Siltās grīdas ar siltumsūkni: kāpēc tās ir efektīvas?

Īsā atbilde: ūdens siltās grīdas un siltumsūknis labi darbojas kopā, jo grīdas apkure spēj apsildīt telpas ar salīdzinoši zemu ūdens temperatūru. Jo zemāku apkures ūdens temperatūru jāsagatavo siltumsūknim, jo efektīvāk tas parasti darbojas un jo mazāks var būt elektroenerģijas patēriņš.

Siltajām grīdām bieži pietiek ar aptuveni 30 līdz 35 °C padeves temperatūru, kamēr radiatoriem aukstā laikā var būt nepieciešami 45 līdz 55 °C vai vairāk. Precīza temperatūra ir atkarīga no ēkas siltuma zudumiem, cauruļu soļa, grīdas konstrukcijas, seguma un telpā nepieciešamās apkures jaudas.

Lai šī kombinācija tiešām darbotos efektīvi, nepietiek tikai nopirkt siltumsūkni un pievienot to grīdas apkurei. Siltumsūknis, grīdas apkures kontūri, kolektori, ūdens plūsma un vadība jāplāno kā viena kopēja sistēma.

Kā siltumsūknis darbojas kopā ar siltajām grīdām?

Gaiss-ūdens vai zemes siltumsūknis iegūst siltumenerģiju no apkārtējās vides un nodod to ēkas ūdens apkures sistēmai. Uzsildītais ūdens tiek novadīts līdz silto grīdu kolektoriem un tālāk cirkulē pa grīdā ieklātajām cauruļu cilpām.

Grīdas konstrukcija darbojas kā liels siltuma izstarotājs:

1. Siltumsūknis sagatavo apkures ūdeni.
2. Cirkulācijas sūknis nogādā ūdeni līdz kolektoram.
3. Kolektors sadala ūdens plūsmu pa telpu apkures cilpām.
4. Caurules pakāpeniski uzsilda grīdas konstrukciju.
5. Grīdas virsma vienmērīgi nodod siltumu telpai.

Tā kā siltums tiek nodots pa lielu grīdas virsmas laukumu, nav nepieciešams nelielā radiatorā koncentrēt ļoti augstu temperatūru. Tieši tādēļ siltās grīdas ir īpaši piemērotas zemas temperatūras apkures sistēmām.

Kāpēc zemāka ūdens temperatūra palielina siltumsūkņa efektivitāti?

Siltumsūknim ir jāpārnes siltums no zemākas temperatūras avota uz augstāku apkures sistēmas temperatūru. Jo lielāka ir šī temperatūru starpība, jo intensīvāk jāstrādā kompresoram.

Ja apkures sistēmai pietiek ar 30 līdz 35 °C ūdeni, siltumsūknim parasti nepieciešams mazāk elektroenerģijas nekā situācijā, kad ūdens jāuzsilda līdz 50 vai 55 °C.

Siltumsūkņa efektivitāti konkrētā darba punktā raksturo COP. Piemēram, COP 4 nozīmē, ka konkrētajos apstākļos no vienas patērētās kilovatstundas elektroenerģijas tiek iegūtas aptuveni četras kilovatstundas siltumenerģijas.

COP nav nemainīgs. To ietekmē:

• āra vai zemes temperatūra;
• apkures ūdens padeves temperatūra;
• atgaitas ūdens temperatūra;
• kompresora noslodze;
• atkausēšanas cikli;
• iekārtas regulēšana un hidrauliskā sistēma.

Tabulā norādītās temperatūras ir orientējošas. Ļoti labi siltinātā mājā siltajām grīdām var pietikt ar zemāku temperatūru, bet ēkā ar lieliem siltuma zudumiem var būt nepieciešama augstāka.

Galvenās priekšrocības, apvienojot siltās grīdas ar siltumsūkni

Zemāks siltumsūkņa elektroenerģijas patēriņš

Ja grīdas apkure spēj nodrošināt vajadzīgo telpu temperatūru ar zemu padeves temperatūru, siltumsūknis var darboties efektīvāk. Precīzs ietaupījums ir atkarīgs no ēkas un iekārtas, tādēļ to nevar noteikt tikai pēc mājas platības.

Vienmērīga temperatūra telpā

Siltums tiek nodots pa lielu grīdas laukumu, samazinot ļoti siltu un aukstu zonu veidošanos. Pareizi izbūvēta sistēma palīdz telpā uzturēt stabilu temperatūru bez izteikti karstiem radiatoriem.

Brīvāks telpu plānojums

Telpās nav nepieciešami radiatori pie ārsienām. Tas atvieglo mēbeļu izvietošanu un ļauj brīvāk veidot interjeru.

Automātiska apkures sistēmas darbība

Pareizi iestatīta sistēma var automātiski pielāgot apkures ūdens temperatūru āra apstākļiem. Lietotājam nav regulāri jāpapildina kurināmais vai manuāli jāvada apkures katls.

Iespēja sagatavot arī karsto ūdeni

Gaiss-ūdens siltumsūknis ar atbilstošu sistēmas komplektāciju var nodrošināt gan grīdas apkuri, gan sadzīves karstā ūdens sagatavošanu.

Piemērotība saules paneļiem

Siltumsūknis izmanto elektroenerģiju, tādēļ daļu no tā patēriņa iespējams nosegt ar objektā saražoto saules elektroenerģiju. Faktiskā sakritība starp ražošanu un apkures patēriņu ir atkarīga no sezonas un izvēlētā elektroenerģijas norēķinu modeļa.

Vai siltās grīdas vienmēr samazina apkures izmaksas?

Siltās grīdas palīdz siltumsūknim strādāt zemākā temperatūrā, taču tās pašas par sevi negarantē zemu elektrības rēķinu. Kopējo patēriņu visvairāk ietekmē ēkas siltuma zudumi.

Pat ar kvalitatīvu siltumsūkni patēriņš var būt augsts, ja:

• mājai ir nepietiekams siltinājums;
• logi un durvis rada lielus siltuma zudumus;
• ventilācija izvada daudz siltuma bez siltuma atgūšanas;
• siltās grīdas izbūvētas bez pietiekamas izolācijas uz leju;
• apkures ūdens temperatūra iestatīta nevajadzīgi augsta;
• siltumsūknis izvēlēts neatbilstošā jaudā;
• grīdas apkures kontūri nav sabalansēti;
• daļa mājas tiek papildus apsildīta ar tiešo elektrisko apkuri.

Pirms siltumsūkņa izvēles vēlams noteikt ēkas siltuma zudumus. Tas palīdz izvēlēties pareizu iekārtas jaudu un pārbaudīt, vai grīdas apkure katrā telpā spēs nodrošināt nepieciešamo siltuma daudzumu.

Kāda temperatūra nepieciešama siltajām grīdām?

Ūdens siltajās grīdās padeves temperatūra nav vienāda visu gadu. Mērenā rudens vai pavasara dienā var pietikt ar zemāku temperatūru, bet aukstā ziemas laikā tā var būt jāpaaugstina.

Nepieciešamo temperatūru ietekmē:

• āra temperatūra;
• ēkas siltuma zudumi;
• cauruļu ieklāšanas solis;
• grīdas konstrukcijas biezums;
• grīdas seguma siltuma pretestība;
• ūdens plūsma katrā kontūrā;
• vēlamā telpas temperatūra;
• apsildāmās grīdas laukums.

Sistēmu nevajadzētu vadīt ar vienu nemainīgu, nevajadzīgi augstu padeves temperatūru. Efektīvākai darbībai var izmantot apkures līkni, kas automātiski pielāgo ūdens temperatūru āra apstākļiem.

Kas ir apkures līkne?

Apkures līkne nosaka, kādu ūdens padeves temperatūru siltumsūknis sagatavo pie dažādas āra temperatūras.

Piemēram, siltākā laikā sistēmai var pietikt ar zemāku temperatūru. Āra temperatūrai pazeminoties, siltumsūknis pakāpeniski palielina padeves temperatūru.

Pareizi iestatīta apkures līkne palīdz:

• uzturēt stabilāku telpas temperatūru;
• samazināt nevajadzīgu ūdens pārkaršanu;
• uzlabot siltumsūkņa efektivitāti;
• samazināt biežu ieslēgšanos un izslēgšanos;
• labāk izmantot grīdas konstrukcijas siltuma inerci.

Kā izvēlēties siltumsūkņa jaudu siltajām grīdām?

Siltumsūkņa jaudu izvēlas pēc ēkas siltuma zudumiem aukstākajā aprēķina periodā, nevis tikai pēc grīdas apkures platības.

Aprēķinā jāņem vērā:

• ārsienu, jumta un grīdas siltinājums;
• logu un durvju kvalitāte;
• ventilācijas siltuma zudumi;
• griestu augstums un ēkas tilpums;
• vēlamā temperatūra telpās;
• zemākā aprēķina āra temperatūra;
• karstā ūdens sagatavošanas vajadzības;
• papildu apkures avota pieejamība.

Pārāk mazas jaudas siltumsūknis aukstā laikā var nespēt nosegt visu ēkas slodzi un biežāk izmantot elektrisko sildelementu. Savukārt nevajadzīgi liela iekārta var biežāk ciklēt laikā, kad mājai vajag nelielu siltuma daudzumu.

Jāpārbauda ne tikai modeļa nominālā jauda, bet arī sildīšanas jauda un COP zemā āra temperatūrā pie plānotās apkures ūdens temperatūras.

Kā jāprojektē siltās grīdas darbam ar siltumsūkni?

Cauruļu ieklāšanas solis

Cauruļu solis ietekmē grīdas siltuma atdevi un temperatūras vienmērīgumu. Vietās ar lielāku siltuma slodzi, piemēram, pie lieliem logiem vai ārsienām, var būt nepieciešams mazāks solis.

Pārāk liels cauruļu solis var radīt nevienmērīgu grīdas temperatūru un prasīt augstāku ūdens temperatūru.

Cilpu garums

Pārāk garā cauruļu cilpā palielinās hidrauliskā pretestība. Tas var apgrūtināt nepieciešamās ūdens plūsmas nodrošināšanu un sistēmas balansēšanu.

Lielas telpas nepieciešamības gadījumā sadala vairākās cilpās, kuras pieslēdz kolektoram.

Siltumizolācija zem caurulēm

Zem grīdas apkures nepieciešama konkrētajai konstrukcijai piemērota siltumizolācija. Tās uzdevums ir samazināt siltuma aizplūšanu uz pamatiem, grunti vai neapsildāmu telpu.

Nepietiekama izolācija var palielināt apkures patēriņu pat tad, ja pats siltumsūknis darbojas efektīvi.

Grīdas segums

Grīdas seguma siltuma pretestība ietekmē, cik viegli siltums no caurulēm nonāk telpā. Flīzes un akmens parasti siltumu vada labāk, bet iespējams izmantot arī laminātu, vinilu un koka segumus, ja tie paredzēti siltajām grīdām.

Biezs vai slikti siltumu vadošs segums var prasīt augstāku ūdens temperatūru un samazināt siltumsūkņa efektivitāti.

Kolektoru novietojums

Kolektoru vēlams novietot tā, lai cauruļu pievadi līdz telpām nebūtu nevajadzīgi gari. Pareiza vieta palīdz veidot līdzīgāka garuma kontūrus un vienkāršo sistēmas balansēšanu.

Kā regulēt siltās grīdas ar siltumsūkni?

Grīdas apkures sistēmai ir liela siltuma inerce. Biezs betona slānis uzsilst un atdziest pakāpeniski, tādēļ strauja un bieža temperatūras maiņa ne vienmēr dod tūlītēju rezultātu.

Vislabāk sistēma parasti darbojas ar:

• vienmērīgu temperatūras režīmu;
• pareizi iestatītu apkures līkni;
• sabalansētām plūsmām kolektorā;
• mērenu telpu termostatu regulēšanu;
• pietiekamu ūdens plūsmu caur sistēmu.

Telpu termostati ir noderīgi, taču visu kontūru bieža aizvēršana var samazināt sistēmā pieejamo ūdens plūsmu. Siltumsūkņa hidraulika jāizveido tā, lai tas varētu stabili darboties arī mainoties apkures zonu pieprasījumam.

Atkarībā no iekārtas un sistēmas var būt nepieciešams buferis, apvada risinājums vai cita hidrauliskā shēma. Bufera tvertne nav automātiski vajadzīga katrai mājai. Lēmums jāpieņem pēc siltumsūkņa prasībām, sistēmas ūdens tilpuma un vadības principa.

Vai siltās grīdas un radiatorus var izmantot vienā sistēmā?

Jā, siltās grīdas un radiatorus iespējams kombinēt. Šāds risinājums bieži sastopams renovētās mājās, kur pirmajā stāvā izbūvētas siltās grīdas, bet otrajā stāvā saglabāti radiatori.

Galvenais izaicinājums ir atšķirīgā nepieciešamā ūdens temperatūra:

• siltās grīdas visbiežāk darbojas ar zemāku temperatūru;
• radiatoriem var būt nepieciešama augstāka temperatūra;
• siltumsūkņa efektivitāti nosaka augstākā nepieciešamā sistēmas temperatūra.

Lai kombinēta sistēma būtu efektīvāka, iespējams izmantot lielākus zemas temperatūras radiatorus vai ventilatora konvektorus. Atsevišķos projektos nepieciešami atdalīti temperatūras kontūri un papildu regulēšana.

Vai ar siltajām grīdām var arī dzesēt?

Dažas siltumsūkņu sistēmas var padot grīdas kontūros vēsāku ūdeni un izmantot grīdu vieglai telpu dzesēšanai. Tomēr šis risinājums jāprojektē īpaši rūpīgi.

Grīdas dzesēšanai ir vairāki ierobežojumi:

• dzesēšanas jauda ir salīdzinoši ierobežota;
• aukstais gaiss dabiski neceļas augšup;
• jākontrolē telpas mitrums un rasas punkts;
• pārāk zema ūdens temperatūra var radīt kondensātu;
• ne visi grīdas segumi ir vienādi piemēroti dzesēšanai.

Ja nepieciešama pilnvērtīga vasaras dzesēšana, bieži efektīvāks risinājums ir sienas kondicionieris vai ventilatora konvektori. Grīdas dzesēšanu var izmantot kā papildinājumu tikai tad, ja sistēma tam ir paredzēta.

Vai elektriskās siltās grīdas darbojas ar siltumsūkni?

Elektriskās siltās grīdas netiek tieši pieslēgtas gaiss-ūdens siltumsūknim. Apsildes kabelis elektrību pārvērš siltumā, tādēļ šī sistēma darbojas kā tiešā elektriskā apkure.

Elektrisko grīdas apsildi var kombinēt vienā mājā ar siltumsūkni, piemēram, nelielā vannas istabā, taču tās patēriņš nebūs atkarīgs no siltumsūkņa COP.

Salīdzinājumu atradīsiet rakstā Ūdens vai elektriskās siltās grīdas: ko izvēlēties?

Vai siltās grīdas ar siltumsūkni var ierīkot esošā mājā?

Jā, taču renovācijā jāizvērtē esošā grīdas konstrukcija un pieejamais augstums. Tradicionāla ūdens grīdas apkure ar siltumizolāciju un betona slāni var būtiski paaugstināt grīdas līmeni.

Pirms izbūves jāpārbauda:

• esošās grīdas un pārseguma stāvoklis;
• pieejamais konstrukcijas augstums;
• iespējamā papildu slodze uz pārsegumu;
• siltumizolācijas iespējas;
• durvju, kāpņu un logu augstums;
• kolektoru un cauruļvadu novietojums;
• grīdas seguma izvēle.

Renovācijai pieejamas zemā profila un sausās grīdas apkures sistēmas. Tās var samazināt konstrukcijas augstumu un svaru, taču materiālu izmaksas var būt augstākas.

Cik maksā siltās grīdas kopā ar siltumsūkni?

Kopējais projekts sastāv no divām lielām daļām:

1. grīdas apkures sistēmas ar caurulēm, kolektoriem, regulēšanu un grīdas konstrukciju;
2. siltumsūkņa, karstā ūdens tvertnes, hidrauliskās apsaistes, elektrības un montāžas darbiem.

Cenu ietekmē ēkas platība, siltuma zudumi, siltumsūkņa jauda, kontūru skaits, automatizācija, karstā ūdens vajadzības un tas, cik daudz sagatavošanas darbu jau paveikts.

Plašāk par grīdas apkures izmaksām lasiet rakstā Cik maksā silto grīdu ierīkošana?

Siltumsūkņu projekta izmaksas varat salīdzināt rakstā Siltumsūkņa uzstādīšanas izmaksas.

Biežākās kļūdas

• Siltumsūkņa jaudas izvēle tikai pēc mājas kvadrātmetriem.
• Silto grīdu izbūve bez telpu siltuma zudumu aprēķina.
• Pārāk liels cauruļu solis telpās ar augstu siltuma slodzi.
• Pārāk garas un grūti sabalansējamas apkures cilpas.
• Nepietiekama siltumizolācija zem grīdas apkures.
• Nevajadzīgi augsta apkures ūdens temperatūra.
• Grīdas seguma siltuma pretestības neņemšana vērā.
• Nepareizi izvēlēta apkures līkne.
• Visu kontūru bieža aizvēršana, neizvērtējot minimālo ūdens plūsmu.
• Nesabalansētas plūsmas starp telpām un stāviem.
• Radiatoru un silto grīdu apvienošana bez temperatūru saskaņošanas.
• Siltumsūkņa un grīdas apkures plānošana kā diviem nesaistītiem projektiem.

Biežāk uzdotie jautājumi

Vai siltās grīdas ir labākais risinājums gaiss-ūdens siltumsūknim?

Daudzos privātmāju projektos tās ir viens no piemērotākajiem risinājumiem, jo var darboties ar zemu ūdens temperatūru. Tomēr piemērotība jāapstiprina ar ēkas siltuma zudumu un grīdas apkures jaudas aprēķinu.

Kāda temperatūra nepieciešama siltajām grīdām ar siltumsūkni?

Bieži pietiek ar aptuveni 30 līdz 35 °C padeves temperatūru, bet konkrētā vērtība mainās atkarībā no āra temperatūras, ēkas siltuma zudumiem, cauruļu soļa un grīdas seguma.

Vai siltumsūknis ar siltajām grīdām patērē mazāk elektrības?

Zemāka apkures ūdens temperatūra parasti palīdz siltumsūknim darboties efektīvāk. Faktisko patēriņu nosaka arī ēkas siltinājums, āra temperatūra, siltumsūkņa modelis un sistēmas iestatījumi.

Vai vajadzīga bufera tvertne?

Ne vienmēr. Nepieciešamība ir atkarīga no siltumsūkņa ražotāja prasībām, sistēmas ūdens tilpuma, minimālās plūsmas, apkures zonām un vadības principa.

Vai katrai telpai vajadzīgs termostats?

Atsevišķa telpu regulēšana var uzlabot komfortu, taču termostatu un zonu skaits jāpielāgo sistēmas hidraulikai. Pārāk bieža visu zonu aizvēršana var traucēt siltumsūkņa stabilai darbībai.

Vai siltās grīdas var būt vienīgā apkures sistēma?

Jā, ja grīdas apkures siltuma atdeve spēj nosegt ēkas aprēķinātos siltuma zudumus. Ēkās ar lieliem siltuma zudumiem var būt nepieciešami papildu sildķermeņi vai ēkas energoefektivitātes uzlabošana.

Vai siltumsūknis var sagatavot arī karsto ūdeni?

Jā, gaiss-ūdens un citi ūdens apkures siltumsūkņi ar atbilstošu tvertni var nodrošināt sadzīves karstā ūdens sagatavošanu. Karstā ūdens režīmā parasti nepieciešama augstāka temperatūra nekā grīdas apkurei.

Vai vienā mājā var būt siltās grīdas un radiatori?

Jā, taču jāizvērtē abu sistēmu nepieciešamā ūdens temperatūra. Vislabāk, ja radiatori ir pietiekami lieli, lai arī aukstā laikā varētu darboties ar siltumsūknim piemērotu, salīdzinoši zemu temperatūru.

Kopsavilkums

Ūdens siltās grīdas un siltumsūknis labi darbojas kopā, jo grīdas apkure var apsildīt telpas ar salīdzinoši zemu ūdens temperatūru. Tas ļauj siltumsūknim darboties efektīvāk nekā sistēmā, kur nepieciešama ļoti augsta padeves temperatūra.

Labu rezultātu nosaka visa sistēma kopumā. Jāaprēķina ēkas siltuma zudumi, jāizvēlas atbilstoša siltumsūkņa jauda, jāizplāno cauruļu solis un cilpu garums, jānodrošina pietiekama siltumizolācija un jāsabalansē ūdens plūsmas.

Siltās grīdas pašas par sevi negarantē mazu elektrības patēriņu. Vislabāko rezultātu iespējams sasniegt labi siltinātā ēkā ar pareizi projektētu grīdas apkuri, zemu padeves temperatūru un korekti iestatītu siltumsūkni.

Plašāku informāciju par ūdens grīdas apkures izbūvi atradīsiet sadaļā Siltās grīdas, bet pieejamos apkures risinājumus sadaļā Gaiss-ūdens siltumsūkņi.