Būvniecības ietekme uz apkārtējo vidi nevienam nav noslēpums. Siltuma patēriņš ēku siltumapgādē ir nozīmīga ekspluatācijas izdevumu daļa, bet ir arī iespējams taupīt energoresursus, izmantojot energoefektīvus risinājumus, proti, veicot kompleksus siltināšanas, apkures, ventilācijas un karstā ūdens apgādes sistēmas rekonstrukcijas darbus. Radot videi un veselībai draudzīgu dzīves telpu, iespējams panākt gan ekonomisko, gan ekoloģisko ilgtspējību, neatsakoties no kvalitātes standartiem, kas mūsdienās jau kļuvuši pašsaprotami.
Viens no piemēriem ir notekūdeņu siltuma atgūšanas iekārta „Menerga AquaCond” ar iebūvētu siltummaini un siltuma sūkni. Iekārtas pamatuzdevums ir karstā ūdens sagatavošana, izmantojot notekūdeņu siltumu, kas parasti tiek izvadīts kanalizācijā un pēc būtības nozīmē siltā ūdens uzsildīšanai patērētās enerģijas izmešanu. Ar siltummaiņa un siltuma sūkņa kombinētu darbību var būtiski samazināt karstā ūdens sagatavošanai nepieciešamās uzstādāmās sildjaudas un ietaupīt līdz pat 90% ēkas karstā ūdens uzsildīšanai nepieciešamās enerģijas, salīdzinot ar ekvivalenta ūdens daudzuma uzsildīšanu ar klasisko paņēmienu siltummezglā. Piemēram, lai uzsildītu 1 m³ ūdeni no +10 līdz +35 °C siltummezglā bez siltuma atgūšanas (2. att.), mezgla nepieciešamā jauda ir 30 kW. Izmantojot siltummaiņa un siltuma sūkņa kombināciju (1. un 3.. att.), tas tiek samazināts līdz 3 kW. Piemērā iekārtas kombinētais efektivitātes koeficients (COP) ir 1:10. Atsevišķos gadījumos lietderības koeficients var būt pat 1:12.
Sistēmai paredzēti divi darbības režīmi:
- pamatrežīmā siltums tiek atgūts no notekūdeņiem aukstā ūdens sildīšanai;
- automātiska siltummaiņu iekšējo virsmu attīrīšana, izmantojot speciālu iebūvētu sistēmu iekārtā.
Pamatrežīmā siltie notekūdeņi ar piemērotu cirkulācijas sūkni tiek virzīti caur iekārtas siltummaini un siltuma sūkņa iztvaikotāju. Aukstais ūdens plūst pa hermētiskā siltummaiņa slēgtu kontūru un siltuma sūkņa kondensatoru. Notekūdeņu siltuma atgūšanas sistēmā būtiska nozīme ir priekšfiltriem – rupjo daļiņu filtriem, kas uzkrāj organisko vielu rupjās frakcijas, matus utt. – un tauku ķērājam, kura uzdevums ir mazināt tauku nosēdumu veidošanos notekūdeņu atdzesēšanas procesā pašā iekārtā. Iekārtā tiek automātiski nodrošināta nemainīga notekūdeņu caurplūdes regulēšana, pat ja notekūdeņu daudzums kanalizācijas sistēmā ir mainīgs. Iekārtas nepārtrauktai darbībai nepieciešama notekūdeņu akumulācijas tvertne. Ja akumulācijas tvertne ir tukša, līmeņa sensors iekārtai dod signālu izslēgties.
Automātiskās attīrīšanas process. Neraugoties uz priekšfiltrēšanu, pirms iekārtas (rupjo daļiņu filtrs, tauku ķērājs) notekūdeņos joprojām esošās ziepju, tauku un smalko organisko vielu daļiņas rada aizsērēšanas risku, nogulsnējoties uz siltummaiņa un iztvaikotāja virsmas. Lai to novērstu, iekārtā tiek paredzēta automātiska siltummaiņa attīrīšana ar speciāli izstrādātu sistēmu (4. att.), kas atdala nogulsnes no siltummaiņu sienām. Attīrīšanas process notiek ar četrceļu vārstu, kur pēc noteikta intervāla tiek mainīts notekūdens un cauruļvados ievietoto attīrošo poraino lodīšu kustības virziens. Tas siltummaiņa un iztvaikotāja iekšējās virsmas ļauj pasargāt no apaugšanas, saglabāt tās tīras un garantēt nemainīgi augstu siltuma apmaiņas efektivitāti. Veicot regulāru priekšfiltru apkopi, iekārtai ekspluatācijā nav nepieciešama papildu tehniskā apkope.
Ilgmūžība
Iekārtā iebūvētie siltummaiņi un cauruļvadi ir pilnībā hermētiski, līdz ar to uz siltumsūkņa aukstajām daļām un aukstā ūdens vārstiem neveidojas kondensāts. Visas iekārtas sastāvdaļas tiek izgatavotas no augsti kvalitatīviem materiāliem, piemēram, iekārtas korpuss un kondensāta panna ir no cinkotā tērauda ar epoksīda pārklājumu. Siltummaiņa materiāls tiek piemeklēts atbilstoši notekūdeņu videi (ja ir agresīva vide, piem., baseina hlorētais ūdens, tad siltummainis tiek izvēlēts no visnoturīgākā sakausējuma Cu–Ni–10Fe). Ir arī iespēja pieslēgties iekārtai ar interneta vai analogās līnijas starpniecību un, izmantojot „Web” serveri vai modemu, pieslēgties iekārtas darbībai tiešsaistē. Tas nozīmē, ka var attālināti sekot sistēmas darbībai tiešsaistē un novērst kļūdas, ja tas nepieciešams.
Siltuma atgūšana no notekūdeņiem piemērota ēkām ar ievērojamu notekūdeņu daudzumu un tajā pašā laikā karstā ūdens pieprasījumu, piem., baseiniem un dušām, veļas mazgātavām un ķīmiskajām tīrītavām, tekstilrūpniecībā, sabiedriskās ēdināšanas kompleksiem un pārtikas ražošanas uzņēmumiem, viesnīcām.
Drošības kontrole
Lai novērstu notekūdeņu nonākšanu dzeramā ūdens plūsmā, iekārtā paredzēta automātiskā noplūdes kontroles sistēma (5. att.). Sistēma veidota no pārspiediena kapilāriem, kas pildīti ar gāzi un kas spiediena izmaiņu gadījumā dod signālu par traucējumiem uz displeja vai datorā un automātiski izslēdz iekārtu.
Siltuma atgūšanas principiālās shēmas
Tā kā notekūdeņu un karstā ūdens patēriņš gan apjoma ziņā, gan laika grafikā ir mainīgi lielumi, sistēmai nepieciešamas notekūdeņu un karstā ūdens akumulācijas tvertnes. Notekūdeņi no dušām tiek attīrīti rupjo daļiņu filtrā, uzkrāti notekūdeņu akumulācijas tvertnē un ar cirkulācijas sūkni novirzīti uz „Menerga AquaCond” iekārtu (6.,7.att.).
Aukstais ūdens (apmēram +5–10 °C) uz iekārtu tiek novirzīts no pilsētas ūdensvada un ar iekārtā iebūvētu cirkulācijas sūkni tālāk uz karstā ūdens apgādes sistēmu. Ja nav pieprasījuma pēc svaiga ūdens (dienas un nakts laikā karstā ūdens patēriņš samazinās), uzsildītais dzeramais ūdens tiek uzkrāts akumulācijas tvertnēs. Iekārta spēj uzsildīt svaigu ūdeni virs +35 °C. Ja nepieciešams, svaigais ūdens var tikt papildus piesildīts no siltummezgla siltummaiņa.
Pēc siltuma utilizēšanas notekūdeņi (apmēram +8°C) tiek novadīti kanalizācijas sistēmā.
Atšķirībā no pirmā piemēra (6.att.) notekūdeņi no baseina apakšējās zonas un pārplūdes tvertnēm cirkulē caur filtriem. Kad filtri ir piesārņoti, tie tiek skaloti, un notekūdeņi nonāk notekūdeņu akumulācijas tvertnē, no kuras tālāk atdzesēti „Menerga AquaCond” iekārtā. Vienlaikus tāds pat dzeramā ūdens daudzums tiek uzsildīts un novirzīts uz baseina pārplūdes tvertni.
Pieredze
2009. gada pirmajā pusē tika īstenots RTU Ķīpsalas peldbaseina kompleksais energoefektivitātes paaugstināšanas projekts – jau vairākus gadus veiksmīgi strādā ne tikai „Menerga” dušu notekūdeņu siltuma atgūšanas iekārta, bet arī pilnīgi automatizētas baseina mikroklimata iekārtas, lai samazinātu energoresursu patēriņu mikroklimata nodrošināšanai un dušu karstā ūdens sagatavošanai, paaugstinot kopējo baseina sistēmas energoefektivitāti. Peldbaseina energoefektivitātes paaugstināšanas darbu īstenošanas rezultātā iegūtais siltumenerģijas patēriņš trīs gadu laikā samazinājies par ~4500 MWh, un kopējais iegūtais siltumenerģijas patēriņa ietaupījums naudas izteiksmē ir vidēji 184 000 latu trīs gadu laikā ,ņemot vērā, ka pieņemtais siltuma tarifs ir 42,16 lati/MWh. Pieminēšanas vērts ir fakts, ka kopējās investīcijas minēto sistēmu ieviešanai bija ~135 000 latu, t.i., sākotnējās investīcijas atmaksājušās trīs gadu laikā un jau ļāvušas pasūtītajam ietaupīt uz ekspluatācijas izdevumu rēķina.
Nākotnē
Īstenojot Klimata pārmaiņu finanšu instrumenta (KPFI) finansētā projekta programmu, kuras galvenais mērķis ir ēku energoefektivitātes paaugstināšana, proti, panākt CO2 emisiju samazināšanu, tiek plānotas un vairākos objektos jau uzstādītas notekūdeņu siltuma atgūšanas iekārtas „Menerga AquaCond”.
- RTU dienesta viesnīcu komplekss Ķīpsalā, Āzenes ielā.
Dienesta viesnīcu kompleksu veido divas augstceltnes, kas nodotas ekspluatācijā 1980. un 1986. gadā ar kopējo apkurināmo platību 17 044 m2. Lai samazinātu karstā ūdens apgādei nepieciešamo siltuma patēriņu, projektā katrā ēkā tika paredzēts izvietot vienu „Menerga AquaCond” notekūdeņu siltuma atgūšanas iekārtu. Viesnīcā rīta un vakara stundās notekūdeņu apjoms un temperatūra ievērojami palielinās, savukārt nakts un dienas stundās ūdens patēriņš ir salīdzinoši neliels, tāpēc notekūdeņi un karstais ūdens tiks uzkrāti akumulācijas tvertnēs – tā tiks saglabāts vienmērīgs karstā ūdens sagatavošanas režīms. Pateicoties akumulācijas tvertņu sistēmai un atkarībā no faktiskā notekūdeņu daudzuma iekārtas darbības ilgums tiek prognozēts ~20 h/dnn. Lai turpmāk veiktu detalizētu datu monitoringu, tiek paredzēts uzstādīt atsevišķus siltuma un elektroenerģijas skaitītājus. Plānots, ka siltuma enerģijas izmaksas karstā ūdens sagatavošanai samazināsies par apmēram 20 000 latu gadā. CO₂ samazinājums, ievērtējot elektroenerģijas patēriņu iekārtu darbināšanai, plānots 150 t CO₂/gadā.
- Jēkabpils Agrobiznesa koledžas dienesta viesnīca.
Projekta rezultātā paredzēts samazināt dienesta viesnīcas enerģijas patēriņu karstā ūdens apgādes sistēmā, izmantojot dušu un 1. stāva ēdnīcas virtuves notekūdeņu siltumu, līdz 350 MWh gadā.
- Ogres PA „Dziednīca”.
Siltuma atgūšana no baseinu filtru skalošanas, dušām, ārstnieciskās vannas un šarko dušas dos siltuma enerģijas patēriņa samazinājumu dzeramā ūdens sildīšanai līdz 250 MWh/gadā.
Būvējot ēku, būtiska nozīme ir tam, kādas ir ēkas būvniecības un ekspluatācijas izmaksas un kāda ir uzturēšanas ietekme uz apkārtējo vidi. Sākotnējās investīcijas attaisnojas ar ievērojami zemākām ēkas ekspluatācijas izmaksām nākotnē. Izvēloties energoefektīvus risinājumus, kaitējums apkārtējai videi būvniecības un apsaimniekošanas laikā ir krietni mazāks. No projektā veiktajiem aprēķiniem var secināt, ka ēkā, kurā tiek izmantotas energoefektīvas iekārtas, ievērojami tiek samazināta kopējā ēkas CO2 emisija karstā ūdens sagatavošanai, un tas ir būtisks nosacījums vides saglabāšanā un ilgtspējīgas būvniecības principu nodrošināšanā.
