ΕΝ.Ε.ΕΠΙ.Θ.Ε.: Οι τεχνολογίες που μπορούν να επιφέρουν εξοικονόμηση ενέργειας στη θέρμανση

Οι σύγχρονες κοινωνίες και οικονομίες συνεχίζουν ακόμη και σήμερα να εξαρτώνται σε πολύ μεγάλο βαθμό από την υπερκατανάλωση των φυσικών πόρων του πλανήτη.

Παρόλες τις εντατικές προσπάθειες για μετάβαση σε «πράσινες» τεχνολογίες που θα οδηγήσουν σε μια βιώσιμη ανάπτυξη στις κοινωνίες, έρχονται οι νέες διαμορφούμενες συνθήκες, λόγω τις συνεχούς επιδεινούμενης ενεργειακής κρίσης και κλιματικής αλλαγής, να διαμορφώσουν ένα νέο σκηνικό, διαμηνύοντας προς όλες τις κατευθύνσεις, ότι πρέπει να γίνουν ταχύτερες και πιο αποτελεσματικές κινήσεις.

Η ανάγκη για άμεσες ενέργειες γίνεται ακόμη πιο επιτακτική, αν λάβουμε υπόψιν μας ότι τα τελευταία χρόνια στην Ελληνική επικράτεια εκατοντάδες οικογένειες έχουν περιέλθει σε οικονομική και ενεργειακή ανέχεια ενώ παράλληλα έχουμε μία συνεχώς αυξανόμενη κατανάλωση ενέργειας στον κτιριακό τομέα για κάλυψη των ενεργειακών αναγκών.

Ως εκ τούτου όλες εκείνες οι δράσεις και πολιτικές θα πρέπει να στοχεύουν στην ορθή αξιοποίηση των φυσικών πόρων με ρυθμό μικρότερο από αυτόν με τον οποίο ανανεώνονται, έχοντας πάντα ως κύριο γνώμονα την προστασία του περιβάλλοντος, τη μείωση εκπομπών διαφόρων ρύπων, την ευημερία των πολιτών, την ανάπτυξη νέων πράσινων τεχνολογιών και την διατήρηση της βιοποικιλότητας.

Σύμφωνα με επίσημα στοιχεία μελετών, ο κτιριακός τομέας, κάθε τύπου, ευθύνεται για πάνω από το 41% της συνολικής ετήσιας καταναλισκόμενης ενέργεια και για το 36% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στην Ευρώπη.

Για την Ελλάδα τα ποσοστά, αναλογικά, είναι ακόμη υψηλότερα! Από το ποσοστό του 41% σχεδόν το 85% αφορά στην κατανάλωση ενέργειας που απαιτείται για την κάλυψη των θερμικών αναγκώντων κτιρίων και την παραγωγή Ζεστού Νερού Χρήσης (ΖΝΧ).

Υπό αυτό το πρίσμα γίνεται άμεσα αντιληπτό ότι η ενεργειακή αναβάθμιση των συστημάτων θέρμανσης και παραγωγής ΖΝΧ, στα πλαίσια της ευρύτερης προσπάθειας για αύξηση της ενεργειακής αποδοτικότητας των κτιρίων και μείωσης των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου, μπορεί να επιφέρει σημαντικά ποσοστά εξοικονόμησης ενέργειας. Λαμβάνοντας δε υπόψη τη συνεχή αύξηση του κόστους ενέργειας, η ανάγκη για ενεργειακή αναβάθμιση γίνεται ακόμη πιο επιτακτική.

Η Ευρωπαϊκή Ένωση αντιλαμβανόμενη ότι τα περιθώρια εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια είναι τεράστια και γνωρίζοντας ότι αυτό θα επιτευχθεί κυρίως μέσα από την αύξηση της ενεργειακής απόδοσης, θέσπισε μια σειρά από οδηγίες, όπου η μείωση κατανάλωσης ενέργειας και η χρήση ανανεώσιμων πηγών (ΑΠΕ) θα βρίσκονται στην πρώτη γραμμή της πολιτικής της.

Έτσι, μέσα από διάφορες κοινοτικές οδηγίες (όπως η 2009/125/EK-Ecodesign), οδηγήσει τους παραγωγούς αλλά και τους τελικούς καταναλωτές προς συστήματα και προϊόντα τα οποία θα αντικαταστήσουν τις συμβατικές ενεργοβόρες εγκαταστάσεις και θα ενσωματώνουν νέες τεχνολογίες που θα καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια, θα εκπέμπουν λιγότερους ρύπους και θα χρησιμοποιούν υλικά φιλικά προς το περιβάλλον.

Ακολούθως, παρουσιάζονται οι σημαντικότερες τεχνολογίες οι οποίες είναι σήμερα άμεσα διαθέσιμες προς του τελικούς καταναλωτές και οι οποίες μπορούν να επιφέρουν τεράστια εξοικονόμηση ενέργειας.

Είναι όμως πολύ σημαντικό να γίνει κατανοητό ότι οι συγκρίσεις μεταξύ τεχνολογιών δεν είναι δόκιμες, καθώς όλες έχουν αναπτυχθεί για να προσφέρουν λύσεις. Δεν υπάρχουν «καλές» και «κακές» τεχνολογίες αλλά τεχνολογίες που απευθύνονται σε διαφορετικές εφαρμογές.

Πάντα λοιπόν το κριτήριο επιλογής, ανεξάρτητα ποιο καύσιμο είναι ακριβότερο ή φθηνότερο μια δεδομένη χρονική στιγμή, θα πρέπει να είναι ποια τεχνολογία είναι καταλληλότερη για την συγκεκριμένη εφαρμογή και έχει το χαμηλότερο δυνατό κόστος λειτουργίαςσε βάθος χρόνου.

Επεμβάσεις που σχετίζονται με το κτίριο όπως θερμομόνωση της τοιχοποιίας ή αλλαγή των κουφωμάτων είναι εξίσου επιτακτικές καθώς και μειώνουν τις θερμικές απώλειες και συντελούν στην περαιτέρω εξοικονόμηση του καυσίμου.

Οι παρεμβάσεις όμως για την αναβάθμιση του συστήματος θέρμανσης είναι αποδεδειγμένα πιο συμφέρουσες και ευκολότερα υλοποιήσιμες, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις των υφιστάμενων κτιρίων, και αποτελούν τις πιο άμεσα αποσβέσιμες επενδύσεις.

Αντλίες θερμότητας Αέρος-Νερού & Γεωθερμικές

Οι αντλίες θερμότητας αποτελούν αδιαμφισβήτητα πλέον την πιο σύγχρονη και εξελιγμένη διαθέσιμη τεχνολογία για την θέρμανση αλλά και ψύξη ενός κτιρίου.

Και αυτό γιατί το βασικότερο χαρακτηριστικό τους είναι ο υψηλός βαθμός απόδοσης (ο λόγος της ενέργειας που παράγεται προς την ενέργεια που καταναλώνεται για την παραγωγή του έργου) που μπορεί να φτάσει ακόμα και το 5, αναλόγως τον τύπο της αντλία θερμότητας (αερόψυκτη ή γεωθερμική) αλλά και το είδος της εφαρμογής.

Οι αντλίες θερμότητας είναι συστήματα τα οποία έχουν την ικανότητα να «απορροφούν» την θερμότητα από το περιβάλλον, με την βοήθεια ενός ψυκτικού ρευστού που έχει την δυνατότητα να εξατμίζεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, και μέσω του ψυκτικού κύκλου να την αποδίδουν στον εσωτερικό χώρο. Το ακριβώς αντίστροφο φυσικά γίνεται κατά την λειτουργία της ψύξης.

Το μέσο που χρησιμοποιείται για την απόδοση της θερμότητας στο κτίριο είναι το νερό, οπότε ο συνδυασμός της αντλία θερμότητας με όλα τα συστήματα νερού είναι εφικτός (ενδοδαπέδια θέρμανση και θέρμανση τοίχου-οροφής, fancoils, θερμαντικά σώματα, convectors, κ.α.).

Οι κύριες κατηγορίες διαχωρισμού των αντλιών θερμότητας είναι δύο: οι αερόψυκτες και οι υδρόψυκτες ή πιο διαδεδομένες ως γεωθερμικές. Οι μεν αερόψυκτες για να παράξουν έργο εναλλάσσουν ενέργεια με τον αέρα του περιβάλλοντος ενώ οι δε γεωθερμικές με το υπέδαφος μέσω ενός δευτερεύοντος κυκλώματος όπου το μέσο είναι νερό.

Το σημαντικότερο χαρακτηριστικό όλων των αντλιών θερμότητας, το οποίο πρέπει να λαμβάνεται πάντα υπόψιν κατά την φάση μελέτης-σχεδιασμού ενός συστήματος, είναι ότι ο βαθμός απόδοσης τους είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος από το οποίο αντλούν θερμότητα.

Έτσι, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του περιβάλλοντος τόσο υψηλότερος είναι και ο βαθμός απόδοσης που επιτυγχάνεται, και αντίστροφα. Για τις αερόψυκτες αντλίες αυτό σημαίνει ότι πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη οι κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής όπου απευθύνεται η εφαρμογή, έτσι ώστε να αποφασιστεί εάν θα αποτελέσουν την αποκλειστική πηγή παραγωγής θερμότητας ή θα συνδυαστούν με κάποια βοηθητική πηγή ενέργειας (λέβητας, βοηθητικές αντιστάσεις κτλ.), και το σύστημα να δουλέψει με το υψηλότερο δυνατό ενεργειακό όφελος.

Για τις γεωθερμικές αντλίες τα πράγματα διαφοροποιούνται, δεδομένου ότι οι θερμοκρασίες του υπεδάφους, με το οποίο εναλλάσσουν θερμότητα, από τα πρώτα δύο μέτρα διατηρούνται σχεδόν σταθερές καθ’ όλη την διάρκεια του έτους.

Εκμεταλλεύονται έτσι το συσσωρευμένο ενεργειακό φορτίο, λόγω της συνεχούς ηλιακής ακτινοβολίας, που συναντάται στα πρώτα στρώματα των γεωλογικών σχηματισμών καθώς και στους υπόγειους ή επιφανειακούς υδροφόρους ορίζοντές, επιτυγχάνοντας υψηλότερους εποχιακούς βαθμούς απόδοσης.

Αντιστρόφως ανάλογη είναι η σχέση του βαθμού απόδοσης των αντλιών με τις θερμοκρασίες προσαγωγής προς το δίκτυο διανομής. Όσο υψηλότερη είναι η επιθυμητή θερμοκρασία τόσο μειώνεται ο βαθμός απόδοσης.

Αυτός είναι και ο μοναδικός λόγος για τον οποίο συνιστάται ο συνδυασμός των αντλιών θερμότητας με συστήματα χαμηλών θερμοκρασιών, όπως είναι η θέρμανση επιφανειών δάπεδο-τοίχος-οροφή και τα fancoils.

Βεβαίως, και η χρήση θερμαντικών σωμάτων δεν είναι απαγορευτική, εφόσον διαστασιολογηθούν για λειτουργία σε χαμηλές θερμοκρασίες νερού.  Φυσικά και στην τεχνολογία των αντλιών θερμότητας, η λογική της προοδευτικής λειτουργίας με την χρήση αυτοματισμού αντιστάθμισης κρίνεται απαραίτητη εφόσον επιθυμούμε να έχουμε τα μέγιστα δυνατά ενεργειακά οφέλη.

Βάσει της οδηγίας Ecodesign και της Ενεργειακής Σήμανσης, η ανώτερη κλίμακα στην οποία μπορούν να καταταχθούν οι αντλίες θερμότητας, χωρίς την χρήση κάποιου αυτοματισμού, είναι Α++.

Λέβητες τεχνολογίας συμπύκνωσης

Οι λέβητες τεχνολογίας συμπύκνωσης αποτελούν πλέον την μοναδική λύση στην χρήση ορυκτών καυσίμων. Παρόλα αυτά, με την χρήση υψηλών θερμοκρασιών νερού αντιμετωπίζονται στις εγκαταστάσεις σε σημαντικό βαθμό ως κοινοί λέβητες, χάνοντας επί της ουσίας πολλά από τα πλεονεκτήματα που μας προσφέρει η συγκεκριμένη τεχνολογία.

Για να κατανοήσουμε λοιπόν αυτά τα πλεονεκτήματα θα πρέπει πρώτα να αντιληφθούμε τον τρόπο λειτουργίας των λεβήτων τεχνολογίας συμπύκνωσης.

Πρακτικά αυτό που κάνουν οι λέβητες συμπύκνωσης είναι να αξιοποιούν την ενέργεια (λανθάνουσα θερμότητα) που βρίσκεται αποθηκευμένη στους υδρατμούς των καυσαερίων (οι οποίοι προέρχονται από το υδρογόνο του καυσίμου και την υγρασία του καυσίμου και του αέρα καύσης) και που σε έναν κοινό λέβητα θα αποβάλλονταν στον περιβάλλον.

Αυτό το επιτυγχάνουν με τη χρήση ειδικών εναλλακτών (ανοξείδωτους ή αλουμινίου-πυριτίου) πριν από την απαγωγή των καυσαερίων στο περιβάλλον,όπου το επιστρεφόμενο νερό της εγκατάστασης απομαστεύει αυτήν την ενέργεια και την αποδίδει στο σύστημα θέρμανσης, ενώ το φυσικό φαινόμενο που προκύπτει είναι η ψύξη και συμπύκνωση των υδρατμών.

Παράλληλα, η θερμοκρασία των καυσαερίων μειώνεται σε σημαντικό βαθμό, περίπου 10˚C πάνω από την θερμοκρασία του νερού του λέβητα, φτάνοντας ακόμα και στα επίπεδα των 45-50˚C (αντί για 180-200˚C σε σχέση με έναν συμβατικό λέβητα).

Μέσα από αυτήν τη διαδικασία ανάκτησης της λανθάνουσας ενέργειας επιτυγχάνεται και η αύξηση του βαθμού απόδοσης των λεβήτων, όπου από 93% που είναι ο ανώτερος με συμβατική τεχνολογία καύσης μπορεί υπό προϋποθέσεις να φτάσει ακόμα και στο 108%, αναγόμενος πάντα στην κατώτερη θερμογόνο δύναμη του καυσίμου.

Αυτό που συνήθως δεν λαμβάνεται υπόψη είναι ότι η τεχνολογία συμπύκνωσης ξεκινά να αξιοποιείται όταν η θερμοκρασία των καυσαερίων πέσει κατά προσέγγιση για το μεν αέριο κάτω από τους 57˚C και για το δε πετρέλαιο περίπου κάτω από τους 47˚C. Αυτό πρακτικά σημαίνει θερμοκρασίες προσαγωγής του λέβητα προς την εγκατάσταση που δεν θα ξεπερνούν τους 65˚C.

Γίνεται άμεσα αντιληπτό ότι όσο χαμηλότερες θερμοκρασίες προσαγωγής νερού δουλεύουμε με τον λέβητα συμπύκνωσης τόσο περισσότερη ενέργεια απομαστεύουμε από τα καυσαέρια, φτάνοντας τον μέγιστο δυνατό βαθμό απόδοσης 108% και την χαμηλότερη δυνατή κατανάλωση καυσίμου.

Έτσι, ο συνδυασμός των λεβήτων συμπύκνωσης με συστήματα χαμηλών θερμοκρασιών όπως είναι η θέρμανση δαπέδου, τοίχου και οροφής και οι τοπικές κλιματιστικές μονάδες νερού fan coils με εύρος θερμοκρασιών από 35-50˚C είναι ιδανικός πετυχαίνοντας πρότυπους βαθμούς απόδοσης.

Ο συνδυασμός με θερμαντικά σώματα μπορεί να γίνει εξ’ ίσου αποδοτικά, καθώς αν κάποιος επιλέξει να δουλέψει με θερμοκρασίες προσαγωγής νερού της τάξης των 70˚C μέγιστο επιτυγχάνει ήδη έναν καλύτερο βαθμό απόδοσης σε σχέση με έναν συμβατικό λέβητα, ενώ αν επιλέξει να διαστασιολογήσει τα σώματα για αποδόσεις με χαμηλότερες θερμοκρασίες της τάξεις των 50-55˚C επιτυγχάνει ακόμα καλύτερα αποτελέσματα.

Το θετικό βέβαια είναι ότι στην Ελλάδα, για λόγους που δεν αφορούν τον παρόν άρθρο, συναντούμε σε μεγάλο ποσοστό υπερ-διαστασιολογημένα θερμαντικά σώματα, καθιστώντας εφικτή την άμεση αντικατάσταση του παλιού λέβητα με νέας τεχνολογίας, χωρίς να απαιτούνται επεμβάσεις μεγάλης κλίμακας και υψηλού κόστους.

Απαραίτητη όμως προϋπόθεση για αυτά τα συστήματα είναι ο συνδυασμός του λέβητα συμπύκνωσης με αυτοματισμό αντιστάθμισης για προοδευτική λειτουργία του συστήματος θέρμανσης, όπου η θερμοκρασία προσαγωγής του νερού μεταβάλλεται συνεχώς συναρτήσει της εξωτερικής θερμοκρασίας, όπου σε περιόδους με μερικά φορτία θέρμανσης γίνεται εφικτή η χρήση χαμηλών θερμοκρασιών.

Επιπρόσθετα οι λέβητες συμπύκνωσης διαθέτουν ως επί το πλείστον σύστημα καύσης με προ-ανάμειξη (ο αέρας καύσης αναμειγνύεται με το καύσιμο πριν εισέλθει στον θάλαμο καύσης) και ηλεκτρονικά ελεγχόμενους ανεμιστήρες μεταβαλλόμενων στροφών, πλησιάζοντας έτσι κατά πολύ στο θεωρητικό μοντέλο της τέλειας καύσης σε όλο το εύρος ισχύος του λέβητα, κάτι που σημαίνει ελαχιστοποίηση στο μέγιστο της έκκλησης των «επικίνδυνων» ρύπων όπως το CO (μονοξείδιο του άνθρακα) και ΝΟx (οξείδια του αζώτου).

Έτσι οι λέβητες συμπύκνωσης πέρα από την οικονομία στην κατανάλωση του καυσίμου είναι και ιδιαίτερα φιλικοί προς το περιβάλλον.

Τέλος, ένα πολύ σημαντικό πλεονέκτημα που προσφέρει η τεχνολογία συμπύκνωσης είναι η δυνατότητα αντικατάστασης ενός λέβητα μεγάλης ισχύος σε μεγαλύτερα κτίρια, με συστοιχία πολλών λεβήτων μαζί μικρότερης ισχύος ο καθένας, σε παράλληλη υδραυλική διάταξη.

Δεδομένου ότι στις εφαρμογές μεγαλύτερης κλίμακας, η απαιτούμενη ισχύς για την κάλυψη των θερμικών αναγκών μεταβάλλεται σημαντικά κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου, και είναι συνάρτηση της μεταβολής των εξωτερικών θερμοκρασιών αλλά και του ταυτοχρονισμού των φορτίων, η συστοιχία λεβήτων συμπύκνωσης έρχεται να δώσει λύσεις υψηλής ενεργειακής απόδοσης.

Έτσι, ο αριθμός των λεβήτων και το ποσοστό ισχύος κάθε λέβητα που θα επιλέξει ο κεντρικός αυτοματισμός που ελέγχει τη συστοιχία είναι συνάρτηση του πραγματικού ζητούμενου φορτίου. Τα πλεονεκτήματα της συστοιχίας λεβήτων συμπύκνωσης είναι πολλά και σημαντικά, καθώς:

1. αξιοποιούμε στον μέγιστο βαθμό την τεχνολογία συμπύκνωσης,
2. πετυχαίνουμε πλήρη αναλογική λειτουργία με ρύθμιση ισχύος 1:7,
3. πετυχαίνουμε τη μέγιστη δυνατή εξοικονόμηση στην κατανάλωση καυσίμου και
4. έχουμε απόλυτη ευελιξία με δυνατότητα μελλοντικής επέκτασης του συστήματος.

Ηλιοθερμικά Συστήματα

Μια από τις πιο ενδιαφέρουσες εναλλακτικές λύσεις εξοικονόμησης ενέργειας, απόλυτα εναρμονισμένη με την οδηγία Ecodesign, είναι τα ηλιοθερμικά συστήματα. Με τα συστήματα αυτά πέρα από τις ανάγκες για παραγωγή ΖΝΧ μπορούμε να καλύψουμε και ένα μεγάλο μέρος των ενεργειακών αναγκών για την θέρμανση του κτιρίου.

Είναι πολύ σημαντικό όμως να συνειδητοποιήσουμε ότι η ηλιοθερμία σε καμιά περίπτωση δεν μπορεί να αποτελέσει αποκλειστικό σύστημα θέρμανσης ενός κτιρίου, παρά μόνο να λειτουργήσει ως υποβοήθηση σε ένα σύστημα θέρμανσης όπως λέβητας ή αντλία θερμότητας και με συμμέτοχή που δεν μπορεί να ξεπεράσει το 21% σε ετήσια βάση.

Τα ηλιοθερμικά συστήματα αποτελούν ολοκληρωμένες λύσεις και αποτελούνται από:

• ηλιακούς συλλέκτες υψηλής απόδοσης (συνήθως τύπου μαιάνδρου ή συλλέκτες κενού),
• τα δοχεία αποθήκευσης ενέργειας, τα οποία διαθέτουν ισχυρές μονώσεις και συνήθως σύστημα διαστρωμάτωσης του θερμού νερού καθ’ ύψος του δοχείου βάσει της θερμοκρασίας του. Έτσι στο επάνω τμήμα αποθηκεύεται το υψηλής θερμοκρασίας νερό για την κάλυψη των απαιτήσεων σε ΖΝΧ, στο μεσαίο τμήμα αποθηκεύεται νερό μέσης θερμοκρασίας για κάλυψη των απαιτήσεων θέρμανσης και στο χαμηλότερο τμήμα διατηρείται κρύο νερό.
• την κύρια πηγή παραγωγής ενέργειας, που συνήθως είναι λέβητες πετρελαίου ή αερίου τεχνολογίας συμπύκνωσης, αντλία θερμότητας και λέβητας βιομάζας και συναντάται είτε ενσωματωμένη είτε εγκατεστημένη δίπλα στο δοχείο,
• τον ηλιακό σταθμό μεταφοράς της ηλιακής ενέργειας,
• το σταθμό παραγωγής φρέσκου ζεστού νερού χρήσης, με την χρήση πλακοειδών εναλλακτών και ηλεκτρονικών κυκλοφορητών,
• τον παρελκόμενο εξοπλισμό όπως κυκλοφορητές τεχνολογίας inverter, δοχεία διαστολής βαλβίδες εξισορρόπησης κτλ., και
• τον κεντρικό αυτοματισμό που ελέγχει το σύστημα.

Η βασική αρχή λειτουργίας αυτών των συστημάτων είναι η ηλιακή ενέργεια να αποθηκεύεται στα ειδικά θερμοδοχεία όταν υπάρχει διαθέσιμη κατά την διάρκεια της ηλιοφάνειας και να αξιοποιείται κατάλληλα για την κάλυψη των αναγκών σε θέρμανση και ΖΝΧ, ενώ όταν δεν είναι επαρκής για πλήρη κάλυψη των φορτίων (κατά την διάρκεια της νύχτας ή μια κρύας και συννεφιασμένης μέρας) τότε να εμπλέκεται η κύρια πηγή ενέργειας για να καλύψει την υπολειπόμενη ενέργεια.

Προτεραιότητα δίνεται πάντα στην κάλυψη της απαιτούμενης ενέργειας για την παραγωγή ΖΝΧ και έπειτα η περίσσεια ενέργεια αποδίδεται για την θέρμανση του χώρου.

Μία πολύ βασική παράμετρος είναι η διατήρηση όσο το δυνατόν μεγαλύτερης διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του ανώτερου και κατώτερου τμήματος στο θερμοδοχείο με σκοπό την αύξηση της απόδοσης του ηλιακού πεδίου και μεγιστοποίηση της αποθηκευμένης ηλιακής ενέργειας.

Επίσης, όπως και στα προηγούμενα συστήματα έτσι και στα ηλιοθερμικά είναι πολύ βασικός ο συνδυασμός με συστήματα χαμηλών θερμοκρασιών (θέρμανση δαπέδου και επιφανειών, fan coils) και η προοδευτική λειτουργία θέρμανσης με χρήση ελεγκτή αντιστάθμισης θέρμανσης βάσει εξωτερικής θερμοκρασίας.

Έτσι γίνεται δυνατή η εκμετάλλευση ακόμη και της ελάχιστης προσδιδόμενης ηλιακής ενέργειας από το σύστημα θέρμανσης, ενώ σε περιόδους μερικών φορτίων, όπως είναι το φθινόπωρο και η άνοιξη, μειώνεται σε σημαντικό βαθμό ο αριθμός εκκινήσεων της κύριας πηγής ενέργειας, επιτυγχάνοντας πολύ υψηλά επίπεδα εξοικονόμησης καυσίμου που μπορεί να αγγίξει ακόμα και το 50% σε ετήσια βάση σε σχέση με ένα συμβατικό σύστημα.

Τα ηλιοθερμικά συστήματα σε συνδυασμό με λέβητες αερίου ή πετρελαίου τεχνολογίας συμπύκνωσης ή αντλίες θερμότητας και αυτοματισμούς ελέγχου του εσωτερικού συστήματος διανομής της θέρμανσης ενός κτιρίου, μπορούνε να καταταχθούνε στην ανώτερη ενεργειακή κλίμακα Α+++.

Αερισμός με ανάκτηση θερμότητας

Οι εσωτερικοί χώροι ενός κτιρίου, είτε είναι οικιακή είτε επαγγελματική εφαρμογή, είναι δεδομένο ότι χρειάζονται εξαερισμό και ανανέωση του «βρώμικου» αέρα με φρέσκο από το εξωτερικό περιβάλλον.

Ιδιαίτερα στις νέες κατασκευές όπου οι χώροι είναι αεροστεγανοί η ανάγκη αυτή είναι ακόμα πιο επιτακτική. Ωστόσο, στα συμβατικά συστήματα εξαερισμού αυτό που συμβαίνει είναι ο κλιματισμένος αέρας απλώς να αποβάλλεται στο εξωτερικό περιβάλλον, και να εισέρχεται μέσα στο κτίριο νέος αέρα μη κλιματισμένος.

Πρακτικά ότι ενέργεια έχουμε ξοδέψει για να θερμάνουμε ή να ψύξουμε τον εσωτερικό αέρα του κτιρίου απλά τον απορρίπτουμε στο περιβάλλον, «πετώντας λεφτά από το παράθυρο».

Τα συστήματα εξαερισμού με ανάκτηση θερμότητας δεν μας προσφέρουν επιπλέον ενέργεια, αλλά μας βοηθούν να ανανεώσουμε τον εσωτερικό αέρα διατηρώντας την ενέργεια του εσωτερικού χώρου.

Μια μονάδα αερισμού ανάκτησης θερμότητας αποτελείται από δύο ανεμιστήρες υψηλής ενεργειακής απόδοσης, έναν ειδικό εναλλάκτη αέρα-αέρα, φίλτρο νωπού αέρα και φυσικά έναν ελεγκτή.

Το σύστημα απάγει τον αέρα και την υγρασία από τους βοηθητικούς χώρους (κουζίνα, μπάνιο κτλ.) μέσω δικτύου αεραγωγού και αφού πρώτα περάσει μέσα από τον ειδικό εναλλάκτη απορρίπτεται στο περιβάλλον.

Παράλληλα, μέσω ενός παράλληλου δικτύου αεραγωγών εισέρχεται νωπός αέρας στον εναλλάκτη αφού πρώτα φιλτραριστεί, διασταυρώνεται χωρίς να έρθει σε επαφή με τον «βρώμικό» αέρα, ανακτά μέρος της ενέργειας του και εισέρχεται προ-κλιματισμένος στους εσωτερικούς χώρους (δωμάτια καθιστικό κτλ.).

Έμμεσα μέσω ανοιγμάτων ο φρέσκος προ-κλιματισμένος αέρας θα καταλήξει και στους βοηθητικούς χώρους. Τα συστήματα μηχανικού εξαερισμού με ανάκτηση έχουν την δυνατότητα να ρυθμίσουν την θερμοκρασία του αέρα, ενώ πολλά μπορούν να ρυθμίσουν και την υγρασία μέσω κατάλληλων εναλλακτών.

Επίσης, διαθέτουν σύστημα bypass όπου επιτρέπεται η εισαγωγή φρέσκου δροσερού αέρα κατά την θερινή περίοδο, τις ώρες που η εξωτερική θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από την εσωτερική (πρωί ή βράδυ).

Τα σύγχρονα συστήματα ανάκτησης αερισμού επιτυγχάνουν βαθμούς απόδοσης που φτάνουν ακόμη και το 90%, αποτελώντας την πιο αξιόπιστη ενεργειακή πρόταση για παροχή φρέσκου αέρα στα κτίρια, απαλλαγμένου από σκόνη, καυσαέρια, γύρη και υγρασία, ενώ τα αποτελέσματά αποκτούν ιδιαίτερη βαρύτητα σε χώρους όπου διαμένουν άτομα με αναπνευστικά προβλήματα, αλλεργίες και άσθμα.

Αυτοματισμοί

Η εγκατάσταση αυτοματισμών και κεντρικών ελεγκτών ενεργειακής διαχείρισης των συστημάτων θέρμανσης και κλιματισμού αποτελούν συμπληρωματική και όχι μεμονωμένη παρέμβαση, όπου σε συνδυασμό με τον υπόλοιπο εξοπλισμό συντελούν στην μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας ενός κτιρίου. Επιπρόσθετα, οι αυτοματισμοί αναβαθμίζουν την ενεργειακή ταυτότητα ενός συστήματος θέρμανσης στην μέγιστη δυνατή κλάση.

Ανάλογα λοιπόν με το μέγεθος και το είδος της εφαρμογής διατίθενται στην αγορά πληθώρα αυτοματισμών, μερικοί από τους κυριότερους είναι οι ακόλουθοι:

• Έξυπνοι ηλεκτρονικοί θερμοστάτες χώρου, με χρονοπρογράμματα υψηλής και μειωμένης περιόδου θέρμανσης, απομακρυσμένου ελέγχου μέσω WiFi, πολύ χαμηλής απόκλισης θερμοκρασίας μεταξύ επιθυμητής και μετρήσιμης, που διαθέτουν ακόμα και πρόγραμμα αυτοεκπαίδευσης βάσει του καταγεγραμμένου ιστορικού του κάθε χώρου.
• Ελεγκτές αντιστάθμισης θέρμανσης βάσει εξωτερικής θερμοκρασίας με την χρήση αισθητηρίου, για έλεγχο βανών ανάμειξης σε συνδυασμό με υφιστάμενους λέβητες χαμηλών θερμοκρασιών συμβατικής τεχνολογίας ή για απευθείας συνδυασμό με λέβητες τεχνολογίας συμπύκνωσης.
• Κεντρικό σύστημα ελέγχου κτιρίου (B.M.S.), το οποίο αποτελεί και το πιο ολοκληρωμένο σύστημα ενεργειακής αποδοτικότητας. Έτσι το κτίριο ελέγχεται συνολικά, παρέχοντας επιπρόσθετα ενεργειακές αναφορές με λεπτομερή απεικόνιση, καταγραφή και διαχείριση της εγκατάστασης είτε τοπικά είτε απομακρυσμένα, και προσφέροντας στον χρήστη άριστα επίπεδα άνεσης και μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας.

Πρακτικές συμβουλές εξοικονόμησης ενέργειας

Διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας στον χώρο:

Η κατανάλωση καυσίμου έχει άμεση σχέση με την ζητούμενη θερμοκρασία στους χώρους. Βάσει προτύπων η αποδεκτή εσωτερική θερμοκρασία πρέπει να είναι στους 20˚C, ενώ για κάθε βαθμό πάνω από αυτή την θερμοκρασία η αύξηση κατανάλωσης καυσίμου είναι της τάξης 6-7%.

Η επιλογή μιας σταθερής θερμοκρασίας καθ’ όλη την διάρκεια της ημέρας με μικρές θερμοκρασιακές αποκλίσεις όταν οι χώροι δεν κατοικούνται, μπορεί να επιφέρει σημαντική εξοικονόμηση.

Η τοποθέτηση ενός σύγχρονου ηλεκτρονικού θερμοστάτη που διαθέτει χρονο-προγραμματισμό αυτόματης μετάβασης από την περίοδο υψηλής θερμοκρασίας στην περίοδο χαμηλής μπορεί να βοηθήσει προς αυτή την κατεύθυνση.

Αντικατάσταση συμβατικών κυκλοφορητών με νέους ηλεκτρονικούς υψηλής ενεργειακής απόδοσης:

Η πλειονότητα των εγκαταστάσεων θέρμανσης διαθέτουν κυκλοφορητές παλιάς τεχνολογίας χαμηλής ενεργειακής απόδοσης και υψηλής κατανάλωσης ρεύματος.

Δυστυχώς, οι κυκλοφορητές αποτελούν το κομμάτι του δικτύου διανομής θέρμανσης που αντιλαμβανόμαστε ότι υπάρχει μόνο όταν χαλάσει.

Παρόλα αυτά είναι το προϊόν που έχει τις περισσότερες ώρες λειτουργίας (μέσος όρος λειτουργίας 2000 ώρες ετησίως) και αποτελεί μια «κρυφή» κατανάλωση με υψηλό λειτουργικό κόστος. Η αντικατάσταση των παλιών κυκλοφορητών με νέους τεχνολογίας Inverter, όπου βάσει της κοινοτικής οδηγίας Ecodesign θα πρέπει να διαθέτουν Δείκτη Ενεργειακής Κατανάλωσης EEI μικρότερο ίσο του 0,23, μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας έως και 80%.

Εγκατάσταση θερμοστατικών βαλβίδων και θερμοστατικών κεφαλών:

Δεδομένου ότι κάθε χώρος ενός κτιρίου είναι τελείως ξεχωριστός με διαφορετικές θερμικές απαιτήσεις, η λύση είναι οι θερμοστατικές κεφαλές.

Τοποθετούνται τοπικά επάνω σε κάθε θερμαντικό σώμα ξεχωριστά και ρυθμίζουν προοδευτικά την ροή του ζεστού νερού βάσει της θερμοκρασίας του συγκεκριμένου χώρου.

Έτσι κάθε θερμαντικό σώμα γίνεται ανεξάρτητο και απομονώνεται αυτόματα όταν επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία, την στιγμή που οι υπόλοιπου χώροι που έχουν ανάγκη θέρμανσης συνεχίζουν να λειτουργούν. Έτσι όταν το κτίριο έρθει σε θερμική ισορροπία θα λειτουργεί μικρότερο μέρος του συνολικού συστήματος επιτυγχάνοντας εξοικονόμηση καυσίμου που μπορεί να φτάσει και το 30%.

Αποφυγή υπερ-διαστασιολόγησης των συστημάτων καθώς το μοναδικό αποτέλεσμα είναι η υπερκατανάλωση καυσίμου.

Τα συστήματα θέρμανσης σχεδιάζονται για να καλύψουν την δυσμενέστερη κλιματολογική συνθήκη της συγκεκριμένης εφαρμογής.

Ακόμη λοιπόν και στην περίπτωση όπου η μελέτη θέρμανσης έχει γίνει ιδανικά, λαμβάνοντας υπόψη όλες τις απαραίτητες προδιαγραφές, χωρίς καμία υπερ-διαστασιολόγηση, το 100% της ισχύος του συστήματος απαιτείται μόνο για πολύ μικρή χρονική περίοδο του χειμώνα, ενώ το υπόλοιπο χρονικό διάστημα είναι ήδη μεγαλύτερο από ότι χρειάζεται.

Είναι εύκολα κατανοητό λοιπόν πόσο πιο επιβαρυμένη είναι η κατανάλωση με την άσκοπη υπερ-διαστασιολόγηση των συστημάτων.

Θερμομόνωση σωληνώσεων:

Ακούγεται ίσως η πιο απλή επέμβαση αλλά παρά ταύτα παραμένει η λιγότερο προτιμητέα. Η θερμομόνωση όλων το εμφανών σωληνώσεων ενός δικτύου διανομής στο σύστημα θέρμανσης πέραν του χαμηλού κόστους και της εύκολης τοποθέτησης, θα συνεισφέρει επιπρόσθετα στην εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση της κατανάλωσης.

Διαφορετικά παράγουμε ενέργεια (και φυσικά ξοδεύουμε χρήμα) για να την «πετάμε» στο περιβάλλον!

Σωστή τοποθέτηση των θερμοστατών χώρων:

Σε σημεία που δεν επηρεάζονται από ανοίγματα και κατ’ επέκταση οδηγούν το σύστημα θέρμανσης σε εσφαλμένη λειτουργεία και υπερκατανάλωση.

Τακτικός έλεγχος και συντήρηση:

Η συστηματική παρακολούθηση της λειτουργίας μιας εγκατάστασης με σκοπό την διασφάλιση της ορθολογικής χρήσης της και την έγκαιρη πρόληψη πιθανών προβλημάτων συντελεί σημαντικά στην αποφυγή υπερκατανάλωσης καυσίμου.

Για την ΕΝ.Ε.ΕΠΙ.Θ.Ε. – Ένωση Ελληνικών Επιχειρήσεων Θέρμανσης – Ενέργειας