ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ. Κ. Τ. Παπακώστας, Δρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

Transcript

1 ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ Κ. Τ. Παπακώστας, Δρ. Μηχανολόγος Μηχανικός 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια στην Ελλάδα - περιβαλλοντικές επιπτώσεις Στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης ο κτιριακός τομέας απορροφά περίπου το 40% της τελικής ενεργειακής κατανάλωσης. Στην Ελλάδα, η τελική κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια του τριτογενή (δημόσια και ιδιωτικά κτίρια, νοσοκομεία, σχολεία, ξενοδοχεία, αθλητικές εγκαταστάσεις κ.λ.π.) και του οικιακού τομέα αντιπροσωπεύει περίπου το 30% του ενεργειακού ισοζυγίου της χώρας. Η ενέργεια που καταναλώνεται στα κτίρια διατίθεται για τη θέρμανση, την ψύξη (θερινό κλιματισμό), τον φωτισμό και τις άλλες εγκατεστημένες συσκευές ή μηχανήματα. Η κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και θερινό κλιματισμό εξαρτάται από τον τύπο και την κατασκευή του κτιρίου, από τις κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής, από τις ώρες λειτουργίας του κτιρίου, από τα συστήματα θέρμανσης και κλιματισμού, από τις συσκευές και τον υπόλοιπο ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό αλλά σε σημαντικό βαθμό και από την συμπεριφορά των χρηστών. Είναι αξιοσημείωτο να αναφερθεί ότι από το σύνολο των κτιρίων της Ελλάδας, τα κτίρια κατοικιών αποτελούν το 73% (Εθνική Στατιστική Υπηρεσία). Στα κτίρια κατοικιών η θέρμανση των χώρων αντιπροσωπεύει το 61% της συνολικής κατανάλωσης και ο δροσισμός το 2%, με συνεχώς αυξανόμενη τάση. Στα υπόλοιπα κτίρια του τριτογενή τομέα η θέρμανση αντιπροσωπεύει το 52% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας και ο θερινός κλιματισμός το 17%. Από τα παραπάνω ποσοστά εξάγεται το συμπέρασμα ότι περίπου το 20% του ενεργειακού ισοζυγίου της χώρας μας καταναλώνεται για τη θέρμανση και τον κλιματισμό των κτιρίων του οικιακού και του τριτογενούς τομέα και η τάση είναι αυξητική. Τα τελευταία χρόνια η Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Ε.) ενθαρρύνει την ορθολογική χρήση της ενέργειας για θέρμανση και κλιματισμό με τη θέσπιση νέων νόμων και πιο αυστηρών προδιαγραφών. Με τη βελτιωμένη θερμομόνωση των κτιρίων, τον βιοκλιματικό σχεδιασμό, τα παθητικά και ενεργητικά ηλιακά συστήματα, τον φυσικό δροσισμό, τη χρήση πιο αποδοτικών συστημάτων θέρμανσης και κλιματισμού, την εφαρμογή προηγμένων μεθόδων ελέγχου των συστημάτων, την σωστή και σε τακτά διαστήματα συντήρηση και την αλλαγή της συμπεριφοράς των χρηστών μπορεί να εξοικονομηθούν σημαντικά ποσά ενέργειας. Στο συμπέρασμα αυτό μπορεί να καταλήξει κανείς εάν λάβει υπόψη του τα εξής: α. Η μεγάλη πλειοψηφία των κτιρίων στην Ελλάδα (περίπου 80% του συνόλου) κατασκευάστηκαν πριν το 1980, δεν είναι θερμομονωμένα, απαιτούν πολύ μεγάλα ποσά ενέργειας για να εξασφαλίσουν τις αποδεκτές συνθήκες άνεσης, ιδίως το χειμώνα, και προσφέρουν πολλές δυνατότητες για εφαρμογή μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας. 1

2 β. Η κατά κανόνα μέτρια κατάσταση των παλαιών συστημάτων θέρμανσης, που οδηγεί σε μειωμένους βαθμούς απόδοσης και επομένως αυξημένη κατανάλωση ενέργειας και περιβαλλοντική επιβάρυνση. Η συντήρηση των συστημάτων και η εφαρμογή συστημάτων ελέγχου και αυτοματισμών προσφέρουν πολλές δυνατότητες για εξοικονόμηση ενέργειας. γ. Η συνεχής αύξηση, τόσο σε αριθμό όσο και σε εγκατεστημένη ισχύ, των συστημάτων και συσκευών που καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια για θερινό κλιματισμό. Αυτό αφορά τα κτίρια κατοικιών, κυρίως όμως τα κτίρια γραφείων, καταστημάτων και υπηρεσιών. Με την εφαρμογή συστημάτων ανάκτησης θερμότητας, με την συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας για εφαρμογές συστημάτων ψύξης με απορρόφηση και με τη χρήση αντλιών θερμότητας (ιδίως γεωθερμικών), οι δυνατότητες για εξοικονόμηση ενέργειας είναι μεγάλες αλλά περιορίζεται συγχρόνως και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Βέβαια πρέπει να τονισθεί ότι πολλές φορές οι περιορισμένοι οικονομικοί πόροι, η συμπίεση του αρχικού κόστους κατασκευής αλλά και η στενότητα του χρόνου στον οποίο γίνεται η μελέτη και η κατασκευή περιορίζουν την εφαρμογή ολοκληρωμένων μεθόδων ελέγχου της κατανάλωσης ενέργειας και την εφαρμογή σύγχρονων τεχνολογιών στα κτίρια. Επίσης πρέπει να γίνει κατανοητό ότι η κατανάλωση ενέργειας από τα συστήματα θέρμανσης και κλιματισμού επιδρά άμεσα κυρίως στο κόστος λειτουργίας ενός κτιρίου αλλά επιδρά έμμεσα και στο περιβάλλον. Η καύση συμβατικών καυσίμων, όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο σε κεντρικές μονάδες θέρμανσης, και η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τα κεντρικά συστήματα κλιματισμού ή τις τοπικές κλιματιστικές συσκευές επιβαρύνουν την ατμοσφαιρική ρύπανση (κυρίως με CO 2 ) και συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Επομένως η εξοικονόμηση ενέργειας περιλαμβάνει ως στόχο μεταξύ άλλων και τη βελτίωση της κατάστασης της ατμόσφαιρας και την αποφυγή της ρύπανσης του περιβάλλοντος. 1.2 Ενεργειακός σχεδιασμός Η εξοικονόμηση ενέργειας στα συστήματα κλιματισμού είναι άμεσα συνδεδεμένη με τον ενεργειακό σχεδιασμό των κτιρίων. Είναι γεγονός ότι ο σχεδιασμός κτιρίων και εγκαταστάσεων θέρμανσης-κλιματισμού στην πατρίδα μας, σε πολλές περιπτώσεις δεν έδωσε ικανοποιητικά ενεργειακές λύσεις. Οι αιτίες είναι κυρίως η συμπίεση του αρχικού κόστους κατασκευής, ιδιαίτερα όταν ο κατασκευαστής του κτιρίου δεν είναι και ο μελλοντικός χρήστης του, η στενότητα του χρόνου στον οποίο γίνεται η μελέτη και η κατασκευή και κυρίως η έλλειψη ευαισθησίας σε θέματα εξοικονόμησης ενέργειας. Το αποτέλεσμα είναι μη αποδοτικά ενεργειακά κτίρια, τα οποία συνήθως υπερθερμαίνονται το χειμώνα ή υπερψύχονται το καλοκαίρι, υπερεξαερίζονται και φωτίζονται κυρίως με τεχνητό φωτισμό. Δηλαδή κτίρια με μεγάλο κόστος λειτουργίας. 2

3 Το κόστος λειτουργίας των εγκαταστάσεων ενός κτιρίου είναι από τους σημαντικότερους παράγοντες που καθορίζουν τον αρχικό του σχεδιασμό. Στη σύντομη αυτή παρουσίαση γίνεται μία προσπάθεια να δοθούν μερικοί γενικοί και απλοί κανόνες για τον σχεδιασμό ενεργειακά αποδοτικών κτιρίων, δηλαδή κτιρίων που παρέχουν τις απαιτούμενες συνθήκες άνεσης, ποιότητας εσωτερικού περιβάλλοντος, ασφάλειας αισθητικής κλπ. και συγχρόνως εξασφαλίζουν τις λειτουργικές απαιτήσεις με το μικρότερο δυνατό κόστος λειτουργίας. Η παρουσίαση επικεντρώνεται στην εξοικονόμηση ενέργειας σε συστήματα θέρμανσης και κλιματισμού, αλλά αναφέρονται ενδεικτικά και κάποια στοιχεία για τον ενεργειακό σχεδιαμό κτιρίων, διότι όπως αναφέρθηκε τα συστήματα θέρμανσης και κλιματισμού είναι άμεσα συνδεδεμένα με τα κτίρια στα οποία είναι εγκατεστημένα. 1.3 Ενεργειακός σχεδιασμός κτιρίων Οι επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας σε ένα κτίριο ξεκινούν από το σχεδιασμό του περιβάλλοντος χώρου. Τα στοιχεία που επιδρούν εδώ στην κατανάλωση ενέργειας είναι η ανεμόπτωση, και η ελάττωση των ηλιακών θερμικών κερδών λόγω σκίασης από διπλανά κτίρια ή βλάστηση. Η επίδραση της ανεμόπτωσης δεν είναι τόσο σημαντική στα σύγχρονα κτίρια με αυξημένη θερμομόνωση, με αυξημένη στεγανότητα και μηχανικό αερισμό. Η βλάστηση όμως και ιδιαίτερα τα μεγάλα φυλλοβόλα δέντρα, μπορούν να επιφέρουν σημαντικά οφέλη, όπως σκίαση στην διάρκεια του καλοκαιριού, προστασία από τον άνεμο, απόσβεση θορύβων, δροσισμό λόγω εξάτμισης και φυσική ομορφιά. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η βλάστηση γύρω από ένα κτίριο μπορεί να μειώσει την επιφανειακή θερμοκρασία ενός κτιρίου το καλοκαίρι από 10 έως 20 Κ και να ελαττώσει την ενέργεια για ψύξη του κτιρίου από 25% έως 90%. Αν και τα φυτά χρειάζονται αρκετά χρόνια για να φθάσουν σε ύψος που δημιουργεί σκίαση, είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη η ευνοϊκή επίδραση της βλάστησης στα ψυκτικά φορτία. Σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας στην λειτουργία των συστημάτων κλιματισμού μπορεί να προέλθει από τις επεμβάσεις στο κέλυφος του κτιρίου. Οι παράγοντες εδώ, οι οποίοι κυρίως επιδρούν στην θερμική συμπεριφορά ενός κτιρίου είναι: α. Ο συνολικός συντελεστής θερμοπερατότητας του κτιρίου β. Ο ρυθμός ανανέωσης του αέρα του κτιρίου γ. Η θερμική μάζα του κτιρίου δ. Τα ηλιακά θερμικά κέρδη ε. Ο φυσικός φωτισμός Όσο μικρότεροι είναι οι συντελεστές θερμοπερατότητας K των δομικών στοιχείων ενός κτιρίου τόσο μικρότερα είναι τα θερμικά φορτία και το τμήμα των ψυκτικών φορτίων που εξαρτάται από την θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Οι χαμηλοί συντελεστές 3

4 θερμοπερατότητας επιδρούν και στην θερμική άνεση του κτιρίου γιατί ελαχιστοποιούνται οι επιδράσεις από τις απότομες αυξομειώσεις της θερμοκρασίας. Ένα μεγάλο ποσοστό των θερμικών και ψυκτικών φορτίων εξαρτάται από τον ρυθμό ανανέωσης του αέρα του κτιρίου. Φυσικά ένα ελάχιστο ποσό φρέσκου εξωτερικού αέρα απαιτείται για λόγους άνεσης και υγιεινής. Η ανεξέλεγκτη όμως είσοδος του αέρα μέσα από χαραμάδες και ανοίγματα, σπάνια εξασφαλίζει τον απαραίτητο αερισμό και μεταβάλλεται αισθητά με την ταχύτητα του ανέμου και την διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του κτιρίου και του εξωτερικού αέρα. Ο ρυθμός ανανέωσης του αέρα με τον τρόπο αυτό είναι συνήθως υψηλότερος από όσο απαιτείται τον χειμώνα και χαμηλότερος το καλοκαίρι. Επομένως η εγκατάσταση μηχανικού αερισμού/εξαερισμού είναι ενεργειακά αποδοτικότερη από τον ανεξέλεγκτο αερισμό μέσα από τις χαραμάδες και ανοίγματα. Ο μηχανικός αερισμός παρέχει και ακόμη μία δυνατότητα για εξοικονόμηση ενέργειας - την ανάκτηση θερμότητας. Τα παράθυρα απαιτούν την μεγαλύτερη προσοχή σε ένα κτίριο. Η επιφάνεια των παραθύρων, το είδος κατασκευής τους και η θέση τους στο κτίριο μπορεί να αποτελέσει τη διαχωριστική γραμμή ανάμεσα στο ενεργειακό όφελος και τη σπατάλη ενέργειας. Σε συμβατικές κατασκευές, η μετάδοση θερμότητας λόγω αγωγιμότητας και τα ηλιακά θερμικά κέρδη μέσα από παράθυρα είναι συνήθως μία τάξη μεγέθους μεγαλύτερα από ότι μέσα από ένα τοίχο. Ευτυχώς η τεχνολογία των παραθύρων εξελίσσεται συνεχώς. Οι συντελεστές θερμοπερατότητας των παραθύρων μειώνονται με την εφαρμογή νέων υλικών και με την τοποθέτηση επιστρώσεων αντανάκλασης και διακένων αέρα. Ο συνδυασμός παραθύρων με χαμηλό συντελεστή θερμοπερατότητας, κατάλληλων διατάξεων ηλιοπροστασίας και αυτόματα συρομένων παντζουριών μπορεί να καταλήξει σε διατάξεις που είναι ενεργειακά αποδοτικότερες από ένα καλά μονωμένο τοίχο. Όσο καλύτερα ελέγχονται τα ηλιακά θερμικά κέρδη μέσα από τα παράθυρα τόσο μεγαλύτερη ευκολία έχει ο αρχιτέκτονας να τα τοποθετήσει οπουδήποτε στο κτίριο. Τα ηλιακά θερμικά κέρδη συμβάλλουν στην εξοικονόμηση ενέργειας εφόσον ελαττώνουν τα θερμικά φορτία του κτιρίου. Στην διάρκεια του καλοκαιριού όμως μπορούν να αυξήσουν σημαντικά τα ψυκτικά φορτία του κτιρίου εάν δεν τοποθετηθούν κατάλληλες διατάξεις ηλιακής προστασίας. Οι διατάξεις αυτές διακρίνονται σε εσωτερικές και εξωτερικές. Οι εσωτερικές διατάξεις είναι συνήθως ελαφριάς κατασκευής και φθηνές, αλλά απορροφούν ένα σημαντικό τμήμα της ηλιακής ακτινοβολίας, που αποδίδεται στην συνέχεια στο χώρο. Οι εξωτερικές διατάξεις, ιδιαίτερα οι κινητές, αν και είναι ακριβότερες στην κατασκευή έχουν καλύτερη απόδοση. Η κατασκευή θερμοκηπίων στις εξωτερικές πλευρές του κτιρίου μπορεί επίσης να συμβάλει στην εξοικονόμηση ενέργειας, αλλά η εξοικονόμηση εξαρτάται από τον τρόπο κατασκευής, από τον έλεγχο της θερμοκρασίας και του αερισμού και από την συμπεριφορά των ενοίκων. Τα θερμοκήπια δεν πρέπει να κλιματίζονται. Οι ένοικοι πρέπει να εξασφαλίζουν 4

5 επαρκή αερισμό και έλεγχο της ηλιακής ακτινοβολίας το καλοκαίρι για να αποφεύγεται η υπερθέρμανση. Το χειμώνα πρέπει να παίρνονται μέτρα για την αποφυγή δημιουργίας συμπυκνωμάτων και πάγου στους υαλοπίνακες. Σημαντική όμως εξοικονόμηση ενέργειας επιτυγχάνεται και με τον σωστό σχεδιασμό των συστημάτων θέρμανσης και κλιματισμού καθώς και με τη σωστή ενεργειακή συμπεριφορά των ενοίκων (χρηστών) των κτιρίων. 1.4 Εξοικονόμηση ενέργειας σε συστήματα κεντρικής θέρμανσης με θερμό νερό Όπως αναφέρθηκε, η κατανάλωση ενέργειας για κεντρική θέρμανση αποτελεί ένα σημαντικό μέρος της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας στον οικιακό και τριτογενή τομέα ενώ οι εκπομπές ρύπων είναι σημαντικές. Επίσης, οι εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης εμφανίζουν τη μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια. Από τα συστήματα κεντρικής θέρμανσης το πλέον διαδεδομένο είναι το σύστημα με κυκλοφορία θερμού νερού. Η θέρμανση των χώρων του κτιρίου επιτυγχάνεται με την κυκλική κυκλοφορία του ενδιάμεσου φορέα της θερμότητας. Στον λέβητα της εγκατάστασης θερμαίνεται το νερό μέχρι τους 90 C περίπου, οδηγείται στα θερμαντικά σώματα όπου αποδίδει θερμότητα και ψύχεται περίπου μέχρι τους 70 C. Στη συνέχεια επιστρέφει στο λέβητα όπου ξαναθερμαίνεται κ.ο.κ. Η ενέργεια που απαιτείται για την κυκλοφορία του νερού παρέχεται μηχανικά με αντλία (κυκλοφορητής). Η ρύθμιση της λειτουργίας και της απόδοσης του συστήματος επιτυγχάνεται με τα διάφορα όργανα ελέγχου και ρύθμισης. Για την εγκατάσταση του συστήματος θέρμανσης απαιτείται ένας ειδικός χώρος, συνήθως στο υπόγειο του κτιρίου, που ονομάζεται λεβητοστάσιο. Στο χώρο του λεβητοστασίου υπάρχει όλος ο απαραίτητος μηχανολογικός εξοπλισμός. Η βασική διάταξη ενός συστήματος κεντρικής θέρμανσης με νερό (με καύση πετρελαίου) φαίνεται στην εικόνα 1. Το σύστημα θέρμανσης με θερμό νερό χρησιμοποιείται σχεδόν κατ αποκλειστικότητα για τη θέρμανση κατοικιών, αλλά εγκαθίσταται και σε κτίρια του τριτογενή τομέα (δημόσια και ιδιωτικά κτίρια, νοσοκομεία, σχολεία, ξενοδοχεία, αθλητικές εγκαταστάσεις κ.λ.π.). Μερικά από τα πιο διαδεδομένα συστήματα θέρμανσης με θερμό νερό είναι τα παρακάτω: α) Κεντρική θέρμανση θερμού νερού με διάφορους τύπους θερμαντικών σωμάτων. Ανάλογα με τον τρόπο σύνδεσης των σωμάτων στο δίκτυο σωληνώσεων, διακρίνονται σε μονοσωλήνιο σύστημα και δισωλήνιο σύστημα. β) Κεντρική θέρμανση θερμού νερού με σωληνώσεις ενσωματωμένες στο δάπεδο (ενδοδαπέδια θέρμανση). 5

6 γ) Κεντρική θέρμανση θερμού νερού με τοπικές μονάδες ανεμιστήρα-στοιχείου (fan-coil units). Το καλοκαίρι με την κυκλοφορία ψυχρού νερού χρησιμοποιούνται και για την ψύξη του κτιρίου. δ) Κεντρική θέρμανση με αντλίες θερμότητας. Η ενέργεια που καταναλώνεται στα συστήματα θέρμανσης αποτελείται από την ενέργεια που καταναλώνουν οι κεντρικές συσκευές παραγωγής θερμότητας (συνήθως λέβητες) και από την ενέργεια που καταναλώνουν οι συσκευές που μεταφέρουν τη θερμική ενέργεια από τις κεντρικές συσκευές παραγωγής ενέργειας στα θερμαντικά σώματα, τα οποία συνήθως βρίσκονται στους κατοικήσιμους χώρους του κτιρίου. Ο λέβητας στις εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης καταναλώνει συνήθως πετρέλαιο ή φυσικό αέριο. Ηλεκτρική ενέργεια καταναλώνεται από τους κυκλοφορητές που μεταφέρουν το θερμό νερό από το λέβητα ή την αντλία θερμότητας προς τους κατοικήσιμους χώρους και αντίστροφα. Τέλος υπάρχει και μία κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας στον καυστήρα του λέβητα ή στο συμπιεστή της αντλίας θερμότητας και στο σύστημα ρύθμισης και αυτοματισμού. Εικόνα 1. Η βασική διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης με νερό 6

7 Πίνακας 1. Στοιχεία του βασικού συστήματος θέρμανσης με νερό ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΥΚΛΩΜΑ ΘΕΡΜΟΥ ΝΕΡΟΥ 1. Λέβητας θερμού νερού 2. Καυστήρας πετρελαίου ή φυσικού αερίου 3. Κυκλοφορητής 4. Βάννα ανάμιξης 5. Βαλβίδα ασφαλείας 6. Θερμόμετρο εμβαπτίσεως 7. Μανόμετρο 8. Ρυθμιστικές βαλβίδες 9. Θερμοστάτης λέβητα-καυστήρα 10. Κλειστό δοχείο διαστολής 11. Αυτόματος πλήρωσης 12. Σωληνώσεις θερμού νερού 13. Συλλέκτες προσαγωγής και επιστροφής νερού 14. Θερμαντικά σώματα 15. Ρυθμιστικές βαλβίδες ΚΥΚΛΩΜΑ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΥ 16. Ηλεκτρονική συσκευή ρύθμισης 17. Κινητήρας βάννας ανάμιξης 18. Αισθητήριο εξωτερικής θερμ/σίας 19. Αισθητήριο θερμοκρασίας νερού στην αναχώρηση 20. Αισθητήριο θερ/σίας αντιπροσωπευτικού εσωτερικού χώρου ΚΥΚΛΩΜΑ ΚΑΥΣΙΜΟΥ 21. Δεξαμενή καυσίμου 22. Σωλήνας τροφοδοσίας καυστήρα 23. Σωλήνας επιστροφής από καυστήρα 24. Σωλήνας πλήρωσης 25. Σωλήνας εξαερισμού ΚΥΚΛΩΜΑ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ 26. Καπναγωγός 27. Καπνοδόχος ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Παραγωγή θερμού νερού Καύση πετρελαίου ή φυσικού αερίου Πρόσδωση ενέργειας για τη κίνηση του νερού Ρύθμιση της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού στα θερμαντικά σώματα Αποφυγή υπέρβασης της μέγιστης πίεσης λειτουργίας του συστήματος Ενδειξη θερμοκρασίας του νερού στο λέβητα Ένδειξη πίεσης του νερού στο δίκτυο θέρμανσης Ρύθμιση παροχής νερού στους θερμαντικούς κλάδους Έναρξη-παύση λειτουργίας του καυστήρα Παραλαβή των συστολών-διαστολών του νερού στο δίκτυο θέρμανσης Αυτόματη αναπλήρωση των διαρροών του νερού Μεταφορά θερμού νερού από το λέβητα προς τα θερμαντικά στοιχεία και αντίστροφα Διαχωρισμός της προσαγωγής και της επιστροφής του νερού σε κλάδους Απόδοση θερμότητας από το νερό ή ατμό προς το χώρο Ρύθμιση παροχής νερού στα θερμαντικά στοιχεία Προγραμματισμένος έλεγχος της εγκατάστασης Αυτόματη ρύθμιση της λειτουργίας της βάννας ανάμιξης Ρύθμιση της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία και την επιθυμητή θερμοκρασία εσωτερικών χώρων του κτιρίου Αποθήκευση καυσίμου Τροφοδοσία καυστήρα με καύσιμο Επιστροφή καυσίμου από τον καυστήρα προς τη δεξαμενή Τροφοδοσία δεξαμενής με καύσιμο Εξαερισμός δεξαμενής καυσίμου Οδήγηση καυσαερίων από το λέβητα προς την καπνοδόχο Απαγωγή καυσαερίων στο εξωτερικό περιβάλλον 7

8 Εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να επιτευχθεί με πολλούς τρόπους. Ενδεικτικές επεμβάσεις και μέτρα για εξοικονόμηση ενέργειας που μπορούν να ληφθούν τόσο στα υφιστάμενα όσο και στα νεοαναγειρόμενα κτίρια είναι: 1. Σύνταξη της μελέτης των εγκαταστάσεων κεντρικής θέρμανσης από Διπλ. Μ-Η Μηχανικό, που θα είναι σε θέση να κρίνει και να επιλέξει τα κατάλληλα συστήματα κλασσικής και νέας τεχνολογίας, να εκπονήσει τις απαραίτητες μελέτες (θερμομόνωση, υπολογισμό θερμικών φορτίων, επιλογή θερμαντικών σωμάτων, διαστασιολόγηση δικτύου σωληνώσεων και συσκευών, επιλογή συστήματος ελέγχου και ρύθμισης κ.λ.π.) και στη συνέχεια να επιβλέψει τη σωστή εφαρμογή της μελέτης και την κατασκευή της εγκατάστασης. Μία λανθασμένη μελέτη ή μία κατασκευή χωρίς μελέτη οδηγεί σε σπατάλη ενέργειας διότι συνήθως γίνεται προς την πλευρά της υπερδιαστασιολόγησης της εγκατάστασης. 2. Επιλογή συστήματος χαμηλής θερμοκρασίας νερού π.χ. ενδοδαπέδιας θέρμανσης. Λόγω της χαμηλής μέσης θερμοκρασίας του νερού της εγκατάστασης (45 C σε σχέση με τους 80 C της κλασσικής θέρμανσης) οι θερμικές απώλειες της εγκατάστασης (λέβητα, σωληνώσεων) είναι μικρότερες και ο συνολικός βαθμός απόδοσης μεγαλύτερος. Ακόμη και τα κλασσικά συστήματα κεντρικής θέρμανσης μπορούν να σχεδιαστούν με χαμηλότερες θερμοκρασίες του θερμού νερού προσαγωγής και επιστροφής (π.χ. 75/65 C), μειώνοντας τη μέση θερμοκρασία του νερού στο δίκτυο διανομής με αντίστοιχη μείωση των θερμικών απωλειών στο δίκτυο κεντρικής θέρμανσης. Αντιστάθμιση αυτής της ρύθμισης αποτελεί η ανάγκη τοποθέτησης στους θερμαινόμενους χώρους θερμαντικών σωμάτων μεγαλύτερης επιφάνειας για την επίτευξη της επιθυμητής θερμοκρασίας, με αντίστοιχο αυξημένο κόστος εγκατάστασης. Πάντως διεθνώς υπάρχει η τάση οι εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης να μετατραπούν σε εγκαταστάσεις χαμηλής θερμοκρασίας για αύξηση του συνολικού βαθμού απόδοσης των συστημάτων. 3. Επιλογή λέβητα που είναι εφοδιασμένος με το σήμα ποιότητας CE και εξασφαλίζει βαθμό απόδοσης σύμφωνα με την οδηγία 92/42 της Ε.Ε., τόσο κατά τη λειτουργία σε πλήρες (100% της θερμικής ισχύος) όσο και κατά τη λειτουργία σε μερικό φορτίο (30% της θερμικής ισχύος). Εάν δεν υπάρχουν οικονομικοί περιορισμοί, επιλογή και εγκατάσταση λεβήτων συμπύκνωσης (κυρίως σε εγκαταστάσεις με καύση φυσικού αερίου), οι οποίοι αξιοποιούν τη λανθάνουσα θερμότητα των υδρατμών των καυσαερίων και επιτυγχάνουν βαθμούς απόδοσης έως 107% περίπου. Για ενδοδαπέδιες θερμάνσεις ή συστήματα χαμηλής θερμοκρασίας θερμού νερού, επιλογή λεβήτων χαμηλών θερμοκρασιών που έχουν μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης σε σχέση με τους συμβατικούς λέβητες θερμού νερού. 8

9 4. Σωστή επιλογή των διαμέτρων των σωληνώσεων διανομής θερμού νερού και εξισορρόπηση των παροχών του νερού, που είναι βέβαια στα πλαίσια μιας ορθής μελέτης και κατασκευής. Η επιλογή λανθασμένων διαμέτρων σωληνώσεων μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένες απώλειες πίεσης του νερού, σε επιλογή κυκλοφορητών μεγαλύτερης ισχύος και σε αυξημένη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης μία εγκατάσταση κεντρικής θέρμανσης η οποία δεν είναι υδραυλικά εξισορροπημένη δεν εξασφαλίζει τις απαραίτητες παροχές νερού σε όλα τα σημεία του δικτύου με αποτέλεσμα την αντιοικονομική λειτουργία της. 5. Σχεδιασμό της εγκατάστασης κεντρικής θέρμανσης με αυτονομία (ιδιαίτερα σε κτίρια κατοικιών και αυτόνομων γραφείων). Ο σχεδιασμός με αυτονομία έχει το πλεονέκτημα της εφαρμογής συστημάτων ελέγχου που εξασφαλίζουν εξοικονόμηση ενέργειας, γιατί η προσφορά θερμότητας προσαρμόζεται στην πραγματική ζήτηση και χρησιμοποιείται μόνο το ποσό θερμότητας που είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της επιθυμητής θερμοκρασίας των χώρων. Επιπλέον ο σχεδιασμός με αυτονομία επιτρέπει την τοποθέτηση συσκευών (θερμοδομετρητών) που υπολογίζουν την πραγματική ενέργεια που καταναλώνεται από κάθε χρήστη και επιτρέπουν την δίκαιη κατανομή των δαπανών για θέρμανση. Αυτό συνήθως έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή της συμπεριφοράς των χρηστών προς την κατεύθυνση της ορθολογικής χρήσης ενέργειας, γιατί ο καθένας πληρώνει ανάλογα με αυτό που καταναλώνει. Στο σημείο αυτό πρέπει να επισημανθεί ότι οι θερμιδομετρητές είναι οι πιο αξιόπιστες συσκευές μέτρησης της κατανάλωσης ενέργειας. Οι ωρομετρητές που καταγράφουν σε ώρες το χρόνο που το θερμό νερό κυκλοφορεί στα θερμαντικά σώματα και οι ογκομετρητές που καταγράφουν τον όγκο του θερμού νερού που εισέρχεται σε κάθε αυτόνομο διαμέρισμα, γραφείο κ.λ.π. δεν εξασφαλίζουν δίκαιη κατανομή δαπανών, γιατί δεν μετρούν τη θερμοκρασία του θερμού νερού (προσαγωγής/επιστροφής). Δυστυχώς στην Ελλάδα εφαρμόζεται σχεδόν αποκλειστικά η ωρομέτρηση, για καθαρά λόγους αρχικού κόστους και παρά τη νομοθεσία που επιβάλλει τη θερμιδομέτρηση. Οι εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης με αυτονομία μπορούν να περιλαμβάνουν μονοσωλήνια συστήματα, ενδοδαπέδια συστήματα ή συστήματα με δισωλήνια σύνδεση σε κάθε σώμα. Σε κάθε ένα από αυτά τα συστήματα το θερμό νερό από τον λέβητα διανέμεται μέσω κεντρικών σωληνώσεων σε κάθε ανεξάρτητο χρήστη (διαμέρισμα, γραφείο κ.λ.π.). Στην είσοδο του κυκλώματος κάθε διαμερίσματος ή γραφείου υπάρχει ένας διανομέας/συλλέκτης από τον οποίο τροφοδοτούνται με νερό τα θερμαντικά σώματα ή οι θερμαντικές επιφάνειες. Σε ένα δεύτερο διανομέα/συλλέκτη επιστρέφει το νερό από τα θερμαντικά σώματα ή τις θερμαντικές επιφάνειες, για να καταλήξει σε κεντρικές σωληνώσεις 9

10 που οδηγούν στο λέβητα. Την απαραίτητη πίεση για την κυκλοφορία του νερού την δίνει μία αντλία (κυκλοφορητής). Στις εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης με αυτονομία ενδείκνυται να τοποθετούνται ηλεκτρονικοί κυκλοφορητές μεταβλητής ταχύτητας (και παροχής). Στις εγκαταστάσεις αυτές η απαιτούμενη παροχή του θερμού νερού αυξομειώνεται, διότι όταν επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία σε ένα διαμέρισμα ή γραφείο το σύστημα ελέγχου και ρύθμισης κλείνει το κύκλωμα το νερού προς αυτό και αντίστοιχα όταν η θερμοκρασία μειωθεί κάτω από τα επιθυμητά επίπεδα, το κύκλωμα ανοίγει. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αυξομείωση της πίεσης στο δίκτυο. Η ηλεκτρονική μονάδα του κυκλοφορητή παρακολουθεί τη διαμόρφωση των πιέσεων και προσαρμόζει τη λειτουργία του στην απαιτούμενη κάθε φορά καμπύλη πίεσης-παροχής. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας στην κατανάλωση ρεύματος για την κυκλοφορία του νερού που μπορεί να υπερβαίνει και το 60%. 6. Εφαρμογή σύγχρονων τεχνολογιών ελέγχου τόσο σε υφιστάμενα όσο και σε καινούργια συστήματα θέρμανσης Ο σκοπός των συστημάτων ελέγχου είναι να προσαρμόζουν την προσφορά θερμότητας στην πραγματική ζήτηση ώστε να χρησιμοποιείται μόνο το ποσό θερμότητας που είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της επιθυμητής θερμοκρασίας σε ένα χώρο (π.χ. γραφείο) ή σε ένα σύνολο χώρων (π.χ. διαμέρισμα ή ολόκληρο κτίριο). Η ζήτηση θερμότητας από ένα χώρο εξαρτάται από τις απώλειες θερμότητας (αγωγιμότητας μέσα από τα δομικά στοιχεία και αερισμού λόγω της απαραίτητης ανανέωσης αέρα) και από τα κέρδη θερμότητας (ηλιακή ακτινοβολία, συσκευές, φώτα, άνθρωποι). Οι απώλειες θερμότητας είναι άμεση συνάρτηση της διαφοράς ανάμεσα στην εσωτερική και την εξωτερική θερμοκρασία. Ουσιαστικά το μέγεθος, το οποίο επηρεάζει καθοριστικά τη ζήτηση θερμότητας είναι η εξωτερική θερμοκρασία, δεδομένου ότι η εσωτερική θερμοκρασία επιθυμούμε να είναι σταθερή, ενώ τα κέρδη θερμότητας επηρεάζουν σε μικρότερο βαθμό την κατανάλωση ενέργειας. Η απαίτηση θερμότητας ικανοποιείται είτε με τη μεταβολή της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού στους θερμαινόμενους χώρους (ανάλογα με την μεταβολή της εξωτερικής θερμοκρασίας και την επιθυμητή εσωτερική θερμοκρασία) είτε με την μεταβολή/διακοπή της ροής του νερού προς τα θερμαντικά σώματα. Και οι δύο τρόποι μπορούν να συνδυαστούν και με χρονικό προγραμματισμό λειτουργίας του ζεύγους λέβηταςκαυστήρας. Επιπλέον τα συστήματα ελέγχου διακόπτουν τη λειτουργία των κυκλοφορητών όταν δεν απαιτείται θέρμανση και η θερμοκρασία του νερού έχει πέσει σε χαμηλά επίπεδα (π.χ. <35 C), εξασφαλίζοντας έτσι επιπλέον εξοικονόμηση ενέργειας. Σε κτίρια με δισωλήνια συστήματα θέρμανσης χωρίς αυτονομία είτε υφιστάμενα (όπως π.χ. όλες οι παλιές πολυκατοικίες ή μονοκατοικίες με κεντρική θέρμανση, κτίρια γραφείων, σχολεία, νοσοκομεία κ.λ.π.) είτε νέα (σχολεία, νοσοκομεία και άλλα κτίρια του τριτογενούς 10

11 τομέα) το σύστημα ελέγχου που ενδείκνυται είναι κεντρικός έλεγχος με αντιστάθμιση της εξωτερικής θερμοκρασίας. Με την αντιστάθμιση η θερμοκρασία προσαγωγής του θερμού νερού στα θερμαντικά σώματα ρυθμίζεται ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία με την βοήθεια μιας τρίοδης ή τετράοδης βάνας ανάμιξης, Η βάνα αναμιγνύει συνεχώς το κρύο νερό επιστροφής με το θερμό νερό προσαγωγής με σκοπό να επιτύχει την ανάλογη θερμοκρασία στο νερό προσαγωγής στα θερμαντικά σώματα. Ειδική ρύθμιση στην κεντρική μονάδα ελέγχου δίνει τη σχέση ανάμεσα στην εξωτερική θερμοκρασία και τη θερμοκρασία που πρέπει να έχει το νερό στην προσαγωγή. Η κεντρική μονάδα ελέγχου δέχεται σήματα από αισθητήριο εξωτερικής θερμοκρασίας και δίνει εντολή στον κινητήρα της τρίοδης ή τετράοδης βάνας να αναμίξει τις κατάλληλες ποσότητες νερού. Εάν είναι εγκατεστημένη τετράοδη βάννα ανάμιξης, η θερμοκρασία του λέβητα διατηρείται σταθερή (π.χ. 80 C) και εξασφαλίζεται (σε λέβητες πετρελαίου) προστασία από διάβρωση. Αυτό το σύστημα κεντρικού ελέγχου, σε συνδυασμό με θερμοστατικές βαλβίδες στα θερμαντικά σώματα (αναφέρονται παρακάτω), συνδυάζει την ορθολογική χρήση ενέργειας με ικανοποιητικό επίπεδο άνεσης. Η αντιστάθμιση είναι υποχρεωτική από το 1979 (ΦΕΚ Β 366/13.4/79) αλλά ατόνησε εξαρχής η εφαρμογή της. Σε χώρους με ατομικά συστήματα κεντρικής θέρμανσης (διαμερίσματα, μικρές μονοκατοικίες, μικρά εμπορικά καταστήματα, γραφεία κ.λ.π.) ενδείκνυται σύστημα ελέγχου με θερμοστάτη εσωτερικής θερμοκρασίας. Η λειτουργία του λέβητα/καυστήρα ρυθμίζεται ανάλογα με τις απαιτήσεις σε θέρμανση ενός αντιπροσωπευτικού χώρου που ονομάζεται χώρος αναφοράς. Ο θερμοστάτης του χώρου ενεργεί στον εκκινητή του καυστήρα, διακόπτοντας και επαναλαμβάνοντας τη λειτουργία του, ανάλογα με τη θερμοκρασία που μετρά και τη ρύθμιση της επιθυμητής θερμοκρασίας (με μία διακύμανση ±0.5 C). Είναι το σύστημα ελέγχου που εφαρμόζεται στις ατομικές θερμάνσεις με λέβητες φυσικού αερίου και εξασφαλίζει οικονομική λειτουργία εφόσον βέβαια υπάρχει και ορθολογική ενεργειακή συμπεριφορά από τους χρήστες (ρύθμιση θερμοστάτη σε λογικά επίπεδα θερμοκρασίας, μείωση θερμοκρασίας κατά τη νύχτα, διακοπή λειτουργίας την ώρα ανοίγονται τα παράθυρα για αερισμό κ.λ.π.). Σε κτίρια με συστήματα θέρμανσης με αυτονομία ενδείκνυται το εξής σύστημα ελέγχου: στη σωλήνωση που μεταφέρει το θερμό νερό προς τον ανεξάρτητο χρήστη, και πριν από το συλλέκτη προσαγωγής του νερού στα θερμαντικά σώματα των χώρων του διαμερίσματος, γραφείου κ.λ.π., τοποθετείται μία δίοδη ηλεκτροκίνητη βάνα. Η λειτουργία της βάνας καθορίζεται από ένα θερμοστάτη εσωτερικής θερμοκρασίας, που τοποθετείται σε ένα αντιπροσωπευτικό χώρο. Οι συσκευές που απαιτούνται είναι: α) Ένας θερμοστάτης χώρου. Τοποθετείται σε ένα αντιπροσωπευτικό χώρο τ και προγραμματίζεται να λειτουργεί μεταξύ μιας ελάχιστης και μιας μέγιστης θερμοκρασίας π.χ. 20º και 21ºC. Όταν δηλαδή η θερμοκρασία του χώρου είναι χαμηλότερη από 18ºC, δίνει 11

12 εντολή να ανοίξει η δίοδη βαλβίδα ώστε το ζεστό νερό να οδεύσει προς τα θερμαντικά σώματα. Όταν η θερμοκρασία του χώρου υπερβεί κατά 1ºC την επιθυμητή (20ºC), δίνει εντολή να κλείσει η δίοδη βαλβίδα και να διακοπεί η παροχή του ζεστού νερού προς τα σώματα. β) Ένας χρονοδιακόπτης, που μπορεί να είναι ενσωματωμένος στο θερμοστάτη, και επιτρέπει τη λειτουργία του συστήματος μόνο κάποιες προκαθορισμένες ώρες (π.χ. σε ένα κτίριο γραφείων μόνο για τις ώρες λειτουργίας των γραφείων). γ) Μία δίοδη ηλεκτροκίνητη βαλβίδα, η οποία παίρνει εντολές από το θερμοστάτη, Η βάνα ανοίγει αυτόματα τη ροή του ζεστού νερού προς τους θερμαινόμενους χώρους όταν η επιθυμητή θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία που επικρατεί στο χώρο, όπου είναι τοποθετημένος ο θερμοστάτης. Αντίθετα διακόπτει την παροχή του νερού όταν η θερμοκρασία φθάσει στο επιθυμητό όριο. δ) Ένα σύστημα μέτρησης της κατανάλωσης θερμότητας (θερμοδομετρητή, ογκομετρητή ή ωρομετρητή). Με τα συστήματα αυτονομίας παρέχεται αφενός η δυνατότητα να καθορίζει κάθε ανεξάρτητος χρήστης το επίπεδο θερμοκρασίας του εσωτερικού αέρα αφετέρου γίνεται και δικαιότερη κατανομή δαπανών. Με ορθολογική χρήση εξοικονομείται σημαντική ενέργεια. 7. Θερμομόνωση των σωληνώσεων των δικτύων της θέρμανσης, των λεβήτων και των καπνοδόχων μπορεί να συμβάλει στη σημαντική μείωση των θερμικών απωλειών και στην βελτίωση απόδοσης του συστήματος. Ιδιαίτερη σημασία έχει το μέτρο αυτό σε κτίρια με εκτεταμένα δίκτυα σωληνώσεων (εκπαιδευτικά κτίρια, νοσοσκομεία, ξενοδοχεία κ.λ.π.). Ιδιαίτερα για τις καπνοδόχους συνιστάται η χρήση θερμομονωμένων καπνοδόχων από ανοξείδωτο χάλυβα. 8. Χρήση θερμοστατικών βαλβίδων στα θερμαντικά σώματα. Χρησιμοποιούνται για να διατηρήσουν μία επιλεγμένη θερμοκρασία σε ένα χώρο σταθερή, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του νερού θέρμανσης. Η βαλβίδα κλείνει και εμποδίζει την είσοδο του θερμού νερού στο θερμαντικό σώμα, όταν κέρδη θερμότητας από ηλιακή ακτινοβολία, ηλεκτρικές συσκευές κ.ά. ανεβάζουν τη θερμοκρασία του χώρου πάνω από το επιθυμητό όριο, και ανοίγει όταν η θερμοκρασία πέφτει κάτω από αυτό το όριο. Η τοποθέτησή τους ενδείκνυται ιδιαίτερα σε εγκαταστάσεις με δισωλήνια συστήματα, χωρίς αυτονομία στην κεντρική θέρμανση, στις οποίες ο μόνος τρόπος για τη μείωση της ζήτησης θερμότητας είναι ή το κλείσιμο των χειροκίνητων βαλβίδων στα θερμαντικά σώματα ή το άνοιγμα των παραθύρων. Στην περίπτωση αυτή η εξοικονόμηση ενέργειας υπερβαίνει το 10%. Αλλά και σε εγκαταστάσεις με αυτονομία όταν τοποθετούνται σε χώρους με ιδιαίτερα μεγάλα ηλιακά κέρδη (νότιος, δυτικός προσανατολισμός) ή σε χώρους με απαίτηση χαμηλότερης 12

13 θερμοκρασίας (υπνοδωμάτια) και όπου δεν μπορεί να τοποθετηθεί ανεξάρτητος θερμοστάτης, η χρήση τους έχει δείξει ότι μπορεί να εξοικονομηθεί ενέργεια της τάξης του 10%. Η επιλογή της θερμοκρασίας γίνεται με μια απλή ρύθμιση της βαλβίδας. 9. Υποχρεωτική ετήσια συντήρηση των εγκαταστάσεων κεντρικής θέρμανσης, κατά την έναρξη της περιόδου θέρμανσης από ειδικευμένο τεχνίτη, που θα συνοδεύεται από έκδοση αντίστοιχου πιστοποιητικού καλής λειτουργίας, με αναγραφή σε αυτό των εκάστοτε αποτελεσμάτων της συντήρησης. Τα καθήκοντα του τεχνίτη συντηρητή περιλαμβάνουν τη διενέργεια μετρήσεων και ελέγχου του βαθμού απόδοσης των λεβήτων, της περιεκτικότητας σε CO 2 και της αιθάλης στα καυσαέρια, την συντήρηση και διόρθωση τυχόν βλαβών του καυστήρα, του λέβητα και των οργάνων του καθώς και του λοιπού εξοπλισμού (κυκλοφορητές, βάνες, όργανα αυτοματισμού κ.λ.π.). Η συντήρηση εξασφαλίζει την ορθή λειτουργία της εγκατάστασης και την αύξηση του βαθμού απόδοσής της. 10. Αποφυγή κάλυψης θερμαντικών σωμάτων μερικώς ή ολικώς (εταζέρες, ξύλινες κατασκευές με ή χωρίς πλέγμα, κουρτίνες κ.λ.π.) διότι ελαττώνεται η απόδοσή τους. Σε περιπτώσεις κάλυψης τα θερμαντικά σώματα πρέπει να επιλέγονται με μεγαλύτερη επιφάνεια και θερμαντική ισχύ. Επίσης τοποθέτηση αντανακλαστικών επιφανειών (ασπίδων ακτινοβολίας) πίσω από θερμαντικά σώματα που τοποθετούνται μπροστά από ψυχρές εξωτερικές επιφάνειες (π.χ. υαλοστάσια, μη θερμομονωμένους εξωτερικούς τοίχους). Από τα μέτρα που προαναφέρθησαν, άλλα λαμβάνονται κατά τη διάρκεια σχεδιασμού και της μελέτης της εγκατάστασης, άλλα κατά τη διάρκεια της κατασκευής και άλλα κατά τη διάρκεια λειτουργίας της. Όλα όμως μπορούν να συντελέσουν στην εξοικονόμηση ενέργειας, πολλές φορές χωρίς σημαντικό κόστος. 1.4 Εξοικονόμηση ενέργειας σε συστήματα κλιματισμού Οι εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης αποσκοπούν κυρίως στο να ζεστάνουν χώρους κατά τη χειμερινή περίοδο. Αντίθετα, τα συστήματα κλιματισμού ρυθμίζουν το κλίμα στο εσωτερικό περιβάλλον των κτιρίων σε όλη τη διάρκεια του έτους και διατηρούν τις μεταβολές του εσωκλίματος (θερμοκρασία, υγρασία, ταχύτητα, καθαρότητα αέρα) μέσα σε προκαθορισμένα όρια. Οι εγκαταστάσεις κλιματισμού άνεσης διατηρούν τον αέρα των χώρων τόσο το χειμώνα όσο και το καλοκαίρι σε μία θερμοκρασία από 20 C έως 27 C και σε μία σχετική υγρασία μεταξύ 35% και 65%. Στις συνθήκες αυτές ο άνθρωπος αισθάνεται κατά κανόνα άνετα και αποδίδει περισσότερο στην εργασία του. Τα συστήματα κλιματισμού, ανάλογα με τον βαθμό επεξεργασίας που παρέχουν στον αέρα, μπορούν να διακριθούν σε: α) συστήματα αερισμού-εξαερισμού, που εξασφαλίζουν την ανανέωση του αέρα ενός χώρου. 13

14 β) συστήματα μερικού κλιματισμού, τα οποία εκτός από την ανανέωση του αέρα, παρέχουν και μία μερική επεξεργασία που περιλαμβάνει κυρίως τον καθαρισμό και τη θέρμανση του αέρα. Για να επιτυγχάνεται ασφαλώς το επιθυμητό αποτέλεσμα, προβλέπονται συνήθως και διατάξεις ρύθμισης. γ) συστήματα πλήρους κλιματισμού, τα οποία εξασφαλίζουν τη διατήρηση της θερμοκρασίας και της υγρασίας ενός κλειστού χώρου μέσα σε προκαθορισμένα όρια και περιλαμβάνει διατάξεις για τον καθαρισμό, τη θέρμανση, την ψύξη, την ύγρανση, την αφύγρανση και την ανανέωση του αέρα, καθώς και τοπικές ή κεντρικές διατάξεις αυτόματης ρύθμισης της θερμοκρασίας, της υγρασίας και της ανανέωσης του αέρα. Με κριτήριο τη θέση των συσκευών κλιματισμού ως προς τον κλιματιζόμενο χώρο και την έκταση εφαρμογής του συστήματος, διακρίνονται τρεις βασικές κατηγορίες συστημάτων. i) Κεντρικά συστήματα κλιματισμού ii) Ημικεντρικά συστήματα κλιματισμού iii) Τοπικά συστήματα κλιματισμού Τέλος, με κριτήριο τον φορέα με τον οποίο μεταφέρεται η ενέργεια στους κλιματιζόμενους χώρους, διακρίνονται τρεις κατηγορίες συστημάτων κλιματισμού. αεραγωγός επιστροφής αεραγωγός προσαγωγής αέρας απόρριψης νωπός εξωτερικός αέρας κεντρική κλιματιστική μονάδα λέβητας πύργος ψύξης ψυκτική μονάδα Εικόνα 2. Βασική διάταξη ενός κεντρικού συστήματος κλιματισμού με αέρα 14

15 Πίνακας. Στοιχεία του βασικού συστήματος κλιματισμού ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΒΑΣΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΥΚΛΩΜΑ ΑΕΡΑ 1. Είσοδος νωπού αέρα (στόμιο, αγωγός, ρυθμιστικά διαφράγματα) 2. Ρυθμιστικά διαφράγματα αέρα ανακυκλοφορίας 3. Ρυθμιστικά διαφράγματα αέρα απόρριψης 4. Φίλτρα 5. Προθερμαντήρας 6. Ψυκτικά στοιχεία 7. Θερμαντικά στοιχεία 8. Υγραντής 9. Ανεμιστήρες προσαγωγής - επιστροφής 10. Δίκτυο αεραγωγών 11. Στόμια προσαγωγής αέρα 12. Στόμια επιστροφής αέρα 13. Θερμοστάτης χώρου 14. Υγροστάτης χώρου 15. Ρυθμιστής διαφραγμάτων στο κιβώτιο μίξης ΚΥΚΛΩΜΑ ΨΥΚΤΙΚΟΥ ΜΕΣΟΥ 16. Ψυκτική μονάδα συμπίεσης (εξατμιστής,συμπιεστής,συμπυκνωτής,βαλβίδα εκτόνωσης) ή ψυκτική μονάδα απορρόφησης ΚΥΚΛΩΜΑ ΨΥΧΡΟΥ ΝΕΡΟΥ 17. Αντλίες 18. Σωληνώσεις ψυχρού νερού 19. Ρυθμιστικές βαλβίδες 20. Σωληνώσεις κυκλώματος νερού απόρριψης θερμότητας 21. Πύργος ψύξης ΚΥΚΛΩΜΑ ΘΕΡΜΟΥ ΝΕΡΟΥ 22. Λέβητας πετρελαίου ή φυσικού αερίου 23. Αντλίες 24. Σωληνώσεις θερμού νερού 25. Ρυθμιστικές βαλβίδες ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Ανανέωση του αέρα του κτιρίου Ρύθμιση ποσότητας αέρα ανακυκλοφορίας Ρύθμιση ποσότητας αέρα απόρριψης Απομάκρυνση ρυπογόνων ουσιών Προθέρμανση του αέρα Ψύξη και αφύγρανση του αέρα Θέρμανση του αέρα ή μεταθέρμανση για ρύθμιση θερμοκρασίας και σχετικής υγρασίας Ύγρανση του αέρα Πρόσδοση της απαραίτητης ενέργειας για τη κίνηση του αέρα Μεταφορά του αέρα προς/ απαγωγή του αέρα από τους κλιματιζόμενους χώρους Διανομή του αέρα στους χώρους Απαγωγή του αέρα από τους χώρους Ρύθμιση θερμοκρασίας προσαγωγής του αέρα Ρύθμιση σχετικής υγρασίας του αέρα Ρύθμιση παροχής εξωτερικού αέρα και αέρα ανακυκλοφορίας Παραγωγή ψυχρού νερού Πρόσδοση ενέργειας για τη κίνηση του νερού Μεταφορά ψυχρού νερού από την ψυκτική μονάδα προς τα ψυκτικά στοιχεία Ρύθμιση παροχής νερού στα ψυκτικά στοιχεία Μεταφορά νερού από την ψυκτική μονάδα στον πύργο ψύξης Απόρριψη θερμότητας από το συμπυκνωτή της ψυκτικής μονάδας στο περιβάλλον Παραγωγή θερμού νερού ή ατμού Πρόσδοση ενέργειας για τη κίνηση του νερού Μεταφορά θερμού νερού από το λέβητα προς τα θερμαντικά στοιχεία Ρύθμιση παροχής νερού στα θερμαντικά στοιχεία 15

16 1) Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα Στα συστήματα αυτά ο φορέας μεταφοράς της ενέργειας είναι αέρας. Ο κλιματισμένος αέρας παρασκευάζεται στην κεντρική κλιματιστική μονάδα και μεταφέρεται διαμέσου δικτύου αεραγωγών στους κλιματιζόμενους χώρους. Στην κεντρική μονάδα κλιματισμού εξωτερικός αέρας αναρροφάται από το ύπαιθρο, αναμιγνύεται στον θάλαμο μίξης με ένα τμήμα του αέρα που επιστρέφει από το κτίριο και φιλτράρεται. Στη συνέχεια ακολουθεί η επεξεργασία του αέρα δηλαδή η θέρμανση, ψύξη, ύγρανση, αφύγρανση κ.λ.π. ανάλογα με τις επιθυμητές συνθήκες. Τελικά ο αέρας οδηγείται μέσω του ανεμιστήρα και των αεραγωγών διανομής στους διάφορους χώρους. Η θέρμανση του αέρα γίνεται με θερμό νερό, το οποίο παρασκευάζεται σε λέβητα και οδηγείται μέσα στην κεντρική μονάδα κλιματισμού σε εναλλάκτες αέρα-νερού (θερμαντικά στοιχεία). Η ύγρανση του αέρα γίνεται από κατάλληλες συσκευές, τους υγραντήρες, οι οποίοι διοχετεύουν νερό ή ατμό στην κεντρική μονάδα κλιματισμού. Η ψύξη και η αφύγρανση του αέρα γίνεται με ψυχρό νερό, το οποίο παρασκευάζεται στην ψυκτική μονάδα και οδηγείται μέσα στην κεντρική μονάδα κλιματισμού σε εναλλάκτες αέρα-νερού (ψυκτικά στοιχεία). Τα συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα διακρίνονται σε συστήματα σταθερής παροχής και σε συστήματα μεταβλητής παροχής αέρα. 2) Συστήματα κλιματισμού μόνο με νερό Στα συστήματα αυτά ο φορέας μεταφοράς της ενέργειας είναι το νερό (θερμό ή ψυχρό). Το ψυχρό νερό παρασκευάζεται σε ψυκτικές μονάδες (υδρόψυκτες ή αερόψυκτες) και το θερμό νερό σε λέβητες. Το θερμό/ψυχρό νερό μεταφέρεται σε κατάλληλες τερματικές συσκευές (Fan-coil units/fcu) στους κλιματιζόμενους χώρους, με την βοήθεια αντλιών. Ο έλεγχος των συνθηκών του αέρα γίνεται με την κυκλοφορία του αέρα των χώρων μέσα από τις τερματικές συσκευές, στις οποίες κυκλοφορεί το θερμό ή ψυχρό νερό. Οι τερματικές συσκευές περιλαμβάνουν θερμαντικό /ψυκτικό στοιχείο, και ανεμιστήρα ρυθμιζόμενης ταχύτητας για την εξαναγκασμένη κυκλοφορία του αέρα. Επίσης, κάθε τερματική συσκευή είναι εφοδιασμένη με θερμοστάτη χώρου, μέσω του οποίου ελέγχεται η θερμοκρασία του χώρου και ρυθμίζεται η λειτουργία της συσκευής. Κεντρικά κλιματισμένος αέρας δεν παρέχεται στους χώρους ή στις ζώνες του κτιρίου. 3) Συστήματα κλιματισμού αέρα νερού Τα συστήματα αυτά είναι συνδυασμός των δύο προηγούμενων συστημάτων. Δηλαδή στους κλιματιζόμενους χώρους μεταφέρεται εκτός από νερό (θερμό/ψυχρό) και κλιματισμένος αέρα, με ανεξάρτητο δίκτυο αεραγωγών. Ο προσαγόμενος αέρα μέσω των αεραγωγών έχει ως σκοπό κυρίως την ανανέωση του αέρα των χώρων και συνήθως προσάγεται με θερμοκρασία που διαφέρει λίγο από τη θερμοκρασία των χώρων (ελαφρά υψηλότερη στη περίπτωση της θέρμανσης και αντίστοιχα χαμηλότερη στη περίπτωση της ψύξης). 16

17 4) Συστήματα κλιματισμού απευθείας εκτόνωσης Στα συστήματα αυτά ο φορέας ενέργειας είναι ψυκτικό ρευστό, το οποίο χρησιμοποιείται για τη ψύξη ή τη θέρμανση του αέρα των κλιματιζόμενων χώρων. Τα τοπικά και ημικεντρικά συστήματα είναι αυτόνομες κλιματιστικές μονάδες (τα γνωστά σε όλους κλιματιστικά), στις οποίες δεν υπάρχει κύκλωμα νερού και ο αέρας ψύχεται ή θερμαίνεται απευθείας σε εναλλάκτες θερμότητας αέρα-ψυκτικού μέσου (η εξάτμιση ψυκτικού μέσου προκαλεί ψύξη και η συμπύκνωση θέρμανση). Διακρίνονται σε μονάδες του ενός τεμαχίου (self contained) και σε διμερείς μονάδες (split units). Εκτός από τις αυτόνομες και τις διμερείς μονάδες κατασκευάζονται και κεντρικά συστήματα με μία εξωτερική μονάδα (ή συστοιχίες μονάδων) και κυκλοφορία του ψυκτικού μέσου σε πολλές εσωτερικές μονάδες (ονομάζονται συστήματα VRV). Τα συστήματα αυτά παρέχουν θέρμανση και ψύξη. Προκειμένου να αναφερθεί κανείς σε εξοικονόμηση ενέργειας είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό που καταναλώνεται ενέργεια στα συστήματα κλιματισμού. Η ενέργεια που καταναλώνεται αποτελείται από την ενέργεια που καταναλώνουν οι κεντρικές συσκευές, δηλαδή η ψυκτική μονάδα και ο λέβητας, και από την ενέργεια που καταναλώνουν οι συσκευές του συστήματος διανομής του μέσου μεταφοράς ενέργειας, δηλαδή οι ανεμιστήρες και οι αντλίες. Η ενέργεια που καταναλώνουν οι κεντρικές συσκευές εξαρτάται από τα φορτία του κτιρίου, δηλαδή από τους διάφορους εξωτερικούς παράγοντες που καθορίζουν τις απώλειες και τα κέρδη θερμότητας σε ένα κτίριο και που είναι η θερμοκρασία, η ηλιακή ακτινοβολία και ο αερισμός, και από τους διάφορους εσωτερικούς παράγοντες που είναι τα άτομα, οι συσκευές και ο φωτισμός του κτιρίου. Η κατανάλωση ενέργειας των συσκευών κλιματισμού σε κτίρια κατοικιών εξαρτάται κυρίως από την ένταση των εξωτερικών παραγόντων αν και η σωστή χρήση τους επηρεάζει και αυτή την κατανάλωση ενέργειας, ιδιαίτερα εάν οι συσκευές οι οποίες έχουν επιλεγεί είναι μεγαλύτερης ισχύος από αυτή την οποία απαιτεί το κτίριο ή ο χώρος. Σε κτίρια όμως όπως γραφεία, εμπορικά κ.λ.π. οι εσωτερικοί παράγοντες, μαζί με τον αερισμό, είναι αυτοί που παίζουν το κυριότερο ρόλο. Ο καθοριστικός παράγοντας επομένως στα κτίρια αυτά είναι ο τρόπος χρήσης τους. Η ενέργεια διανομής του μέσου μεταφοράς ενέργειας είναι αυτή που καταναλίσκεται για να μεταφερθεί η θερμική ή η ψυκτική ενέργεια από την κεντρική συσκευή παραγωγής ενέργειας στις διάφορες τερματικές συσκευές, οι οποίες συνήθως βρίσκονται στους κατοικήσιμους χώρους του κτιρίου. Η ενέργεια αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική σε συστήματα κλιματισμού. Εάν παρατηρήσει κανείς τον τρόπο λειτουργίας μιας εγκατάστασης κλιματισμού μπορεί να δει τα σημεία στα οποία καταναλίσκεται η ενέργεια αυτή. 17

18 Στα συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα είναι η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνουν οι αντλίες για τη μεταφορά του ψυχρού ή θερμού νερού από τη ψυκτική μονάδα ή το λέβητα προς τη κεντρική μονάδα κλιματισμού και αντίστροφα. Επίσης η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνουν οι ανεμιστήρες μεταφοράς του αέρα από τη κεντρική μονάδα κλιματισμού προς τους κλιματιζόμενους χώρους και αντίστροφα. Στην περίπτωση του θερινού κλιματισμού η θερμότητα που αφαιρείται από τους χώρους πρέπει να απορριφθεί στην ατμόσφαιρα. Στις υδρόψυκτες ψυκτικές μονάδες η απόρριψη γίνεται με ένα κύκλωμα νερού ψύξης μεταξύ του συμπυκνωτή της ψυκτικής μονάδας και ενός πύργου ψύξης, οπότε καταναλίσκεται ηλεκτρική ενέργεια από την αντλία κυκλοφορίας του νερού και από τους ανεμιστήρες του πύργου ψύξης. Στις αερόψυκτες ψυκτικές μονάδες η απόρριψη γίνεται με διοχέτευση αέρα στον συμπυκνωτή της ψυκτικής μονάδας, οπότε καταναλίσκεται ηλεκτρική ενέργεια από τους ανεμιστήρες της ψυκτικής μονάδας. Στα συστήματα κλιματισμού με νερό είναι η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνουν οι αντλίες για τη μεταφορά του ψυχρού ή θερμού νερού από τη ψυκτική μονάδα ή το λέβητα προς τις τερματικές συσκευές στους κλιματιζόμενους χώρους και αντίστροφα. Επίσης η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλίσκεται από τους ανεμιστήρες που συνήθως υπάρχουν στις τερματικές συσκευές. Όπως και στα συστήματα μόνο με νερό, η αφαιρούμενη θερμότητα από τους χώρους το καλοκαίρι απορρίπτεται στην ατμόσφαιρα με τους τρόπους που προαναφέρθηκαν, με την ανάλογη φυσικά κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Στα συστήματα κλιματισμού αέρα-νερού καταναλώνεται ηλεκτρική ενέργεια για τη μεταφορά νερού από τη ψυκτική μονάδα ή το λέβητα τόσο προς την κεντρική μονάδα κλιματισμού όσο και προς τους κλιματιζόμενους χώρους και αντίστροφα. Επίσης οι ανεμιστήρες μεταφοράς του αέρα από την κεντρική μονάδα κλιματισμού προς τους χώρους και αντίστροφα, οι ανεμιστήρες των τερματικών μονάδων στους χώρους καθώς επίσης και οι αντλίες και οι ανεμιστήρες του συστήματος απόρριψης θερμότητας κατά το καλοκαίρι καταναλώνουν αντίστοιχη ηλεκτρική ενέργεια. Η ενέργεια διανομής του μέσου μεταφοράς ενέργειας αν και είναι μικρή σε μέγεθος είναι μεγάλη σε διάρκεια, γιατί όλες οι συσκευές μεταφοράς του νερού ή του αέρα λειτουργούν συνήθως σε πλήρες φορτίο (με εξαίρεση τα συστήματα μεταβλητής παροχής όγκου αέρα και τον πύργο ψύξης). Η ψυκτική μονάδα και ο λέβητας παρακολουθούν το ψυκτικό και θερμικό φορτίο και λειτουργούν ανάλογα σε πλήρες ή μερικό φορτίο. Οι ανεμιστήρες όμως και οι αντλίες των εγκαταστάσεων κλιματισμού λειτουργούν τις περισσότερες ώρες χρήσης του κτιρίου σε πλήρες φορτίο. Αυτός είναι ο λόγος που σε πολλές περιπτώσεις καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια και από τις κεντρικές συσκευές του συστήματος κλιματισμού δηλαδή την ψυκτική μονάδα και το λέβητα. 18

19 Η περισσότερη ενέργεια σε ένα κτίριο καταναλώνεται όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι ούτε μέγιστη ούτε ελάχιστη, δηλαδή όταν η εγκατάσταση θέρμανσης ή κλιματισμού λειτουργεί σε μερικό φορτίο. Οι ακραίες τιμές της εξωτερικής θερμοκρασίας παρατηρούνται μόνο λίγες ώρες το χρόνο, ενώ οι μέσες τιμές είναι ο κανόνας. Επομένως μόνο ένα μικρό ποσοστό της κατανάλωσης ενέργειας παρατηρείται στις ακραίες τιμές θερμοκρασίας, το οποίο δεν είναι καθοριστικό για την συνολική κατανάλωση ενέργειας. Σε πολλές περιπτώσεις επίσης η μερική κατοίκηση του κτιρίου αναγκάζει τις κεντρικές συσκευές να λειτουργούν σε μερικό φορτίο ανεξάρτητα από τις επικρατούσες εξωτερικές συνθήκες. Το γεγονός αυτό πρέπει να οδηγεί τους σχεδιαστές των εγκαταστάσεων θέρμανσης ή κλιματισμού στην επιλογή κεντρικών συσκευών με μεγάλους βαθμούς απόδοσης σε περιπτώσεις μερικού και όχι μέγιστου φορτίου. Επίσης ένα κριτήριο για την επιλογή συσκευών είναι και το ποσοστό χρήσης τους στη διάρκεια του έτους. Συσκευές όπως οι ανεμιστήρες και οι αντλίες λειτουργούν συνεχώς και η ενεργειακή τους κατανάλωση παίζει ιδιαίτερο ρόλο στην συνολική ενεργειακή κατανάλωση της εγκατάστασης κλιματισμού. Επομένως η επιλογή συσκευών με χαμηλή κατανάλωση και μεγάλο βαθμό απόδοσης είναι καθοριστική για την κατανάλωση ενέργειας. Ακόμη και εάν η επιλογή των συσκευών θέρμανσης ή κλιματισμού γίνει με τα κριτήρια τα οποία αναφέρθηκαν δεν είναι επακόλουθο ότι ένα σύστημα, το οποίο αποτελείται από συσκευές με μεγάλο βαθμό απόδοσης και χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση θα καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από ένα άλλο του οποίου οι συσκευές δεν είναι τόσο ενεργειακά αποδοτικές. Η τελική κατανάλωση ενέργειας είναι επακόλουθο κυρίως ενός σωστού σχεδιασμού του συστήματος, ενός σωστού συνδυασμού των διαφόρων συσκευών, ενός κατάλληλου συστήματος ελέγχου και φυσικά μιας σωστής από ενεργειακή άποψη συμπεριφοράς των ενοίκων του κτιρίου. Σε πολλές περιπτώσεις δεν έχει σημασία ο τύπος του συστήματος αλλά ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί. Στο σημείο ο καθοριστικός παράγοντας είναι το σύστημα αυτοματισμού της εγκατάστασης κλιματισμού, το οποίο επηρεάζει την κατανάλωση ενέργειας σε μεγάλο βαθμό. Τα συστήματα αυτοματισμού διακρίνονται σε συστήματα άμεσου ελέγχου και σε συστήματα έμμεσου ελέγχου. Ο άμεσος έλεγχος προϋποθέτει ότι η παρεχόμενη θερμική ή ψυκτική ενέργεια στους χώρους καλύπτει με μεγάλη ακρίβεια τα εμφανιζόμενα θερμικά ή ψυκτικά φορτία. Ο έλεγχος αυτός επιτυγχάνεται με συσκευές ελέγχου σε κάθε χώρο του κτιρίου με διαφορετική συμπεριφορά φορτίου (θερμική ζώνη), η ακόμη καλύτερα σε κάθε χώρο του κτιρίου ξεχωριστά. Οι συσκευές ελέγχου συνήθως παρακολουθούν τη θερμοκρασία των χώρων αλλά σε πολλές περιπτώσεις και τη σχετική υγρασία ή την ποιότητα αέρα. 19

20 Στον έμμεσο έλεγχο η παρεχόμενη θερμική ή ψυκτική ενέργεια στους χώρους καθορίζεται συνήθως από τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία του κτιρίου σε κάποιο κεντρικό σημείο. Ο τρόπος αυτός συνήθως οδηγεί στην παροχή περισσότερης θερμικής ή ψυκτικής ενέργειας από αυτή που απαιτείται με επακόλουθο τη μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας. Φυσικά το σύστημα αυτοματισμού το οποίο εγκαθίσταται σε ένα κτίριο εξαρτάται και από τον τύπο του συστήματος θέρμανσης ή κλιματισμού. Υπάρχουν συστήματα στα οποία μπορεί να εγκατασταθεί σύστημα άμεσου ελέγχου και άλλα στα οποία δεν είναι εφικτό. Επίσης ένα άλλο σημείο, το οποίο πρέπει να αναφερθεί, είναι ότι ένα σύστημα με μικρό αρχικό κόστος δεν καταναλώνει απαραίτητα περισσότερη ενέργεια από κάποιο άλλο με μεγάλο αρχικό κόστος. Με βάση τα παραπάνω γίνεται κατανοητό ότι εξοικονόμηση ενέργειας στα συστήματα κλιματισμού μπορεί να επιτευχθεί με πολλούς τρόπους. Ενδεικτικά, διότι το αντικείμενο είναι εκτενές, προϋποθέτει βαθιά γνώση της τεχνολογίας του κλιματισμού και δεν μπορεί να καλυφθεί στον περιορισμένο χώρο αυτής της παρουσίασης, αναφέρονται τα εξής: 1. Εξέταση όλων των δυνατοτήτων μείωσης των ψυκτικών και θερμικών φορτίων, πριν από την εγκατάσταση των συσκευών κλιματισμού. 2. Σύνταξη της μελέτης των εγκαταστάσεων κλιματισμού από Διπλ. Μ-Η Μηχανικό, που θα είναι σε θέση να κρίνει και να επιλέξει τα κατάλληλα συστήματα κλασσικής και νέας τεχνολογίας, να εκπονήσει τις απαραίτητες μελέτες (υπολογισμό ψυκτικών/θερμικών φορτίων, επιλογή κατάλληλου συστήματος, διαστασιολόγηση δικτύου αεραγωγών/σωληνώσεων και συσκευών, επιλογή συστήματος ελέγχου και ρύθμισης κ.λ.π.) και στη συνέχεια να επιβλέψει τη σωστή εφαρμογή της μελέτης και την κατασκευή της εγκατάστασης. 3. Επιλογή του κατάλληλου συστήματος κλιματισμού για την κάθε εφαρμογή. Υπάρχουν διάφορα συστήματα, τα οποία είναι κατάλληλα για ορισμένους τύπους κτιρίων και άλλα τα οποία είναι εντελώς ακατάλληλα. Σε κτίρια κατοικιών χρησιμοποιούνται κυρίως τοπικά συστήματα απευθείας εκτόνωσης σε κάθε χώρο. Σε κτίρια γραφείων χρησιμοποιούνται κυρίως κεντρικά συστήματα με νερό ή με αέρα και νερό ενώ σε εμπορικά κτίρια κεντρικά συστήματα με αέρα. Σε μουσεία, θέατρα, αίθουσες συγκεντρώσεων χρησιμοποιούνται συστήματα κλιματισμού με αέρα, κυρίως για τον έλεγχο της υγρασίας αλλά και λόγω των μεγάλων απαιτήσεων σε νωπό αέρα. Σε πολλές περιπτώσεις η επιλογή ενός 20

21 συστήματος κλιματισμού εξαρτάται και από την απαίτηση για αυτονομία σε κάθε χώρο, όπως π.χ. σε κτίρια ξενοδοχείων, στα οποία εγκαθίστανται συνήθως κεντρικά συστήματα με νερό (fan-coils) ή τοπικές κλιματιστικές συσκευές απευθείας εκτόνωσης. 4. Εγκατάσταση συστημάτων κεντρικού κλιματισμού (εφόσον είναι εφικτό και το επιτρέπει η χρήση του κτιρίου) αντί των αυτόνομων κλιματιστικών συστημάτων διαιρούμενου τύπου. Τα κεντρικά συστήματα συνήθως λειτουργούν με μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης, εφόσον έχουν μελετηθεί σωστά και είναι εξοπλισμένα με σύστημα αυτομάτου ελέγχου και ρύθμισης. 5. Σε κτίρια πολλών και διαφορετικών χρήσεων (εμπορικά κέντρα, ξενοδοχεία, νοσοκομεία) χωρισμός του κτιρίου σε θερμικές ζώνες (ομάδες χώρων με ομοιόμορφη συμπεριφορά φορτίων και ομοιόμορφη απαίτηση συνθηκών αέρα) και εγκατάσταση σε κάθε ζώνη διαφορετικού συστήματος κλιματισμού, κατάλληλου για τη χρήση της. 6. Ορθή επιλογή μεγέθους συσκευών (ψυκτικών μονάδων, λεβήτων, αντλιών θερμότητας, κεντρικών κλιματιστικών μονάδων, ανεμιστήρων, θερμαντικών/ψυκτικών στοιχείων, αντλιών, τοπικών κλιματιστικών μονάδων κ.λ.π.) ώστε να καλύπτουν τα πραγματικά φορτία και αποφυγή υπερδιαστασιολόγησής τους. 7. Επιλογή συσκευών με υψηλό βαθμό απόδοσης, χαμηλή κατανάλωση και δυνατότητα ρύθμισης για περιπτώσεις μερικού φορτίου. Ιδιαίτερα για τις ψυκτικές μονάδες με ψυκτικά ρευστά, ο λόγος ψυκτική ισχύς/ηλεκτρική ισχύς (COP) πρέπει να είναι τουλάχιστον 3, σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας. Για τους λέβητες ισχύουν όσα αναφέρθηκαν στις εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης. 8. Σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις, αντικατάσταση παλαιών λεβήτων-ψυκτικών μονάδων με αντίστοιχους νέας τεχνολογίας και υψηλού βαθμού απόδοσης (π.χ. ψυκτικές μονάδες με συμπιεστές μεταβλητής ισχύος, ψυκτικές μονάδες πολλαπλών συμπιεστών). 9. Σωστή επιλογή των διαστάσεων των αγωγών διανομής αέρα και ορθολογικός σχεδιασμός του δικτύου, ώστε να ελαχιστοποιείται το μήκος των αεραγωγών και να ελαχιστοποιούνται οι απώλειες πίεσης του αέρα. Η επιλογή λανθασμένων διαστάσεων, τα μεγάλα μήκη και οι λανθασμένες διαμορφώσεις των αεραγωγών μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένες απώλειες πίεσης του αέρα, σε επιλογή ανεμιστήρων μεγαλύτερης ισχύος και σε αυξημένη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης εξισορρόπηση των δικτύων αεραγωγών ώστε να εξασφαλίζεται η διανομή των απαραίτητων παροχών αέρα σε όλους 21