ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: ΑΠΟΣΤΟΛΙΔΟΥ ΕΛΕΝΗ ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ: ΜΠΟΥΡΑΣ ΧΡΥΣΟΣΤΟΜΟΣ ΑΕΜ 4400 ΓΕΩΡΓΟΠΟΥΛΟΣ ΜΙΧΑΗΛ ΑΕΜ 4339 ΚΑΒΑΛΑ

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Εισαγωγή Ενεργητικά συστήματα Γεωθερμία Αβαθής γεωθερμία Θεωρητικό Υπόβαθρο Πλεονεκτήματα Ανοιχτά γεωθερμικά συστήματα Κλειστά γεωθερμικά συστήματα Υβριδικά γεωθερμικά συστήματα Περιβαλλοντικές επιπτώσεις - Γενικά Περιβαλλοντικές επιπτώσεις - Κλειστά συστήματα Περιβαλλοντικές επιπτώσεις - Ανοιχτά συστήματα Αντλίες θερμότητας Χρήση Βαθμός απόδοσης Τεχνικό υπόβαθρο Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από γεωθερμικές αντλίες Νομοθετικό πλαίσιο, Αδειοδότηση Νομοθετικό πλαίσιο, Χρηματοδότηση Κερδοφορία Ενδοδαπέδιο σύστημα Τεχνική περιγραφή Εφαρμογές Έμμεσα πλεονεκτήματα Βασικές αρχές Συνιστάμενες θερμοκρασίες Θερμική άνεση Κατανομή θερμοκρασιών Μελέτη υποδαπέδιας θέρμανσης Εγκατάσταση υποδαπέδιας θέρμανσης Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Fan coil Units Χρήση Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Συνδυασμός γεωθερμικού συστήματος με ενδοδαπέδιο και FCU Ηλεκτρισμός Βασικές Αρχές Ολοκληρωμένο πρόγραμμα εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας Κυριότερες ηλεκτρικές καταναλώσεις στα κτίρια Εκσυγχρονισμός Ηλεκτρικών Συστημάτων Χωρητική Αντιστάθμιση & Διόρθωση Συντελεστή Ισχύος (συν φ ) Πυκνωτές Αντιστάθμισης συν φ Άεργος ισχύς Κατηγορίες φορτίων που συμβάλουν στην αυξημένη κατανάλωση και τρόποι εξοικονόμησης Λειτουργία συμβατικών κλιματιστικών μηχανημάτων Ι Μη γραμμικά φορτία: Εισαγωγή αρμονικών Φωτισμός Λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας

3 Ι Αποτελέσματα χρήσης λαμπτήρων εξοικονόμησης...42 Ι Σύγκριση λαμπτήρων Το κέρδος Ηλεκτρικές συσκευές Ενεργειακή ετικέτα συσκευής Ψυγείο Πλυντήρια ρούχων και πιάτων Ηλιοθερμία Θεωρητική εισαγωγή Τ εχνική εισαγωγή Μέρη συστήματος Αρχή λειτουργίας Τα μέρη μια εγκατάστασης ηλιοθερμίας Θερμοδοχείο - Boiler Συλλέκτες Ι Υδραυλικό kit - Έλεγχος...51 Ι Εξαρτήματα υδραυλικού kit Θερμοστατική βαλβίδα αναμείξεως ζεστού νερού χρήσης Τρίοδη βάνα σφαιρική με σερβομοτέρ Αυτόματο εξαεριστικό για ηλιακά συστήματα Απαερωτής για ηλιακά συστήματα Βαλβίδα ασφαλείας για ηλιακά συστήματα Μονάδα κυκλοφορίας για ηλιακά συστήματα Δοχείο διαστολής για ηλιακά συστήματα Ρυθμιστής και θερμοστάτης για ηλιακά συστήματα Βαλβίδα εξισορρόπησης με παροχόμετρο Παθητικά συστήματα Χρήση Παθητικά ηλιακά συστήματα και η απόδοσή τους στην Ελλάδα Είδη παθητικών ηλιακών συστημάτων για θέρμανση Άμεσο κέρδος Έμμεσο κέρδος Ι. Τοίχος θερμικής αποθήκευσης Τοίχος ^ombe Michel Warm air Θερμοκήπιο Απομονωμένο κέρδος Συμπεράσματα Ι. Προϋποθέσεις Πλεονεκτήματα Κερδοφορία Φυσικός δροσισμός Εφαρμογές Πλεονεκτήματα Τεχνικές εφαρμογής φυσικού δροσισμού Παραδοσιακοί ανεμόπυργοι Σύγχρονες αιολικές καμινάδες Ηλιοπροστασία Σκοπός της ηλιοπροστασίας Μέθοδοι σκίασης Ι. Μόνιμα εξωτερικά σκίαστρα Κινητά σκίαστρα Ειδικοί υαλοπίνακες Βλάστηση Ι. Πλεονεκτήματα

4 2.6. Φυσικός Φωτισμός Συστήματα τεχνικού φωτισμού Τεχνικές φυσικού φωτισμού Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Θέρμανσης Αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας Προϋποθέσεις Τι είναι τα παθητικά ηλιακά συστήματα Εφαρμογές Κέλυφος Θερμομόνωση κτιριακού κελύφους Τοποθέτηση θερμομονωτικών υλικών Θερμομόνωση ανοιγμάτων Χρήση βελτιωμένων υαλοπινάκων Αποτελέσματα θερμομόνωσης Πλεονεκτήματα Τεχνικά χαρακτηριστικά Ειδικοί υαλοπίνακες Επιλογή σύμφωνα με τις ανάγκες Θερμομόνωση οροφής Φράγμα ακτινοβολίας Αυτοματισμοί - Κεντρικός έλεγχος Γενικές αρχές BMS KAI BEMS Σκοπός του κεντρικού ελέγχου κτιρίων με BMS - BEMS Ανάλυση και τρόπος λειτουργίας των συστημάτων αυτοματισμού Ι. Οι διαθέσιμες τεχνολογίες bus Το σύστημα ΕΙΒ/ΚΝΧ Ο σχεδιασμός ενός συστήματος για το «έξυπνο σπίτι» Συμπέρασματα Επίλογος Βιβλιογραφία

5 Εισαγωγή Είναι γενικά αποδεκτό ότι η ανάγκη για την προστασία του περιβάλλοντος είναι ένα θέμα μείζονος σημασίας. Η χώρα μας πληρώνει τεράστια πρόστιμα στην Ευρωπαϊκή Ένωση για ενεργειακές σπατάλες, μειωμένη χρήση ανανεώσιμων μορφών ενέργειας και μόλυνση του περιβάλλοντος. Η λύση μπορεί επιγραμματικά να ερμηνευθεί σαν μια ιδέα που υπάρχει στην Ευρωπαϊκή Ένωση και λέγετε «3 P s» (People, Planet, Profit) αυτό μπορεί ελεύθερα να μεταφραστεί ως «Άνθρωπος και πλανήτης, κέρδος και για τους δύο».τα παραπάνω μπορούν να επιτευχθούν σε ικανοποιητικό βαθμό χωρίς να δρουν εις βάρος της ποιότητας ζωής του ανθρώπου. Ειδικά στο κτιριακό τομέα πρέπει υποχρεωτικά να επιτευχθεί εξοικονόμηση ενέργειας έχοντας σαν άμεσες θετικές επιδράσεις την μείωση των ρύπων προς την ατμόσφαιρα, την εξοικονόμηση χρημάτων, την χρήση οικολογικών και ανακυκλώσιμων υλικών και την χρήση ανανεώσιμων μορφών ενέργειας, καλύπτοντας όμως παράλληλα τις ανάγκες των ανθρώπων σε κάθε επίπεδο της διαβίωσής τους. Κατά την έρευνα που κάναμε συγκεντρώσαμε κατά τη γνώμη μας, τις πιο σύγχρονες, αποδοτικές και άμεσα εφαρμόσιμες τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια και σας τις παρουσιάζουμε αναλυτικά παρακάτω. 5

6 1 Ενεργητικά συστήματα 1.1 Γεωθερμία Ορισμός Η ίδια η ετυμολογία της λέξης γεωθερμία μας παραπέμπει σε θερμότητα, η οποία εκπέμπεται από τη γη και έχει συνήθως υψηλή θερμοκρασία. Με τον όρο γεωθερμία ορίζουμε τη θερμότητα που εκλύεται από τους γεωλογικούς σχηματισμούς και πετρωμάτων και από τον υπόγειο και επιφανειακό υδροφόρο ορίζοντα. Σύμφωνα με την εκάστοτε θερμοκρασία του υπεδάφους ή του υπόγειου ή επιφανειακού υδροφόρου ορίζοντα, η γεωθερμία διαχωρίζεται σε αβαθής γεωθερμία, χαμηλής, μέσης ή υψηλής ενθαλπίας γεωθερμικό δυναμικό. Όταν η θερμότητα είναι μικρότερη των 25 βαθμών Κελσίου και είναι κατάλληλη τόσο για την θέρμανση όσο και για τη ψύξη χώρων, τότε αναφερόμαστε στην αβαθή γεωθερμία, που εφαρμόζεται σε ολόκληρη την Ελληνική επικράτεια και χρησιμοποιείται για ιδία ενεργειακή χρήση. Οποιαδήποτε άλλη περίπτωση, πρόκειται για συστήματα αξιοποίησης του γεωθερμικού δυναμικού, ενδιαφέρει κυρίως επενδυτές και βρίσκεται σε συγκεκριμένα γεωγραφικά μήκη και πλάτη επί της Ελληνικής επικράτειας. Η χρήση του γεωθερμικού δυναμικού, προορίζεται για τηλεθέρμανση, για τον ιαματικό τουρισμό, για λουτρά και για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο η τελευταία περίπτωση, ενδιαφέρει κυρίως επενδυτές και εταιρίες, που στοχεύουν στην παραγωγή και ακολούθως στην πώληση της ηλεκτρικής ενέργειας. Το επίκεντρο του ενδιαφέροντος του καταναλωτικού κοινού είναι η παραγωγή θέρμανσης και ψύξης για ιδία χρήση, με σκοπό την κατάργηση του πετρελαίου και την εξοικονόμηση της ενέργειας. 6

7 1.1.1 Αβαθής γεωθερμία Η ενέργεια η οποία προέρχεται από τα επιφανειακά στρώματα της Γης ονομάζεται «αβαθής γεωθερμία». Όταν η ενέργεια αυτή όμως, προέρχεται από τα έγκατα της γης χαρακτηρίζεται ως «γεωθερμικό δυναμικό». Λαμβάνοντας υπόψιν αυτή τη διάκριση μπορούμε πλέον να δώσουμε έναν ολοκληρωμένο ορισμό για την αβαθή γεωθερμία. Ονομάζουμε λοιπόν αβαθή γεωθερμία την εκμετάλλευση της θερμότητας των γεωλογικών σχηματισμών και των νερών (επιφανειακών και υπογείων) που δεν χαρακτηρίζονται ως γεωθερμικό δυναμικό και είναι κατάλληλη για τη θέρμανση και ψύξη χώρων. Η αβαθής γεωθερμία εφαρμόζεται σε ολόκληρη την Ελληνική επικράτεια. Ο στόχος της είναι η κατάργηση του πετρελαίου θέρμανσης και ο φθηνότερος τρόπος ψύξης ενός κτιρίου Θεωρητικό Υπόβαθρο Τα γεωθερμικά συστήματα βασίζονται στο γεγονός ότι η θερμοκρασία των επιφανειακών στρωμάτων του φλοιού της Γης, παραμένει σχεδόν σταθερή καθ όλη τη διάρκεια του έτους, ανεξάρτητα από τις κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν στην επιφάνεια. Αυτή η σχεδόν σταθερή θερμοκρασία είναι αποτέλεσμα της συνεχούς ακτινοβολίας του ηλίου (ηλιακή ενέργεια) και της θερμομόνωσης που παρουσιάζει το εκάστοτε πέτρωμα. Η φιλοσοφία λειτουργίας οποιουδήποτε γεωθερμικού συστήματος είναι η μεταφορά ενεργειακών φορτίων, από το έδαφος στον κλιματιζόμενο χώρο και αντίστροφα. Πιο συγκεκριμένα, κατά τη χειμερινή περίοδο, μεταφέρεται θερμότητα από το έδαφος στο εσωτερικό του κλιματιζόμενου χώρου ενώ το αντίστροφο συμβαίνει την περίοδο του καλοκαιριού. Για τη μεταφορά των ενεργειακών φορτίων χρίζεται υπεύθυνη μία γεωθερμική αντλία θερμότητας Πλεονεκτήματα Η επιλογή της γεωθερμίας παρουσιάζει αρκετά προτερήματα, με επίκεντρο ενδιαφέροντος την ενέργεια σε ελάχιστο κόστος και την περιβαλλοντική ευαισθησία του καθενός. Λόγω της χαμηλής κατανάλωσης 7

8 που παρουσιάζει ο γεωθερμικός κλιματισμός, εξοικονομεί χρήματα περισσότερο από 60% όταν η τιμή πετρελαίου θέρμανσης ανέρχεται σε 0.75 Ευρώ ανά λίτρο και η τιμή αγοράς της ηλεκτρικής ενέργειας δεν ξεπερνά τα 0.11 Ευρώ ανά κιλοβατώρα. Η συντήρηση του εξοπλισμού είναι σχεδόν ανύπαρκτη και όταν αυτή απαιτείται μπορεί να πραγματοποιηθεί με πολύ μικρό κόστος. Η ευελιξία, η άνεση και η αυτονομία που παρουσιάζουν αποτελεί ένα ακόμα προτέρημα των συστημάτων. Με τις γεωθερμικές αντλίες θερμότητας είναι δυνατή η παραγωγή ζεστού νερού χρήσης, η αυτονομία ανά χώρο και ο συνδυασμός με οποιοδήποτε σύστημα θέρμανσης ή ψύξης Ανοιχτά γεωθερμικά συστήματα Τα ανοικτά γεωθερμικά συστήματα είναι αυτά που εκμεταλλεύονται την παρουσία υπόγειου ή επιφανειακού [θάλασσα] υδροφόρου ορίζοντα. Βασική προϋπόθεση για τη σωστή λειτουργία του συστήματος είναι η πλούσια συνεχή και σταθερή υδροφορία. Το βέλτιστο σύστημα αποτελείται από δυο υδρογεωτρήσεις. Η μία υδρογεώτρηση ονομάζεται παραγωγική και αναφέρεται σε αυτή που αντλεί την ποσότητα του νερού από τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα, ενώ η δεύτερη λειτουργεί ως εμπλουτισμός και είναι αυτή που επιστρέφει ολόκληρη την ποσότητα του νερού στην υπόγεια υδροφορία από όπου προήλθε. Τα ανοικτά γεωθερμικά συστήματα αποτελούν ίσως την ευκολότερη κατασκευαστική λύση. Κρίνονται αντιοικονομικά όταν το βάθος ανόρυξης είναι αρκετά βαθύ και όταν αναφερόμαστε σε μικρές κατοικίες των 100 τ.μ. Η εγκατάσταση τους είναι αρκετά εύκολη αλλά η ανόρυξη των υδρογεωτρήσεων αποτελεί μία μικρή ταλαιπωρία. Τα ανοικτά γεωθερμικά συστήματα παρουσιάζουν υψηλότερη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, κάτι που οφείλεται στην υψηλή κατανάλωση που παρουσιάζει το υποβρύχιο συγκρότημα, σε σχέση με αυτό του κυκλοφορητή ανακυκλοφορίας όταν πρόκειται για κλειστό οριζόντιο ή κάθετο σύστημα. Η διαφορά του λειτουργικού κόστους μεταξύ ανοικτού και κλειστού γεωθερμικού συστήματος δεν είναι μεγάλη. Ωστόσο, σε αρκετές περιπτώσεις το κόστος κατασκευής μπορεί να διαφέρει αρκετά. 8

9 Ένα τυπικό ανοικτό γεωθερμικό σύστημα αποτελείται από το κύκλωμα των υδρογεωτρήσεων, τη γεωθερμική αντλία θερμότητας και τον τρόπο διανομής του ενεργειακού φορτίου Κλειστά γεωθερμικά συστήματα Τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα είναι αυτά που εκμεταλλεύονται τη θερμοκρασία των γεωλογικών σχηματισμών. Στα κλειστά γεωθερμικά συστήματα το κύκλωμα των υδρογεωτρήσεων αντικαθίστανται με γεωσυλλέκτες (γεωεναλλάκτες), που τοποθετούνται σε οριζόντια, κωνική ή κάθετη διάταξη. Ο σκοπός του γεωσυλλέκτη είναι να μεταφέρει το ενεργειακό φορτίο από και προς το έδαφος. Τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα εγκαθίστανται σε περιοχές όπου η υπόγεια ή επιφανειακή υδροφορία είναι ανύπαρκτη ή τα κοστολόγια εκμετάλλευσης της υδροφορίας είναι αρκετά υψηλά. Η επιλογή μεταξύ των διάφορων τύπων που διέπουν τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα εξαρτάται από την μορφολογία της ευρύτερης περιοχής και φυσικά τη διαθεσιμότητα του περιβάλλοντα χώρου, καθώς επίσης και το στάδιο της κατασκευής. Ένα τυπικό κλειστό γεωθερμικό σύστημα αποτελείται από τον γεωσυλλέκτη (οριζόντια, κωνική ή κάθετη διάταξη), την γεωθερμική αντλία θερμότητας και το δίκτυο διανομής του ενεργειακού φορτίου στον κλιματιζόμενο χώρο δηλαδή, την ενδοδαπέδια θέρμανση αυτόνομη ή σε συνδυασμό με τις μονάδες εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα (fan coil units). Κλειστό γεωθερμικό σύστημα - κατακόρυφου τύπου 9

10 Κλειστό γεωθερμικό σύστημα - οριζόντιου τύπου Υβριδικά γεωθερμικά συστήματα Τα υβριδικά γεωθερμικά συστήματα παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον όταν πρόκειται για μεγάλες κτιριακές εγκαταστάσεις και αστικές περιοχές. Τα υβριδικά γεωθερμικά συστήματα εφαρμόζονται σε αστικές περιοχές όπου η δημιουργία υδρογεωτρήσεων ή τοποθέτηση του γεωσυλλέκτη είναι σχεδόν ανέφικτη. Τα υβριδικά συστήματα χρησιμοποιούν γεωθερμικές αντλίες θερμότητας νερού - αέρα και όχι νερού-νερού. Ένα υβριδικό γεωθερμικό σύστημα αποτελείται από τις γεωθερμικές αντλίες νερού-αέρα, έναν πύργο ψύξης και ένα σύστημα καυστήρα-λέβητα. Παρόλο που δεν επιτυγχάνεται η απελευθέρωση από το πετρέλαιο θέρμανσης, η εξοικονόμηση χρημάτων που παρουσιάζουν αγγίζει το 45%. Είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι σε αυτή την περίπτωση υπάρχουν κανάλια διανομής του αέρα και η εισαγωγή νωπού / φρέσκου αέρα στο σύστημα είναι αναγκαστική, διότι οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας νερούαέρα, λειτουργούν μονάχα όταν εισέλθει και νωπός αέρας στο σύστημα. Η φιλοσοφία λειτουργίας ενός υβριδικού γεωθερμικού συστήματος δεν απέχει από τον κλασικό τρόπο ενός ανοικτού ή κλειστού γεωθερμικού συστήματος. Στηρίζεται στη διοχέτευση νερού σε σταθερή θερμοκρασία στις γεωθερμικές μονάδες νερού-αέρος, με τη διαφορά όμως ότι αυτή 10

11 επιτυγχάνεται τεχνητά, άλλοτε από το σύστημα καυστήρα-λέβητα κι άλλοτε από τον πύργο ψύξης. Το υβριδικό γεωθερμικό σύστημα στηρίζεται σε τεχνητή δημιουργία σταθερής θερμοκρασίας, ενώ το κλασικό γεωθερμικό στηρίζεται στη σταθερή θερμοκρασία του εδάφους Περιβαλλοντικές επιπτώσεις - Γ ενικά Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της εκάστοτε γεωθερμικής εγκατάστασης ενδέχεται να προέλθουν τόσο από την κατασκευή και τις τυχόν κακοτεχνίες του έργου, όσο και από την κακή συντήρηση και τη λειτουργία αυτού. Όμως, η κατασκευή και η συντήρηση του έργου αποτελεί μια επίπτωση περιορισμένου χρονικού διαστήματος και είναι μερικών ημερών μονάχα. Κατά τη διάρκεια κατασκευής του έργου, το γεωτρύπανο δημιουργεί θόρυβο, αέριους ρύπους και δονήσεις κατά τη διάτρηση, οι οποίοι είναι μικρής διάρκειας και συνήθως βρίσκονται εντός των επιτρεπτών ορίων. Κατά τη διάτρηση συνηθίζεται η χρήση ενός μίγματος νερού / σαπουνιού που δημιουργεί αφρό, ο οποίος διοχετεύεται από το σημείο της γεώτρησης σε καθορισμένο χώρο εντός της ιδιοκτησίας, όπου και διαλύεται σε μικρό χρονικό διάστημα από μόνος του, χωρίς να υπάρχουν οποιασδήποτε μορφής κατάλοιπα Περιβαλλοντικές επιπτώσεις - Κλειστά συστήματα Τα κάθετα κλειστά γεωθερμικά συστήματα αποτελούν απειλή για την ισορροπία του περιβάλλοντος, μονάχα στην περίπτωση, που η "τσιμέντωση" της γεώτρησης έχει δημιουργήσει ρωγμές και ο υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας έχει μολυνθεί είτε από τη διείσδυση ενός επιφανειακού υδροφόρου, είτε από τυχόν διαφυγή αντιψυκτικού υγρού από τις σωληνώσεις του γεωσυλλέκτη. Η βλάβη είναι αποτέλεσμα της διαφορετικής θερμικής αγωγιμότητας μεταξύ του αντιψυκτικού και του τσιμέντου ή "μπετονίτη" που έχει χρησιμοποιηθεί. Το τσιμέντο που περικλείει τη σωλήνωση του γεωσυλλέκτη δρα ως θερμομονωτικό, χωρίς όμως να αντέχει τη διαφορά της αγωγιμότητας με αποτέλεσμα να δημιουργεί ρωγμές από μέσα προς τα έξω. 11

12 Γι' αυτό το λόγο σε αρκετές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται θερμικά εμπλουτισμένα μείγματα για την τσιμέντωση των κάθετων οπών. Τέλος, σε αρκετές περιπτώσεις για την γρηγορότερη και αποτελεσματικότερη προαγωγή της θερμότητας χρησιμοποιούνται αποστάτες για να κρατούν σε απόσταση τους δύο σωλήνες του γεωσυλλέκτη και να μειώνουν την ποσότητα του γεμίσματος. Σε αυτή την περίπτωση, το ποσοστό δημιουργίας ρωγμών είναι ακόμη μεγαλύτερο διότι ο αποστάτης κατέχει έναν συντελεστή αγωγιμότητας που κι αυτός με τη σειρά του είναι διαφορετικός από τους άλλους Περιβαλλοντικές επιπτώσεις - Ανοιχτά συστήματα Σε ένα ανοικτό γεωθερμικό σύστημα κατά τη διάρκεια της θέρμανσης, η αντλία θερμότητας θα κάνει χρήση των υπόγειων ρευμάτων που θα αντλούνται μέσω της παραγωγικής γεώτρησης, θα θερμαίνουν το πτητικό υγρό της ΓΑΘ στον εναλλάκτη θερμότητας και θα επιστρέψουν στον ταμιευτήρα από όπου προήλθαν μέσω της γεώτρησης επανεισαγωγής, χωρίς να έχουν έρθει σε επαφή τα δύο υγρά μεταξύ τους. Το τελευταίο επιτυγχάνεται αρκετά εύκολα εφόσον χρησιμοποιούνται κατάλληλοι εναλλάκτες θερμότητας που απαγορεύουν την επικοινωνία των δύο υγρών ακόμα και στην περίπτωση της διάβρωσης. Ο μελετητής θα πρέπει να σχεδιάσει ένα σύστημα με όσον το δυνατόν μικρότερη τη μεταβολή της διαφοράς της θερμοκρασίας του αντλούμενου νερού, για να μην μεταβάλει τη θερμοκρασία του υδροφόρου από όπου προήλθε. Τέλος, η διαδικασία εμπλουτισμού της γεώτρησης επανεισαγωγής αποτελεί, ίσως, το πιο δύσκολο κατασκευαστικό τμήμα της συνολικής εφαρμογής και προϋποθέτει τη μη ύπαρξη αλλαγής στη φυσικοχημική σύσταση του υγρού, δηλαδή τη μη ανάμειξη ή χρήση του νερού σε οποιαδήποτε άλλη διεργασία. 12

13 1.2 Αντλίες θερμότητας Γενικά Οι αντλίες θερμότητας είναι μηχανήματα τα οποία «αντλούν» θερμότητα (με τη μορφή ψύξης ή θέρμανσης) από μια δεξαμενή θερμότητας (αέρας περιβάλλοντος, δεξαμενή νερού, υπόγεια νερά, λίμνη κλπ) προς ένα χώρο, μέσω ενός κύκλου εξάτμισης και συμπύκνωσης ενός εργαζόμενου μέσου, με την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας Χρήση Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται για τον κλιματισμό και την θέρμανση χώρων καθώς και για την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης Βαθμός απόδοσης Ο βαθμός απόδοσης μιας αντλίας θερμότητας (Coefficient of Performance) δίνεται από την παρακάτω σχέση: COP = αποδιδόμενη θερμότητα ή ψύξη / καταναλισκόμενη ηλεκτρική ενέργεια Οι αερόψυκτες αντλίες θερμότητας, οι οποίες «αντλούν» θερμότητα από τον αέρα του περιβάλλοντος, έχουν συντελεστή απόδοσης που κυμαίνεται από 2 έως 4. Οι υδρόψυκτες αντλίες θερμότητας («αντλούν» θερμότητα από κάποια πηγή νερού) έχουν συντελεστή απόδοσης που κυμαίνεται μεταξύ 3 και 5. 13

14 Τεχνικό υπόβαθρο Ο ρόλος μιας γεωθερμικής αντλίας θερμότητας είναι η μεταφορά του ενεργειακού φορτίου, από και προς το έδαφος. Ο υψηλός συντελεστής απόδοσης που παρουσιάζει οφείλεται στην υψηλή, μη κορεσμένη θερμοκρασία του εδάφους. Η γεωθερμική αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί τη θερμοκρασία των πετρωμάτων για την εξάτμιση του υγρού φρέον και με τη βοήθεια της ηλεκτρικής ενέργειας συμπιέζει το αέριο πια φρέον, με στόχο την ανύψωση της πίεσης και θερμοκρασίας του. Το αέριο φρέον αποδίδει τη θερμοκρασία του στον κλιματιζόμενο χώρο, εφόσον έρχεται σε μία επιφάνεια με το νερό ή αέρα ανακυκλοφορίας θέρμανσης ή ψύξης του κτιρίου, δια μέσου ενός εναλλάκτη θερμότητας. Ο θερμός αέρας ή το θερμό νερό μεταβιβάζονται στο κτίριο με στόχο τη θέρμανση του, ενώ το υγρό πια φρέον εκτονώνεται γιαν τη πτώση της πίεσης του. Η επανάληψη του κύκλου δημιουργεί τη συνεχή θέρμανση του κτιρίου. Για την ψύξη του κτιρίου αντιστρέφεται ο κύκλος του φρέον με αποτέλεσμα το έδαφος να αποτελεί τον αποδέκτη της θερμότητας, ενώ το κτίριο την πηγή ενέργειας, δηλαδή ως εξατμιστή. 14

15 Ζί Πρ< Προσαγωγή ηλεκτρικής Bvcpwetac Από γεωθερμικό εναλλακτη I Προς κτίριο m Προς γεωθερμικό C«c ενσλλακπι Από κτίριο Γεωθερμική αντλία θερμότητας Πλεονεκτήματα Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της μετατροπής του διδύμου λέβητα- ψύκτη σε αντλία θερμότητας είναι ότι : > Δεν ρυπαίνει την τοπική ατμόσφαιρα με καυσαέρια > Εξοικονομεί χώρο (λεβητοστασίου και δεξαμενής καυσίμου) > Χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο στην Ελλάδα παράγεται σε μεγαλύτερο ποσοστό από εγχώρια καύσιμα (λιγνίτη και υδροηλεκτρικά), ενώ το πετρέλαιο εισάγεται > Με την ίδια εγκατάσταση μπορεί να επιτευχθεί ψύξη το καλοκαίρι όπως επίσης και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης > Έχει μεγάλο συντελεστή απόδοσης, πολύ μεγαλύτερο από οποιοδήποτε άλλο σύστημα > Βασίζεται σε ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που είναι άφθονη, ανεξάντλητη και δωρεάν > Είναι αθόρυβη, τοποθετείται μέσα στο κτήριο και δεν χρειάζεται καμινάδα. 15

16 Μειονεκτήματα Τα σημαντικότερα μειονεκτήματα της μετατροπής του διδύμου λέβητα- ψύκτη σε αντλία θερμότητας είναι: > Υψηλό κόστος εγκατάστασης > Δεν είναι πλήρως οικολογικό σύστημα, διότι για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απαιτείται η καύση λιγνίτη Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από γεωθερμικές αντλίες Η σημαντικότερη αρνητική επίπτωση ενός γεωθερμικού συστήματος είναι η διαφυγή του αντιψυκτικού στην ατμόσφαιρα. Το αντιψυκτικό υγρό είναι απαραίτητο στα κλειστά κυκλώματα, για την αποφυγή δημιουργίας πάγου, στα υπόγεια δίκτυα του γεωσυλλέκτη. Γνωστά χημικά που χρησιμοποιούνται ως αντιψυκτικά είναι η μεθανόλη, η αιθανόλη κ.α. Ο τρόπος διαφυγής των αντιψυκτικών είναι αποτέλεσμα κακοτεχνίας ή διάβρωσης. Πάντως μελετημένη και σωστή εγκατάσταση πιθανότητες διαρροής μειώνονται στο ελάχιστο. με καθώς και με τακτική συντήρηση, οι Νομοθετικό πλαίσιο, Αδειοδότηση Το ΦΕΚ (φύλλο εφημερίδας Κυβέρνησης) που διέπει τα γεωθερμικά συστήματα κλιματισμού επιτρέπει την ανόρυξη γεωτρήσεων για ανοικτά και κλειστά γεωθερμικά συστήματα. Η εκμετάλλευση του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα για θέρμανση - ψύξη αποτελεί μία νέα κατηγορία υδρογεωτρήσεων και η χορήγηση άδειας εγκατάστασης του υδροφόρου ορίζοντα δεν υπόκειται στην υφιστάμενη νομοθεσία περί υδρευτικών ή αρδευτικών γεωτρήσεων. Με άλλα λόγια, επιτρέπει την ανόρυξη των απαραίτητων υδρογεωτρήσεων για την αξιοποίηση του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα με την προϋπόθεση ότι το σύστημα επανεισάγει ολόκληρη την ποσότητα του νερού που αντλήθηκε από τον υδροφόρο ορίζοντα χωρίς να μεταβάλει τη φυσικοχημική σύσταση του. 16

17 Αξίζει να αναφερθεί ότι η νομοθεσία είναι υπό εξέταση με σκοπό την τροποποίηση της Νομοθετικό πλαίσιο, Χρηματοδότηση Τα γεωθερμικά συστήματα κλιματισμού επιχορηγούνται από το 4ο ΚΠΣ (κοινοτικό πλαίσιο στήριξης) και την τουριστική ανάπτυξη ή τον εκσυγχρονισμό. Στις συνολικές δαπάνες συμπεριλαμβάνονται η ανόρυξη των υδρογετρήσεων, ο γεωσυλλέκτης, τα δίκτυα διανομής του νερού, οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας, ο ηλεκτρολογικός πίνακας, οι μελέτες και η επίβλεψη του έργου καθώς επίσης και οι μονάδες εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα ή ενδοδαπέδια θέρμανση. Την επιχορήγηση έχουν το δικαίωμα να την λάβουν νομικά πρόσωπα και μόνον, κι εφόσον πληρούν τις προϋποθέσεις της επιχορήγησης. Το ποσοστό επιχορήγησης είναι συνάρτηση του κεντρικού άξονα στον οποίο υπάγεται η επιχορήγηση. Στο τομέα του εκσυγχρονισμού το ποσοστό επιχορήγησης κυμαίνεται βάσει της γεωγραφικής τοποθεσίας που υπάγεται το έργο, ενώ στο τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι σταθερή σε ολόκληρη την Ελληνική επικράτεια Κερδοφορία Η εγκατάσταση αντλίας θερμότητας είναι οικονομική όταν υπάρχουν: > ευνοϊκά τιμολόγια ρεύματος > υψηλό κόστος καυσίμου για λέβητες-καυστήρες > υψηλός ετήσιος αριθμός ωρών λειτουργίας και > ανάγκη θέρμανσης το χειμώνα και ψύξης το καλοκαίρι 17

18 1.3. Ενδοδαπέδιο σύστημα Γενικά Είναι εξαιρετικά παλαιά η σκέψη να θερμανθεί ένας χώρος από το δάπεδο. Σε πολλές κατασκευές αρχαίων πολιτισμών, ζεστός αέρας ή νερό διοχετεύονταν με ειδικά κανάλια (σπανιότερα με σωληναγωγούς) κάτω από το δάπεδο λουτρών ή άλλων χώρων διαμονής με στόχο τη θέρμανση. Στις περιπτώσεις αυτές, το δάπεδο του χώρου μετατρέπεται σ ένα μεγάλο θερμαντικό σώμα. Η αρχή αυτή βρίσκει και σήμερα σημαντική διάδοση και μεγάλος αριθμός κτιρίων θερμαίνεται με τη βοήθεια δικτύων σωληνώσεων ζεστού νερού, το οποίο κυκλοφορεί στο δάπεδο (ή και τους τοίχους) Τεχνική περιγραφή Στα συστήματα αυτά το ζεστό νερό θερμοκρασίας 45-55ο C, διέρχεται μέσω οφιοειδών σωληνώσεων, που επιτυγχάνουν καλή θερμική επαφή με τα δομικά υλικά του δαπέδου το οποίο θερμαίνεται και μετατρέπεται σε θερμαντικό σώμα Εφαρμογές Η θέρμανση δαπέδου βασίζεται στη διαπίστωση ότι οι άνθρωποι βρίσκονται σε συνεχή επαφή με τα δάπεδα και οι θερμαινόμενες ποσότητες αέρα κοντά σ αυτά ανερχόμενες, δημιουργούν αίσθημα θερμικής ανέσεως. Γι αυτό οι θερμάνσεις δαπέδου θεωρούνται ιδιαίτερα πλεονεκτικές για χώρους οι οποίοι δεν μπορούν να θερμανθούν ικανοποιητικά με κοινά θερμαντικά σώματα ή θέρμανση οροφής όπως π.χ. αίθουσες σημαντικού ύψους (εκκλησίες, κινηματοθέατρα, βιοτεχνικοί χώροι κ.α.) Η θέρμανση δαπέδου είναι επίσης ιδιαίτερα κατάλληλη για τη θέρμανση μικρών τμημάτων δαπέδου μεγάλων χώρων, όπως π.χ. χώροι 18

19 που γίνονται τελετές σε εκκλησίες συγκεκριμένες θέσεις εργασίας ατόμων σε παραγωγικές διεργασίες, εμπορικές και διοικητικές εργασίες κ.α. Ακόμη, η θέρμανση δαπέδου προσφέρεται για τη θέρμανση χώρων εκθέσεων, που διαθέτουν μηχανικές εγκαταστάσεις (οι οποίες να καλύπτουν σημαντική έκταση του δαπέδου) και η παραμονή ατόμων είναι συνήθως σύντομη, σε θαλάμους φυλακών και ψυχιατρείων όπου δεν επιτρέπεται η τοποθέτηση συνήθων θερμαντικών σωμάτων, σε δημόσια λουτρά και χώρους αθλήσεως, αλλά και σε καταστήματα, γραφεία και κατοικίες στα οποία δεν υπάρχει διαθέσιμος χώρος ή δεν είναι επιθυμητή η τοποθέτηση εμφανών θερμαντικών σωμάτων. Τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιείται η θέρμανση δαπέδου και για τη θέρμανση εξεδρών, πεζοδρομίων, δρόμων, αεροδρομίων, γηπέδων κλπ για την προστασία από χιόνι ή την διατήρηση ανεκτών συνθηκών κατά τη διάρκεια εκδηλώσεων ή αυξημένης χρήσεως. Η θέρμανση δαπέδου δεν είναι κατάλληλη για χώρους των οποίων σημαντικό μέρος του δαπέδου καλύπτεται από μετακινούμενα μηχανήματα, έπιπλα ή βαριά καλύμματα. Σε χώρους αποθηκεύσεως μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο στους διαδρόμους, όταν οι θέσεις στιβασίας και κυκλοφορίας έχουν μονιμότητα. Κατασκευαστικά, τα συστήματα θερμάνσεως δαπέδου βασίζονται στην ενσωμάτωση οφιοειδών σωλήνων (σερπαντίνες) στο σκυρόδεμα, στο υπόστρωμα, σε κανάλια ή διάκενα του δαπέδου Έμμεσα πλεονεκτήματα Η μεγάλη διάδοση της θερμάνσεως δαπέδου τα τελευταία χρόνια συνδέθηκε με : > Τη δυνατότητα κατασκευής φθηνών εύκαμπτων σωλήνων όπως και σωλήνων από ειδικό πλαστικό που είναι φθηνότερες, με εύκολη τοποθέτηση και μεγάλη διάρκεια ζωής. > Την καθιέρωση και τη σημαντική συνεχή βελτίωση της θερμομονώσεως. Χωρίς θερμομόνωση ήταν και είναι δύσκολη μια θέρμανση δαπέδου, εξαιτίας του περιορισμού της επιφανειακής 19

20 θερμοκρασίας και επομένως της ισχύος της να καλύψει μόνη της τις θερμικές ανάγκες ενός κτιρίου. > Την καθιέρωση της θερμάνσεως δαπέδου σαν κλασσικό σύστημα της θερμάνσεως, μια και η μεταξύ 26-32ο C μέγιστη θερμοκρασία της επιφάνειας του δαπέδου αντιστοιχεί σε μια μέγιστη θερμοκρασία εισόδου του νερού 45-55ο CO! θερμοκρασίες αυτές έδωσαν τη δυνατότητα για αξιοποίηση και συνεργασία των λεβήτων χαμηλών θερμοκρασιών, της αντλίας θερμότητας και των ηλιακών συλλεκτών Βασικές αρχές Υπενθυμίζεται ότι για μια ικανοποιητική θέρμανση, η οποία προσφέρει θερμική άνεση, πρέπει η θερμοκρασία του αέρα του χώρου να είναι 20-22ο C (το χειμώνα), η μέση θερμοκρασία (αλλά και οι επί μέρους) των επιφανειών που περιβάλλουν τον χώρο να μην αποκλίνουν από τη θερμοκρασία του αέρα περισσότερο από 3ο C, η σχετική υγρασία να κυμαίνεται (κατά Rieschel - Raiss) από 60% έως 70% και η ταχύτητα κινήσεως του αέρα να βρίσκεται μέσα στα όρια 0,15-0,25 m/s. Επιδρούν ακόμη σε μικρότερο όμως βαθμό, θέματα αισθητικής και φυσικο - χημικά φαινόμενα, όπως το είδος ντυσίματος, η μορφή και η ένταση εργασίας, ο μεταβολισμός, η ηλικία, το γένος, η φυλή, το πολιτιστικό περιβάλλον και οι συνήθειες του χρήστη. Για την υποδαπέδια θέρμανση παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον η θερμοκρασιακή συμπεριφορά των επιφανειών που περικλείουν τον θερμαινόμενο χώρο, δοθέντος ότι ο χρήστης δέχεται και εκπέμπει προς αυτές θερμική ακτινοβολία. Η μέση θερμοκρασία της (tw) υπολογίζεται από τη σχέση: Όπου: Fi : ti : t W Σ (Ft) Σ (F) οι επιφάνειες (τοίχοι, παράθυρα, θερμαντικά σώματα, οροφή, δάπεδο, αντικείμενα). οι αντίστοιχες θερμοκρασίες τους. 20

21 Ideal curve Infloor heating Thermal Panels [ Διάγραμμα θερμικής άνεσης Η επιφανειακή θερμοκρασία του δαπέδου παρουσιάζει ξεχωριστό ενδιαφέρον γιατί το δάπεδο είναι μια επιφάνεια άμεσης ή σχεδόν άμεσης επαφής με τον χρήστη. Ικανοποιητική είναι κάθε θερμοκρασία δαπέδου μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία του χώρου που επιτρέπει την ικανοποιητική επαφή με το γυμνό πόδι. Για να είναι ικανοποιητική πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να μην υπερβαίνει κάποια όρια που καθορίζονται από κανόνες υγιεινής (περιορισμούς φυσιολογία και ιατρικής). Η θερμοκρασία δαπέδου χώρο συνεχούς παραμονής ανθρώπων, δεν επιτρέπεται να είναι μεγαλύτερη από 26 έως 28o C, γιατί σ αντίθετη περίπτωση μπορεί να αποβεί ενοχλητική για τα πόδια των χρηστών του χώρου. Κοντά σε παράθυρα επιτρέπεται θερμοκρασία δαπέδου 29ο C-Για λουτρά και πισίνες όπου οι άνθρωποι κυκλοφορούν συνήθως με γυμνά πόδια, η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία είναι 32 έως 33ο C και για χώρους ή περιοχές χώρων που σπάνια χρησιμοποιούνται, η θερμοκρασία του δαπέδου μπορεί να φθάσει έως 35ο C. 21

22 Συνιστάμενες θερμοκρασίες Ο Recknagel αναφέρει ότι θερμοκρασίες άνω των 26ο C είναι δυσάρεστες, όπως και απαράδεκτες είναι θερμοκρασίες δαπέδου κάτω από 17ο C. Συνοπτικά μπορεί να λεχθεί ότι συνιστώνται : > Χώροι εργασίας ορθίων (π.χ. κουζίνα) 25ο C > Συνήθεις χώροι παραμονής, σε κατοικίες και γραφεία 28ο C > Διάδρομοι 30ο C > Λουτρά και κολυμβητήρια 32ο C > Σε χώρους που χρησιμοποιούνται σπάνια 35ο C Η θερμοκρασία του ζεστού νερού που κυκλοφορεί στις υποδαπέδιες σωληνώσεις είναι συνήθως περίπου 40ο C και σε σπάνιες περιπτώσεις προσεγγίζει τους 50ο C. Η θερμοκρασία που «αισθάνεται» τελικά ο άνθρωπος η αισθητή θερμοκρασία (te) μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι ο μέσος αριθμητικός όρος της θερμοκρασίας του αέρα στο χώρο (tl) και της θερμοκρασίας των περιβαλουσών επιφανειών (tw) Θερμική άνεση Στην δημιουργία θερμικής ανέσεως σ ένα χώρο, συμβάλουν αποφασιστικά αρκετοί παράγοντες όπως: > Η διατήρηση στα επιθυμητά επίπεδα, σταθερής θερμοκρασίας στο χώρο. > Η ομοιόμορφη κατανομή της θερμοκρασίας τουλάχιστον κατά οριζόντια επίπεδα. > Η κατακόρυφη κατανομή της θερμοκρασίας, όταν δεν είναι πρακτικά εφικτή η ομοιομορφία, πρέπει να δίνει κάπως υψηλότερες τιμές κοντά στο δάπεδο, λίγο χαμηλότερες στο ύψος της κεφαλής του χρήστη (περίπου 1,80 m) και ακόμη χαμηλότερες κοντά στην οροφή. 22

23 > Οι σχετικά υψηλές θερμοκρασίες των τοιχωμάτων και αντικειμένων του χώρου, ιδίως περιοχών που βρίσκονται στο δάπεδο. Για την υλοποίηση των παραπάνω στόχων είναι φανερό ότι η επαρκής θερμομόνωση συμβάλλει τα μέγιστα. Από λειτουργική τώρα άποψη, μία σύγχρονη εγκατάσταση θερμάνσεως πρέπει να επιτυγχάνει (με το μικρότερο δυνατό κατασκευαστικό κόστος και την ελάχιστη δαπάνη ενέργειας), άριστη κατανομή της επιθυμητής θερμοκρασίας, με επαρκή αξιοπιστία και προσαρμοστικότητα στις εξωτερικές αλλαγές Κατανομή θερμοκρασιών Σχετικά με την κατανομή της θερμοκρασίας στους χώρους ανάλογα με το είδος θερμάνσεως που έχει χρησιμοποιηθεί και την συνακόλουθη θερμική άνεση, οι κατασκευαστές υποδαπέδιων συστημάτων υποστηρίζουν ότι το σύστημα αυτό επιτυγχάνει την άριστη κατανομή θερμοκρασίας και τη μέγιστη άνεση. Έρευνες και μετρήσεις που έχουν γίνει από πολλού θεωρητικού και μελετητές φαίνεται να δικαιώνουν τον προαναφερθέντα ισχυρισμό, για τις περισσότερες περιπτώσεις, υπό την προϋπόθεση ότι οι εγκαταστάσεις έχουν πραγματοποιηθεί με βάση πολύ καλή μελέτη και σωστή κατασκευή. Ειδικότερα αναφέρουν : > Στα συστήματα θερμάνσεως με μεταφορά, ο αέρας που έρχεται σε επαφή με τις θερμαινόμενες επιφάνειες των θερμαντικών σωμάτων, γίνεται ελαφρύτερος και μετακινείται προς την οροφή, υπό την πίεση και του ψυχρότερου αέρα που βρίσκεται στα χαμηλότερα επίπεδα. Ο θερμός ανερχόμενος αέρας κατά τη μετακίνησή του δίνει ένα μέρος της θερμότητας που μεταφέρει στις επιφάνειες του χώρου με τις οποίες έρχεται σε επαφή. > Αποδίδοντας θερμότητα, γίνεται βαρύτερος και εκ νέου αρχίζει να κινείται προς το δάπεδο, ακολουθώντας μια «κυκλική» (επαναλαμβανόμενη διαδρομή, που θα τον φέρει πάλι σε επαφή με τα 23

24 θερμαντικά σώματα κ.ο.κ. Η χρησιμοποίηση ανεμιστήρων σε μερικούς τύπους θερμαντικών σωμάτων π.χ. (δυναμικοί θερμοσυσσωρευτές,fan coils κ.α.) έχει ακριβώς την αποστολή, να αυξήσει την ταχύτητα του αέρα με στόχο την ταχύτερη θέρμανση (κατά την εκκίνηση) και την αύξηση της θερμικής αποδόσεως των θερμαντικών σωμάτων. > Στα συστήματα θερμάνσεως αυτού του τύπου ο αέρας ανακυκλώνεται κάπως βίαια, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται κάποια ρεύματα, στροβιλισμός, σκόνες και κάπως αυξημένες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ των περιοχών του χώρου. Γενικά σε μερικές «κεντρικές» περιοχές, η θερμοκρασία είναι αρκετά υψηλότερη σε σχέση με τη θερμοκρασία ακραίων περιοχών και τοιχωμάτων. > Κατά την έναρξη λειτουργίας της θερμάνσεως, παρατηρούνται σημαντικές διαφορές θερμοκρασίας και στα σημεία ταχείας ροής ψυχρών ρευμάτων αέρα ή κοντά στο δάπεδο, ή κοντά στο δάπεδο, ή η παρατηρούμενη κατανομή της θερμοκρασίας, κάθε άλλο παρά προκαλεί αίσθηση κλιματικής ανέσεως. > Τα ψυχρά ρεύματα αέρα γίνονται ακόμη περισσότερο έντονα και ενοχλητικά σε εγκαταστάσεις στις οποίες τα θερμαντικά σώματα είναι τοποθετημένα σε εσωτερικούς τοίχους και από τους αρμούς των εξωτερικών τοιχωμάτων μπαίνει ψυχρός αέρας, ο οποίος ενισχύει τα ενοχλητικά αυτά ρεύματα. > Η αυξημένη θερμοκρασία του αέρα στις «υψηλές» ζώνες του χώρου, γίνεται αιτία να εμφανίζονται μεγάλες θερμοκρασιακές διαφορές με τον εξωτερικό αέρα ή τον αέρα βοηθητικών χώρων που δεν θερμαίνονται, με αποτέλεσμα την αδικαιολόγητη αύξηση των θερμικών απωλειών από την οροφή και τα άνω τμήματα των τοίχων και κουφωμάτων. Οι απώλειες αυτές δεν προβλέπονται στους υπολογισμούς που γίνονται σύμφωνα με το DIN 4701, το οποίο κυρίως ακολουθείται στη χώρα μας. > Τα συστήματα θερμάνσεως με μεταφορά, έχουν το πλεονέκτημα ότι θερμαίνουν γρήγορα τον αέρα του χώρου. Δεν ευνοούν όμως τη θερμοσυσσώρευση (δηλαδή την αποταμίευση θερμότητας στα στερεά αντικείμενα του χώρου) και γι αυτό αμέσως μετά τη διακοπή 24

25 λειτουργίας του συστήματος, παρατηρείται ραγδαία μείωση της θερμοκρασίας του χώρου. > Στα συστήματα θερμάνσεως με ακτινοβολία, ο αέρας του χώρου θερμαίνεται κυρίως έμμεσα από τα τοιχώματα (τοίχου, δάπεδο, οροφή) και τα στερεά αντικείμενα (π.χ. έπιπλα) του χώρου, τα οποία θερμαίνονται άμεσα από τα θερμαντικά σώματα. Η θερμοκρασία του αέρα ανέρχεται γρήγορα και η αίσθηση της ανέσεως αποκαθίσταται σύντομα. > Ο ψυχρός καθαρός αέρας που προσάγεται στους χώρους (για τις ανάγκες εξαερισμού),θερμαίνεται γρήγορα ερχόμενες σε επαφή με τα τοιχώματα (και τα στερεά αντικείμενα) χωρίς να εμφανίζονται αξιόλογα ψυχρά ρεύματα. 25

26 Μελέτη υποδαπέδιας θέρμανσης Οι εγκαταστάσεις υποδαπέδιας θερμάνσεως μπορούν να χαρακτηριστούν και ως συστήματα μεγάλων θερμαντικών επιφανειών, σχετικά χαμηλής θερμοκρασίας (παρουσιάζουν μικρή θερμοκρασιακή διαφορά με το εσωτερικό περιβάλλον του χώρου). Αν χαρακτηριστεί με Οθ το σύνολο της θερμικής ενέργειας η οποία αποδίδεται σε έναν χώρο από ένα θερμό δάπεδο, μπορεί να λεχθεί ότι ισχύει η σχέση : Qe =Α * αθ (ti-t2) Όπου : Α : αθ : η θερμαίνουσα επιφάνεια (το σύνολο ή τμήμα του δαπέδου) σε m2 ο ειδικός συνολικός συντελεστής μεταβιβάσεως θερμότητας από το j δάπεδο προς τον χώρο με μεταφορά και ακτινοβολία σε W/m2 K. t1: η θερμοκρασία της θερμαντικής επιφάνειας σε C t2 : η θερμοκρασία του αέρα του χώρου σε οο ο Πειραματικές μετρήσεις έχουν δείξει ότι η συνήθης τιμή του συντελεστή μεταβιβάσεως θερμότητας αθ είναι 11,6 W/m2 K. Οι Recknagel - Sprenger δίδουν ενδεικτικά : > Για βατό δάπεδο, μέσης θερμοκρασίας 25ο C και θερμοκρασία χώρου 18ο C, η μέγιστη πιθανή αναμενόμενη παροχή θερμότητας είναι περίπου 70 W/m2 K. > Για δάπεδα θερμοκρασίας 29ο C και θερμοκρασία χώρου 18ο C η μέγιστη πιθανή αναμενόμενη ποσότητα θερμότητος μπορεί να φθάσει τα 120 W/m2 K. Οι παραπάνω τιμές είναι ιδιάζουσας σημασίας για να γίνει μια πρώτη εκτίμηση της δυνατότητος να θερμανθεί ένας χώρος με υποδαπέδιο σύστημα.για το κλίμα της χώρας μας και εφ όσον υφίσταται έστω μέτρια θερμομόνωση των χώρων, είναι συνήθως εφικτή η θέρμανση με υποδαπέδιο 26

27 σύστημα χωρίς να χρειάζεται να γίνει υπέρβαση στα όρια θερμοκρασίας του δαπέδου που προτείνονται χαμηλά για λόγους υγείας και ανέσεως Εγκατάσταση υποδαπέδιας θέρμανσης Η επιτυχία των υποδαπέδιων συστημάτων θερμάνσεως βασίζεται σε μια σειρά προϋποθέσεων, οι οποίες κυρίως σχετίζονται με την καλή συνεργασία των στοιχείων που τα συναποτελούν και τη σχολαστική τήρηση βασικών κατασκευαστικών κανόνων, με σεβασμό στις ιδιομορφίες των συνεργαζομένων στοιχείων και υλικών. Αυτός είναι ο λόγος που η εγκατάσταση δαπεδοθερμάνσεως ανατίθεται συνήθως σε πεπειραμένο κατασκευαστή, εξειδικευμένο στη χρήση προϊόντων δεδομένης εταιρίας. Οι αντιπρόσωποι των μεγάλων οίκων του εξωτερικού, σε κάθε ευκαιρία τονίζουν ότι πρέπει να τηρούνται σχολαστικά οι οδηγίες τους και σε καμία περίπτωση δεν πρέπει σε μια εγκατάσταση να χρησιμοποιούνται στοιχεία διαφορετικών κατασκευαστών. Όσο και αν ο υπερτονισμός της παραπάνω αρχής εμπεριέχει αυτονόητη εμπορική σκοπιμότητα, υπάρχουν σοβαροί λόγοι που απαγορεύουν τους πειραματισμούς και την ανάμειξη στοιχείων διαφόρων προελεύσεων. Μια τυπική εγκατάσταση δαπεδοθέρμανσης περιλαμβάνει την πηγή παραγωγής του ζεστού νερού, το σύστημα προσαρμογής του νερού στις θερμικές ανάγκες του υποδαπέδιου δικτύου σωληνώσεων, το σύστημα προωθήσεως του νερού (εξαναγκασμένη κυκλοφορία), το κεντρικό δίκτυο διανομής, το υποδαπέδιο ( ή κατ άλλους ενδοδαπέδιο) δίκτυο σωληνώσεων, τα συστήματα ρυθμίσεων, αυτοματισμού και εξοικονόμησης ενέργειας. Με ιδιαίτερη επιμέλεια και προσοχή εξετάζεται πάντοτε η κατασκευαστική διαδικασία και ότι άλλο σχετίζεται με την τοποθέτηση και εξασφάλιση της καλής λειτουργίας των ενδοδαπέδιων σωληνώσεων. Στη φέρουσα δομική κατασκευή (πλάκα από σκυρόδεμα)τοποθετούνται διαδοχικά : 1. Ισχυρή μόνωση 2. Φράγμα υδρατμών 27

28 3. Δομικό πλέγμα 4. Στηρίγματα των υδροφόρων σωλήνων 5. Σωλήνες ζεστού νερού 6. Κολυμβητό δάπεδο κατάλληλης συνθέσεως 7. Τελική επικάλυψη του δαπέδου Σοβατέπι Τελική επίστρωση Κονίαμα Σωλήνας Pex-a Θερμομπετον Μεμβράνη επικάλυψης ο ν - Ι'Π Φραγμό υγρασίας 7/A m m m w A Υπέδαφος Πλάκα μπετόν Πλεονεκτήματα Το σύστημα της υποδαπέδιας θέρμανσης προσφέρει τα εξής : > Περισσότερη θερμική άνεση από κάθε άλλο θερμαντικό σύστημα > Εξοικονόμηση χώρου λόγω της έλλειψης θερμαντικών σωμάτων > Λιγότερος στεγνός αέρας στο χώρο > Συνδιασμός με αντλία θερμότητας και με γεωθερμία για την θέρμανση και τον δροσισμό χώρων 28

29 Μειονεκτήματα Το σύστημα της υποδαπέδιας θέρμανσης μειονεκτεί στα εξής σημεία : > Μεγάλη θερμική αδράνεια > Υψηλότερο κόστος κατασκευής > Αδυναμία παρέμβασης στο δίκτυο μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής 1.4. Fan coil Units Γενικά Ένα σώμα εξαναγκασμένης κυκλοφορίας αέρα (FCU) είναι μια απλή συσκευή που αποτελείται από έναν εναλλάκτη θερμότητας, έναν ανεμιστήρα και θερμοστατικά στοιχεία ελέγχου. Έχει ως μέσο μεταφοράς της θερμότητας το νερό και λειτουργεί σε συνδυασμό με κλασσική ή ενδοδαπέδια θέρμανση Χρήση Συνήθως τα FCU είναι συνδεδεμένα με το σύστημα της ενδοδαπέδιας και της αντλίας θερμότητας για να ενισχύουν την απόδοση και να καλύπτουν της ανάγκες της ψύξης. 29

30 Πλεονεκτήματα Τα FCU έχουν τα εξής πλεονεκτήματα : > Αυξάνουν την απόδοση σε θέρμανση και ψύξη λόγω της εξαναγκασμένης κυκλοφορίας του αέρα που επιτυγχάνεται με τον ανεμιστήρα > Προσφέρουν αυτονομία και δυνατότητα επιλογής θερμοκρασίας σε κάθε χώρο > Μπορούν να τοποθετηθούν εμφανή ή και κρυφά > Είναι ιδανικά για σύνδεση στο σύστημα γεωθερμίας και αντλιών θερμότητος > Είναι ιδανικά για χρήση σε επαγγελματικούς χώρους Μειονεκτήματα Τα FCU έχουν τα εξής μειονεκτήματα : > Αυξημένη στάθμη θορύβου κατά την λειτουργία > Στεγνώνουν τον αέρα του χώρου > Καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια για την λειτουργία του ανεμιστήρα 1.5. Συνδυασμός γεωθερμικού συστήματος με ενδοδαπέδιο και FCU Ένα γεωθερμικό σύστημα σε συνδυασμό με ενδοδαπέδια θέρμανση παρουσιάζει τον υψηλότερο συντελεστή απόδοσης και το χαμηλότερο λειτουργικό κόστος. Αυτό οφείλεται στις χαμηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται για την ενδοδαπέδια θέρμανση. Η ενδοδαπέδια θέρμανση θερμαίνει δομικά στοιχεία του χώρου με αποτέλεσμα να παρουσιάζει αδράνεια σε γρήγορες κλιματικές εναλλαγές. Για αυτό το λόγο και προτιμάται σε ορεινά κλίματα όπου οι κλιματικές εναλλαγές είναι αργές και η θέρμανση απαιτείται συνεχώς. Βέβαια, αν πρωταρχικός στόχος είναι η ψύξη του κτιρίου, τότε η ενδοδαπέδια θέρμανση δεν αποτελεί την καλύτερη λύση. Με την ενδοδαπέδια θέρμανση επιτυγχάνεται μερικός δροσισμός του κτιρίου αλλά κι 30

31 αυτός με την επιφύλαξη της υγροποίησης του δαπέδου. Θα πρέπει να αποφεύγεται η χρήση της ενδοδαπέδιας σωλήνωσης για την ψύξη του χώρου, διότι προκαλεί υγρασία στο σκυρόδεμα του κτιρίου. Ένα σύστημα με εξαναγκασμένη ανακυκλοφορία αέρα, φροντίζει για τον κλιματισμό του κτιρίου. Το σύστημα διανομής του ενεργειακού φορτίου με Fan Coil Units αποτελεί τον πληρέστερο τρόπο για την ψύξη ή θέρμανση του κτιρίου. Σε αυτήν την περίπτωση τοποθετούνται fan coils δαπέδου ή οροφής, τα οποία μπορεί να είναι είτε εμφανή είτε κρυφού τύπου. Σε ένα κεντρικό σύστημα με fan coils, παρέχεται η δυνατότητα αυτονομίας ανά κλιματιζόμενο χώρο. Για κάθε μονάδα ανακυκλοφορίας αέρα ελέγχεται η ταχύτητα προσαγωγής του αέρα, η On/Off λειτουργία και η θερμοκρασία του εκάστοτε χώρου. Η γεωθερμική αντλία θερμότητας που χρησιμοποιείται για τον κλιματισμό του χώρου παρουσιάζει χαμηλότερο συντελεστή απόδοσης από αυτές της ενδοδαπέδιας θέρμανσης, αλλά αρκετά υψηλότερο από αυτές που χρησιμοποιούνται σε συστήματα κλασικής θέρμανσης με σώματα καλοριφέρ. Όταν η ψύξη του χώρου είναι πρωταρχικός στόχος, τότε η εγκατάσταση των fan coils είναι αναπόφευκτη. Σε γενικές γραμμές, η εξοικονόμηση χρημάτων, που προκύπτει από το σύστημα θέρμανσης με fan coil, ανέρχεται σε 55%, σε σχέση με ένα κλασικό σύστημα καυστήρα - λέβητα. Σε ότι αφορά την ψύξη, η εξοικονόμηση χρημάτων αναμένεται να ξεπεράσει το 34% σε σχέση με ένα κλασικό σύστημα κεντρικού κλιματισμού αέρος - νερού Ηλεκτρισμός Γενικά Η ηλεκτρική ενέργεια είναι η πλέον ευέλικτη μορφή ενέργειας στην τελική της χρήση και καλύπτει μεγάλο εύρος φορτίων, όπως: φωτισμό, κλιματισμό χώρων, άντληση, κίνηση, ψύξη, θερμικές διεργασίες κλπ. Η ευελιξία που παρέχει στη μεταφορά και τη χρήση της η ηλεκτρική ενέργεια έχει συμβάλει σημαντικά στην ευμάρεια όλων των ανεπτυγμένων και 31

32 αναπτυσσόμενων οικονομιών. Παρόλα αυτά, το ποσοστό των πρωτογενών πηγών ενέργειας που καταναλώνονται ετησίως κατά τη διαδικασία παραγωγής - μεταφοράς - διανομής ηλεκτρισμού είναι της τάξης του 35% του συνόλου των διατιθεμένων ενεργειακών πόρων, ενώ το ποσοστό ωφέλιμης ηλεκτρικής ενέργειας που καταλήγει στην τελική χρήση είναι, για παράδειγμα στην Ελλάδα, το 15%. Αξίζει να σημειωθεί ότι η παραγωγή και διάθεση 1 kwh στην τελική κατανάλωση απαιτεί 3 kwh θερμικής ενέργειας. Αυτός ο χαμηλός βαθμός ενεργειακής απόδοσης είναι ο κύριος λόγος για τον οποίον η ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να χρησιμοποιείται με τον πλέον οικονομικό και ορθολογικό τρόπο. Η εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας στα μεγάλα κτίρια του εμπορικού τομέα και του τομέα παροχής υπηρεσιών (νοσοκομεία, ξενοδοχεία κλπ.), καθώς και στη βιομηχανία, συμβάλλει στη μείωση των λειτουργικών δαπανών των εν λόγω επιχειρήσεων ενώ ταυτοχρόνως εξοικονομούνται σημαντικοί εξαντλήσιμοι ενεργειακοί πόροι. Επιπροσθέτως, η μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρισμού συμβάλλει καθοριστικά στην ελάφρυνση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς παραγωγής. Προκειμένου να διερευνηθούν τα περιθώρια μείωσης των λειτουργικών δαπανών μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, είναι απαραίτητη η γνώση του τρόπου χρήσης της ηλεκτρικής ενέργειας στις επιμέρους δραστηριότητες και διεργασίες, καθώς και ο συσχετισμός αυτής της χρήσης με τη δομή και εφαρμογή των τιμολογίων της ΔΕΗ. Η ορθολογική χρήση των ηλεκτρικών μηχανών και γενικότερα του ενεργοβόρου ηλεκτρολογικού εξοπλισμού, καθώς και η προγραμματισμένη συντήρηση και αντικατάστασή του, μεγιστοποιεί τα λειτουργικά και οικονομικά οφέλη του τελικού χρήστη Βασικές Αρχές Τα ηλεκτρικά φορτία κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες: > τα στατικά φορτία (λαμπτήρες πυρακτώσεως, θερμικές αντιστάσεις κλπ.),και 32

33 > τα επαγωγικά ή ηλεκτρομαγνητικά φορτία (κινητήρες, μετασχηματιστές, λαμπτήρες φθορισμού κλπ.) Σε ότι αφορά τα στατικά ηλεκτρικά φορτία, η ισχύς που απορροφάται υπολογίζεται από τη σχέση: P = U * I Όπου: P η ισχύς σε Watt U τάση σε Volt I ένταση σε Ampere Ο συντελεστής ισχύος στα στατικά φορτία ισούται με τη μονάδα (συνφ=1) Στα επαγωγικά φορτία η ωφέλιμη ισχύς περικλείει και τον συντελεστή ισχύος για την κάλυψη της διέγερσης των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Ρω= U * I * συν φ όπου συντελεστής ισχύος: συν φ < 1,0 Η πρόσθετη ισχύς που απαιτείται για την κάλυψη των επαγωγικών φορτίων, λόγω χαμηλού συν φ, ονομάζεται άεργος ισχύς (Ρα). Η σχέση μεταξύ της συνολικής ισχύος (Ρ), της ωφέλιμης ισχύος (Ρω) και της άεργου ισχύος (Ρα) παρουσιάζεται στο παρακάτω τρίγωνο ισχύος: Ο χαμηλός συντελεστής ισχύος των επαγωγικών φορτίων, ιδιαίτερα αυτών στη μέση τάση (6.6, 1.5, 20 και 22 kv) επηρεάζει την ορθολογική λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος ως εξής: > Τα φορτία πρέπει να καλυφθούν υπό ένταση υψηλότερη της αντιστοιχούσης σε υψηλότερη τιμή του συν φ 33

34 > Λόγω της υψηλής εντάσεως, απαιτείται χρήση μεγαλύτερου μετασχηματιστή ισχύος και αγωγών μεγαλύτερης διατομής (ή εναλλακτικά υψηλότερες απώλειες) > Συνέπεια των παραπάνω είναι η υψηλότερη συνολική μηνιαία χρέωση ισχύος και ενέργειας από τη ΔΕΗ. Η σπουδαιότητα διόρθωσης του συντελεστή ισχύος παρουσιάζεται στο παρακάτω απλό παράδειγμα, όπου η βελτίωση του συν φ από 0.70 σε 0,87 εξοικονομεί 100 kva μειώνοντας αντίστοιχα το συνολικό φορτίο στον μετασχηματιστή τροφοδοσίας. Ο πλέον εφικτός τρόπος διόρθωσης του συντελεστή ισχύος είναι η αντιστάθμιση. με την παράλληλη ζεύξη πυκνωτών Ολοκληρωμένο πρόγραμμα εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας Ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας στα κτίρια και στη βιομηχανία απαρτίζεται από τις παρακάτω δραστηριότητες: > Την Ενεργειακή Επιθεώρηση του ηλεκτρικού συστήματος, με την οποία προσδιορίζεται η υφιστάμενη κατάσταση λειτουργίας του συστήματος ενώ μέσα από τη διαγνωστική ανάλυσή της προκύπτουν οι ανάγκες για τον τρόπο ορθολογικής διαχείρισης και οι οικονομικά βιώσιμες επεμβάσεις εκσυγχρονισμού. > Την Ορθολογική Διαχείριση και Λειτουργία της ηλεκτρικής εγκατάστασης και του κύριου ηλεκτρολογικού εξοπλισμού, που συμβάλλει στην οικονομική χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας μέσω παρεμβάσεων ελέγχου και μείωσης των περιττών φορτίων, ώστε να αποφεύγονται οι σπατάλες. > Τον Εκσυγχρονισμό του ηλεκτρικού συστήματος μέσω επεμβάσεων βραχυπρόθεσμου και μεσοπρόθεσμου αποσβέσεως, οι οποίες συμβάλλουν στη μείωση της κατανάλωσης και στη βελτίωση του ενεργειακού βαθμού απόδοσης. Παραδείγματα τέτοιων επεμβάσεων εκσυγχρονισμού του ηλεκτρικού συστήματος είναι: η διόρθωση του συντελεστή ισχύος με πυκνωτές, η διαχείριση των φορτίων με 34

35 συστήματα αυτοματισμού, η αντικατάσταση κινητήρων, μετασχηματιστών, λαμπτήρων ή άλλου ηλεκτρολογικού εξοπλισμού με αντίστοιχο υψηλού ενεργειακού βαθμού απόδοσης, καθώς επίσης και η υποκατάσταση της ηλεκτρικής ενέργειας στις θερμικές χρήσεις με εναλλακτικές επιλογές, όπως παραγωγή θερμότητας ή ψύξης από αέριο Κυριότερες ηλεκτρικές καταναλώσεις στα κτίρια Τα βασικά χαρακτηριστικά, που καταγράφονται αναφορικά με την τελική χρήση ηλεκτρισμού και τον χρησιμοποιούμενο εξοπλισμό είναι: > Τελική χρήση ηλεκτρικής ενέργειας (κατανάλωση και κατανομή φορτίου) - Στα δίκτυα φωτισμού - Στους κινητήρες γενικής χρήσης - Στο σύστημα κλιματισμού - Στα αντλιοστάσια - Στις ψυκτικές μηχανές - Στους αεροσυμπιεστές - Στις θερμικές διεργασίες, κλπ, > Τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά ηλεκτρολογικού εξοπλισμού, όπως για: - Τους λαμπτήρες (ισχύς, τύπος, τάση, συνφ, φωταψία) - Τους κινητήρες (ισχύς, τύπος, τάση, συνφ, σύστημα ελέγχου, τρόπος εκκίνησης) - Τους μετασχηματιστές (ισχύς, τύπος, συνφ, συνδεσμολογία, απώλειες) - Τους πίνακες διανομής (ισχύς, ασφάλεια, προστασία ) - Τα δίκτυα ( φωτισμού, κινητήρων, γενικών παροχών, διεργασιών) 35

36 Τα κεντρικά συστήματα ελέγχου (σημεία ελέγχου, διαδικασίες, λογικά διαγράμματα) Εκσυγχρονισμός Ηλεκτρικών Συστημάτων Οι ευκαιρίες εκσυγχρονισμού των ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων μεγάλων κτιρίων του εμπορικού τομέα και του τομέα παροχής υπηρεσιών καθώς και βιομηχανιών είναι πολλαπλές και ποικίλλουν τεχνικά και οικονομικά. Ο εκσυγχρονισμός του ηλεκτρικού συστήματος επιχειρείται μόνο στην περίπτωση που έχουν εξαντληθεί οι δυνατότητες ορθολογικής διαχείρισης και έχουν ληφθεί όλα τα αναγκαία μέτρα νοικοκυρέματος. Σκοπός των παρεμβάσεων εκσυγχρονισμού είναι η μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρισμού και η βελτίωση των παρεχόμενων υπηρεσιών ή η αύξηση του ενεργειακού βαθμού απόδοσης της παραγωγικής διαδικασίας. Βασικές παρεμβάσεις εκσυγχρονισμού των ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων είναι μεταξύ άλλων οι παρακάτω: > χωρητική αντιστάθμιση & διόρθωση του συντελεστή ισχύος (συν φ) > βελτίωση του βαθμού απόδοσης των ηλεκτρικών μηχανών > βελτίωση των κυκλωμάτων φωτισμού > υποκατάσταση επιμέρους ηλεκτρικών φορτίων με ενέργεια από άλλες πηγές. π.χ. φυσικό αέριο > ιδιοπαραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με μονάδες συμπαραγωγής Η ιεράρχηση των παρεμβάσεων εκσυγχρονισμού βασίζεται κυρίως στην οικονομικότητα, την αξιοπιστία και τον πιθανό κίνδυνο που συνεπάγεται Χωρητική Αντιστάθμιση & Διόρθωση Συντελεστή Ισχύος (συν φ) Συντελεστής ισχύος (ΣΙ) ονομάζεται ο λόγος της ωφέλιμης ισχύος (Ρω: σε kw) προς την συνολική που απορροφάται από το δίκτυο της ΔΕΗ (Ρ : σε kva). Ο ΣΙ ή συν φ = Ρω /Ρ έχει ως βέλτιστη τιμή τη μονάδα. Ορισμένα ηλεκτρικά φορτία παρουσιάζουν χαμηλό συντελεστή ισχύος, της τάξης των 36