KTU studentų tyrimai – energetinis efektyvumas šiandien svarbiausias

Vandens rinkimas ir nuo fasadų

Magistrantūros studentas Artūras Rybinas teigia, kad geriamo vandens kokybė yra itin svarbi, ji užtikrinama įvarių filtrų ir įrenginių pagalba, tačiau vaikino teigimu, ne visoms mūsų reikmėms reikalingas aukščiausios kokybės geriamas vanduo. „Norint užtikrinti reikiamą geriamo vandens kokybę reikia daug lėšų, dėl šių priežasčių vandens kaina yra gana aukšta. Tačiau atkreipkite dėmesį, kad šis brangus geriamas vanduo yra naudojamas ne tik valgiui ruošti ar higienos reikmėms, bet ir tualeto bakelių nuleidimui ar skalbimo mašinoms. Tačiau šiems įrenginiams ypatingai aukštos kokybės vanduo nėra reikalingas. Dėl šių priežasčių magistro baigamajame darbe nusprendžiau tirti, kokiais būdais galima taupyti vandenį“,- pasakoja A. Rybinas.

Studento teigimu, vandentiekiais mus pasiekiantis vanduo nuolatos brangsta. Norint to išvengti galima pasitelkti lietaus vandenį, kuris padėtų pakeisti beveik 50 procentų vamzdynais atkeliaujančio geriamojo vandens. Pasak magistranto geriausias būdas tai padaryti – įrengti vandens surinkimo sistemą su požemine vandens talpykla. „Visus metus vandens temperatūra talpykloje išlieka tarp 6 ir 8 laipsnių temperatūros, o tai reiškia, kad užkertamas kelias vystytis mikroorganizmams ir dubliams, tad galima užtikrinti stabiliai aukštą vandens kokybę“,- apie lietaus vandens panaudojimo tyrimus pasakojo studentas.

Magistrantas atkreipia dėmesį į Jungtinėse Amerikos Valstijose  R. Wang ir J.B. Zimmerman atliktus tyrimus, kurių metu tirti vidutiniai trijų aukštų daugiabučiai, kuriuose gyvena apie šimtas žmonių. Tyrimo duomenimis, įrengus lietaus surinkimo nuo stogo sistemą ir ją naudojant tik klozeto bakelių vandeniui pakeisti, per metus galima sutaupyti nuo 230 iki 510 JAV dolerių, priklausomai nuo vietovės. Taip pat naudojant lietų surinktą nuo stogo, mažėja lietaus nuotekų, kurios apkrauna miesto tinklus ir su šiomis nuotekomis susijusius tvarkymo kaštus.

Studentas atlikdamas tyrimą net sukūrė savo fasado elementą iš plieninio profilio, kurio pagalba tikrino lietaus rinkimo nuo vertikaliųjų fasadų galimybes. „Galinė elemento pusė uždengta faneros plokšte, o priekinė – presuoto metalo skardos danga, kurioje yra daug kiaurymių. Vanduo per kiaurymes surenkamas į lanksčias žarnas ir nukreipiamas į lietaus surinkimo talpas. Taip pat nuo elemento atsimušantis vanduo surenkamas  papildomame latake ir nukreipiamas į atskirą indą, norint patikrinti, kuris būdas yra efektyvesnis“,- apie tyrimą pasakojo A. Rybinas.

Tiesa, magistrantas pripažino, kad kol kas įrenginėti tokias lietaus surinkimo sistemas yra per brangu. Studento teigimu geriausia, jei apie lietaus vandens surinkimą nuo fasadų yra pagalvojama projektuojant statinį ir sistemos integruojamos į fasadą iš karto, nes taip sutaupomos didelės sumos.

Karštam vandeniui paruošti – saulės energija

Kitas Pastatų inžinerinių sistemų studentas Martynas Raudžius atlieka tyrimus siekdamas išsiaiškinti ar mažesni karšto vandens kaštai yra naudojant centralizuotus miesto karšto vandens  pašildymo tinklus ar saulės kolektorius ir šilumos siurblius.

Tam, kad būtų galima įvertinti saulės kolektorių efektyvumą reikia atlikti nemažai skaičiavimų ir tyrimų: kolektorių optimaliausią pasvyrimo kampą atitinkamomis sąlygomis, atskirų sistemų produktyvumą skirtingais mėnesiais, maksimalią kolektorių įkaitinimo temperatūrą. „Pagal atliktus tyrimus galima matyti, kad vasaros mėnesiais Lietuvoje saulės kolektoriai gali praktiškai pilnai padengti paruošiamo karšto vandens kiekį. Žinoma, skaičiuojant bendrą išlaidų sumą, dar rekia įvertinti ir kolektorių įrengimo kainą, bei techninio aptarnavimo kaštus bei privalu atsižvelgti į tai, kad saulės kolektoriams dažniausiai teikiama 10 metų garantija“,- sako M. Raudžius.

Kitas studento nagrinėjamas būdas – vandens pašildymas šilumos siurbliu. Šilumos siurbliais galima išgauti sukauptą šiluminę energiją iš mus supančios aplinkos (oro, vandens, grunto), ir perduoti į gyvenamąsias patalpas, tačiau taip pat juos galima naudoti ir karšto vandens paruošimui. Skaičiuojant karšto vandens gaminimo kaštus, kuomet naudojami šiluminiai siurbliai, būtina įvertinti ne tik jo motavimo kainą, sunaudojamą elektros energiją, tačiau ir tai, kad dažniausiai šiems siurbliams teikiama tik dviejų metų garantija.

„Įvertinęs tiek saulės kolektorių, tiek šilumos siurblių panaudojimą karšto vandens ruošimui įvertinau, kad jų atsiperkamumas yra 10 metų, o naudojant valstybės paramą – 6. Tačiau visiškai atsijungti nuo centralizuotų šilumos tinklų Lietuvos klimatinėmis sąlygomis negalima, nes esant žemesnei, nei -10̈°C temperatūrai šilumos siurblys neveiks. Apibendrindamas tyrimus, galiu rekomenduoti daugiabučiuose namuose montuoti tik saulės kolektorius, o likusią dalį šildyti centralizuotai – taip atsipirkimas bus 11 metų, tačiau kils mažiau problemų su įrangos eksploatacija, nei naudojant šiluminius siurblius“, – patarimus dalijo studentas.

Šaldytuvai galintys šildyti

Globalėjanti bendruomenė jau seniai išreiškė susirūpinimą dėl maisto prekių parduotuvėse nuolatos naudojamų šaldytuvų ir šaldiklių suvartojamo energijos kiekio ir šių įrenginių įtakos pasaulinio atšilimo efektui – savo tyrimo įvade teigia studentas Rimantas Stanys. „Produktų vėsinimas apima apie 50 % visų prekybos centro elektros energijos sąnaudų. Nors pagrindinį susirūpinimą dėl maisto produktų vėsinimo sistemų įtakos globaliniam atšilimui kelia jose naudojami šaltnešiai, tačiau šių sistemų sunaudojamas elektros kiekis taip taip yra labai didelė problema“,- teigia R. Stanys.

Studentas tyrimo metu nagrinėjo du maisto vėsinimo sistemų šaltnešių ruošimo metu išsiskiriančios šilumos panaudojimo būdus – karšto vandens pašildymui ir vėdinimo įrenginių pirminės šildymo sekcijos šilumnešiui ruošti. „Tyrimo metu gauti energiniai/ekonominiai rezultatai parodė, kad maisto technologinio proceso metu išsiskiriančios šilumos nuvedimo ir panaudojimo būdas leidžia sutaupyti didelius kiekius energijos, kuri kitu atveju būtų tiesiog išmetama į aplinką“, – gautais rezultatais dalijosi Pastatų inžinerinių sistemų magistantas.

R. Stanio teigimu efektyviai naudojant vėsinimo technologinio proceso metu išsiskiriančią šilumą galima sumažinti tiek prekybos centrų eksloatacijos išlaidas, tiek šildymui sunaudojamos energijos kiekį, tiek globalinį atšilimą skatinančių dujų išsiskyrimus šilumnešių ruošimo katilinėse.  „Vienas didžiausių šių dienų iššūkių yra tvarus energijos panaudojimas, o ši mano nagrinėjama sistema ir yra skirta būtent šiam tikslui. Siekiant giliau ištirti nagrinėjamas sistemas reiktų atlikti papildomus tyrimus, siekiant ištirti visus technologinius niuansus ir šilumos panaudojimo įvairesnes galimybes, nes šiuo metu jos išsiskiria 5-6 kartus daugiau nei reikia anksčiau minėtiems procesams įgyvendinti“,- tolimesniais tyrimų planais dalijosi jaunasis mokslininkas.