  15. Atgalinė nuoroda: Žemės šilumokaišio įrengimas | AM Namas

  16. Sveikas, praejo jau 2 metai, po sio iraso, kaip suprantu jau tikriausiai gyvenate name, ar teko naudotis zemes silumokaiciu ziema, kokios temperaturos ateidavo, ar pakako galingumo sio zs?galbut tyrete mikro organizmu buvimaar nebuvima jame? Koki rekuperatoriu naudojate?nutruko postai, labai idomu butu suzinoti.

    • Gyvename. Žiemos pabaigoje ateidavo apie +5C, bet labai priklauso nuo aplinkos oro temperatūros. Minusinės temperatūros niekada negavau. Galingumas pakankamas. Mikroorganizmų netyriau. Jokio kvapo nesijaučia. Mano galva atviro tipo ŽŠ yra tokia pat ekosistema kaip ir šulinyje ir nėra ko jaudintis. Gal būt tik nereikėtų jo pilnai uždaryti, kad šioks toks oro judėjimas būtų ir pastoviai gautų deguonies.

Parašykite komentarą

Įveskite savo duomenis žemiau arba prisijunkite per socialinį tinklą:

WordPress.com Logo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo WordPress.com paskyra. Atsijungti / Keisti )

Twitter picture

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Twitter paskyra. Atsijungti / Keisti )

Facebook photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Facebook paskyra. Atsijungti / Keisti )

Google+ photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Google+ paskyra. Atsijungti / Keisti )

Connecting to %s