ΨΥΞΗ Ψυκτικό ρευστό R22 Συμπυκνωτής Ψυκτικοί Πύργοι

Transcript

1 ΨΥΞΗ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΤΕΥΧΟΣ 24 ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ - ΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2009 ΘΕΡΜΑΝΣΗ Η ιείσδυση των ΑΠΕ στο Ηλεκτρικό ίκτυο Ανδρέα Κάλβου 75, , Νέα Ιωνία, Τηλ.: Fax: , ΑΦΙΕΡΩΜΑ Θέρμανση κατοικιών με γεωθερμία. Συμφέρει; ΨΥΞΗ Ψυκτικό ρευστό R22 Συμπυκνωτής Ψυκτικοί Πύργοι ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ 3TECH_19 Λέβητες Συμπύκνωσης

2 ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΦΙΕΡΩΜΑ ΑΠΟ ΤΟΥΣ Παναγιώτη Σκάντζικα & Δημήτρη Πολίτη_ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ Αντώνης Βασαλάκης & Γιώργος Σακελλαρίου_ΓΕΩΛΟΓΟΥΣ Θέρμανση κατοικιών με γεωθερμία. Συμφέρει; Τον τελευταίο καιρό γίνεται πολύς λόγος για την ανάγκη εξοικονόμησης ενέργειας και μείωσης των ρύπων, ιδιαίτερα στον κτιριακό τομέα. Όσον αφορά τα συστήματα θέρμανσης, έχουν αναπτυχθεί εναλλακτικά συστήματα με αερόψυκτες ή γεωθερμικές αντλίες θερμότητας. Υπάρχει όμως ένα ομιχλώδες τοπίο για το αν πραγματικά συμφέρει τον καταναλωτή η εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων, το οποίο κάνει τους μηχανικούς αρκετά διστακτικούς ως προς την χρήση αυτών. Θέλοντας να κάνουμε μια τεχνικοοικονομική προσέγγιση του θέματος, επιλέγουμε μια μεζονέτα στην περιοχή της Αττικής, στην οποία εφαρμόζουμε διαφορετικά συστήματα θέρμανσης, καθώς και διαφορετικούς τρόπους κατασκευής ως προς την ενεργειακή πιστοποίησή της. Πριν περάσουμε όμως στην ανάλυση των συστημάτων και καταναλώσεων, θα πρέπει να κάνουμε μια σύντομη αναφορά στο τι είναι γεωθερμία και ποια τα είδη των γεωθερμικών εφαρμογών. Γεωθερμία Γεωθερμική ενέργεια είναι η ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της γης και εμπεριέχεται σε φυσικά επιφανειακά ή υπόγεια ρευστά με τη μορφή ατμών, θερμών νερών ή μείγματα νερών και ατμών ή και αερίων. Γεωθερμική είναι και η ενέργεια των θερμών ξηρών πετρωμάτων ή των λιωμένων μαγματικών υλικών. Συνήθως όμως, ο όρος «γεωθερμική ενέργεια» χρησιμοποιείται σήμερα για να δηλώσει εκείνο το τμήμα της γήινης θερμότητας που μπορεί να ανακτηθεί και να αξιοποιηθεί από τον άνθρωπο. Η γεωθερμική ενέργεια αποτελεί ένα φυσικό εγχώριο πλούτο και ως εκ τούτου η εντατική της έρευνα και αξιοποίηση είναι πολλαπλά ωφέλιμη και θα πρέπει να αντιμετωπίζεται με ιδιαίτερο αναπτυξιακό χαρακτήρα σε τοπικό και σε εθνικό επίπεδο. Η απαιτούμενη τεχνολογία για την εκμετάλλευση της γεωθερμίας που εμπεριέχεται σε ρευστά είναι πλέον δοκιμασμένη σε ευρεία κλίμακα. Αβαθής - ομαλή γεωθερμία: Τ < 25 ο C (ψύξη - θέρμανση κτιρίων) Χαμηλής ενθαλπίας: Τ = ο C (νερό οικιακής χρήσης) Μέσης ενθαλπίας: Τ = ο C (ηλεκτροπαραγωγή με πτητικό ρευστό) Υψηλής ενθαλπίας: Τ > 150 ο C (ηλεκτροπαραγωγή) Τα συστήματα αντλιών θερμότητας για τη θέρμανση, ψύξη και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης αξιοποιούν την αβαθή γεωθερμία. Πώς λειτουργούν; Τον χειμώνα αντλούν θερμότητα από το υπέδαφος και τη διοχετεύουν στο κτίριο, ενώ το καλοκαίρι με την αντίστροφη διαδικασία απορροφούν θερμότητα από το κτίριο και την διοχετεύουν στο υπέδαφος. Τα συστήματα αντλιών θερμότητας μετακινούν τα ποσά θερμότητας χρησιμοποιώντας το γεγονός της σταθερότητας της θερμοκρασίας του εδάφους (ή του νερού). Αρχή λειτουργίας αντλίας θερμότητας Καρδιά του συστήματος είναι η αντλία θερμότητας η οποία αντλεί τη γεωθερμική ενέργεια και τη μεταφέρει στο εσωτερικό του κλιματιζόμενου χώρου θερμαίνοντάς 20_3TECH

3 τον κατά τον χειμώνα. Η διαδικασία αυτή αναστρέφεται το καλοκαίρι, έτσι ώστε να παρέχεται ψύξη στο χώρο. Η αντλία θερμότητας απορροφά περίπου το 75% της απαιτούμενης ενέργειας για θέρμανση και ψύξη από το περιβάλλον. Το υπόλοιπο 25% το παίρνουμε με τη μορφή της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται για τη διεργασία αυτή. Καθ όλη τη διάρκεια του έτους το σύστημα παρέχει ζεστό νερό χρήσης χωρίς επιπλέον κατανάλωση ενέργειας. Η αντλία θερμότητας περιέχει ψυκτικό υγρό. Καθώς αυτό περνάει από τον εξατμιστή, αυξάνει τη θερμοκρασία του και εξατμίζεται απορροφώντας ενέργεια από το υπέδαφος και μετατρέπεται σε αέριο. Το ψυκτικό αυτό αέριο εισέρχεται στον συμπιεστή όπου ανεβάζει την πίεση και τη θερμοκρασία του. Το θερμό αέριο έπειτα εισέρχεται στον συμπυκνωτή όπου απελευθερώνει τη θερμική ενέργειά του στο κύκλωμα θέρμανσης. Με την απελευθέρωση θερμικής ενέργειας το ψυκτικό μέσο συμπυκνώνεται σε υγρό το οποίο μεταφέρεται στον εξατμιστή μέσω μειωτή πίεσης και ο κύκλος ξαναρχίζει. Απόδοση συστημάτων θέρμανσης Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας 1 μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας: 5 μονάδες θερμικής ενέργειας Συστήματα φυσικού αερίου 1 ισοδύναμο φυσικού αερίου: 1.5 μονάδα θερμικής ενέργειας Συστήματα πετρελαίου 1 ισοδύναμο πετρελαίου: 0.8 μονάδες θερμικής ενέργειας Στην κατάσταση ψύξης η απόδοση των συμβατικών συστημάτων (αντλίες αέρα - αέρα, αέρα - νερού) είναι μικρότερη κατά 1,5 μονάδα τουλάχιστον, ενώ σε ακραίες καιρικές συνθήκες η απόδοσή τους είτε μειώνεται δραστικά είτε τερματίζεται η λειτουργία τους. Η λειτουργία των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας είναι ανεξάρτητη από τις συνθήκες του περιβάλλοντος. ΑΝΟΙΧΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ (Open-loop) Ονομάζονται ανοιχτά συστήματα γιατί αντλείται νερό είτε από επιφανειακή πηγή (θάλασσα, λίμνη, ποτάμι) είτε από υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα (μέσω γεώτρησης ή πηγαδιού). Αφού αποδώσει την ενέργειά του στο σύστημα, το νερό επιστρέφει στην πηγή απ όπου αντλήθηκε. Απαραίτητη προϋπόθεση: Μία τουλάχιστον παραγωγική γεώτρηση. Μία γεώτρηση επανεισαγωγής ώστε να μην επηρεάζεται ο υδροφόρος ορίζοντας. 3TECH_21

4 ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΦΙΕΡΩΜΑ στη γύρω περιοχή ειδικά στην περίπτωση που πραγματοποιείται σε παραθαλάσσια περιοχή (υφαλμύρηνση). Το κόστος κατασκευής μιας τέτοιας εφαρμογής ποικίλει ανάλογα με διάφορους εξωγενείς παράγοντες, όπως το βάθος εύρεσης νερού, η ποιότητα και ποσότητα του νερού κ.λπ. Συνήθως είναι η βέλτιστη λύση για μεγάλες (κυρίως επαγγελματικές) εφαρμογές. Ο κατασκευαστής θα πρέπει να ελέγξει τις ιδιότητες του νερού (σκληρότητα, οξύτητα, περιεκτικότητα σιδήρου) ώστε να εξασφαλιστεί η ποιότητά του. Οι αναλύσεις θα καθορίσουν τα υλικά από τα οποία θα πρέπει να είναι κατασκευασμένοι οι εναλλάκτες και λοιπά μέρη του συστήματος. Για να λειτουργήσει το ανοιχτό σύστημα θα πρέπει να υπάρχει η απαιτούμενη παροχή του νερού από τη γεώτρηση και συνεπώς και από τον υδροφόρο ορίζοντα. Συνεπώς κρίνεται απαραίτητη η διενέργεια δοκιμής άντλησης μετά τη διάνοιξη της γεώτρησης. Προσοχή θα πρέπει να δοθεί και στις συνέπειες από την εκτεταμένη άντληση ΚΛΕΙΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ (Close-loop) ΟΡΙΖΟΝΤΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (Horizontal-loop) Λόγω του ότι το έδαφος αποθηκεύει την ενέργεια που παίρνει από τον ήλιο για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα, η θερμοκρασία του ψυχρού μέσου παραμένει σταθερή, εξασφαλίζοντας υψηλή αποδοτικότητα του συστήματος καθ όλη τη διάρκεια του έτους. Γκαζόν, γρασίδι, ποώδης και θαμνώδης βλάστηση είναι ιδανική για την κάλυψη του γεωθερμικού συστήματος. Απαγορεύεται η φύτευση δένδρων και γενικότερα φυτών με βαθύ ριζικό σύστημα. Απαραίτητος χώρος για την εγκατάσταση: 1.5 έως 2 φορές μεγαλύτερος από το εμβαδό του χώρου που θα θερμανθεί. Η εγκατάσταση των σωληνώσεων στο έδα- 22_3TECH

5 φος μπορεί να γίνει σε διάφορες διατάξεις ανάλογα και με τον διαθέσιμο χώρο, το ανάγλυφο και τη δομή του εδάφους. Όσο μεγαλύτερη η απόσταση μεταξύ των σωληνώσεων τόσο μεγαλύτερη και η απόδοση του συστήματος. Το πορώδες, η ορυκτολογική σύσταση, η κοκκομετρία, καθώς και η υγρασία του εδάφους συμβάλλουν στην ενεργειακή αποδοτικότητα (Ενεργειακή απόδοση: 10 έως 30 W/mC). Αν τα κλειστά συστήματα τοποθετηθούν σωστά και το υλικό των σωληνώσεων είναι από υψηλής πυκνότητας πολυαιθυλένιο, τότε το σύστημα μπορεί να έχει διάρκεια ζωής 75 χρόνια. Θεωρώντας ότι συνήθως σε οικιακές εφαρμογές απαιτείται και διαμόρφωση του περιβάλλοντα χώρου, συνήθως αποτελεί την οικονομικότερη λύση για μικρές και μεσαίες εφαρμογές. ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (Vertical-loop) Τα κατακόρυφα συστήματα είναι περισσότερο αποδοτικά διότι η θερμοκρασία του υπεδάφους παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητη σε βάθη μεγαλύτερα των m. Σωλήνες τύπου U τοποθετούνται μέσα σε γεωτρήσεις βάθους ~100m. Οι γεωτρήσεις εν συνεχεία πληρώνονται με ειδικό μείγμα με σκοπό την αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας του υπεδάφους και την προστασία των σωληνώσεων. Η απόσταση των γεωτρήσεων θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη των 5m. Κατά τη μελέτη του συστήματος θα πρέπει να μελετηθούν διεξοδικά: Η γεωλογία και η λιθοστρωματογραφία της θέσης ώστε να υπολογιστεί η θερμική αγωγιμότητα των σχηματισμών. Συνήθως το κόστος εφαρμογής της είναι κατά 30 % ως 60 % υψηλότερο σε σχέση με τον οριζόντιο γεωεναλλάκτη, απαιτεί όμως πολύ μικρότερο περιβάλλοντα χώρο. 5 καλοί λόγοι για την επιλογή της αβαθούς γεωθερμίας: Βρίσκεται παντού στο υπέδαφος και είναι φιλική προς το περιβάλλον (δεν μολύνει, δεν έχει εκπομπές CO 2, αντικαθιστά μορφές ενέργειας επιβλαβείς για το περιβάλλον). Είναι διαρκώς διαθέσιμη ενώ δεν επηρεάζεται από τις κλιματικές συνθήκες. Η χρήση της για Θ/Ψ/ΖΝΧ είναι δοκιμασμένη εδώ και πολλά χρόνια αφού η πρώτη εφαρμογή έλαβε χώρα το 1945 στην Αμερική. Τα συστήματα αξιοποίησής της δεν είναι εμφανή μετά την εγκατάστασή τους, ενώ το μηχανοστάσιο χρειάζεται πολύ μικρότερο χώρο από τα συμβατικά συστήματα. Πλήρης απεξάρτηση από τη συνεχώς ανοδική τιμή του πετρελαίου και του φυσικού αερίου. 3TECH_23

6 ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΦΙΕΡΩΜΑ Περιγραφή Κατοικίας Πρόκειται για μια τυπική μεζονέτα στον Γέρακα Αττικής. Αποτελείται από τέσσερα επίπεδα. Οι θερμαινόμενοι χώροι ανά επίπεδο έχουν ως εξής: Υπόγειο 58 m 2, Ισόγειο 101 m 2, Α Όροφος 101 m 2, Σοφίτα 101 m 2. Το ύψος του υπογείου είναι 2.8m, των ορόφων 3.2m και το μέσο ύψος της Σοφίτας 1.7m. O προσανατολισμός του κτιρίου είναι δυτικός, ενώ η νότια πλευρά του βρίσκεται σε επαφή με άλλο κτίριο. Για τον υπολογισμό των θερμικών απωλειών ελήφθη μέση ελάχιστη θερμοκρασία -2 ο C και χαρακτηριστικός αριθμός κτιρίου Η = 0.84 (τοποθεσία συνήθης και θέση πολύ εκτεθειμένη σε ανέμους). Βασιζόμενοι σ αυτές τις τιμές θα εξετάσουμε δύο περιπτώσεις: Α) Επίπεδο μόνωσης συνήθους κατασκευής και θέρμανση με μονοσωλήνιο σύστημα. Δομικό στοιχείο Τρόπος κατασκευής Τα κουφώματα θεωρούνται τυπικά κουφώματα αλουμινίου με Συντ. Θερμ. Κ = 3.00 και συντελεστή διείσδυσης αέρα α = 2.00 Οι παραπάνω συντελεστές θερμοπερατότητας έχουν προσαυξηθεί όπου χρειάζεται, ώστε να συμπεριλάβουμε τις κακοτεχνίες που γίνονται στην κατασκευή, αλλά και τις θερμογέφυρες που δημιουργούνται με τον παραπάνω τρόπο κατασκευής (π.χ. μεταξύ της πλάκας ή στοιχείου οπλ. σκυροδέματος και της εκατέρωθεν τοιχοποιίας). Το μέγιστο θερμικό φορτίο που απαιτείται υπολογίζεται στις kcal/h. Δομικό στοιχείο Δοκοί υποστυλωμ. 20 Εξωτερική τοιχοποιία Δοκοί υποστυλωμ. 20 Μόνωση 3cm εξωτερικά 0.86 Εξωτερική τοιχοποιία Μόνωση 3cm μέσα στο δομικό στοιχείο 1.20 Δάπεδο σε έδαφος Μόνο υγρομόνωση 2.80 Ξύλινη στέγη με κεραμ. Μόνωση 5 cm 0.59 Εσωτερική τοιχοποιία Χωρίς μόνωση 1.17 Τρόπος κατασκευής Εξωτερική μόνωση 8 cm και 5 cm εσωτερικά Εξωτερική μόνωση 8 cm και 5 cm εσωτερικά Συντελ. Θερμοπερατότητας Kcal/m 2 hc Γήινοι εναλλάκτες για σύστημα γεωθερμίας κατακόρυφων γήινων εναλλακτών σε έργο στην Ιπποκράτειο Πολιτεία. Β) Επίπεδο μόνωσης κατασκευής για ενεργειακή κλάση Α+ και θέρμανση με υποδαπέδιο σύστημα. Συντελ. Θερμοπερατότητας Kcal/m 2 hc Δάπεδο σε έδαφος Μόνωση 8 cm 0.36 Ξύλινη στέγη με κεραμ. Μόνωση 8 cm 0.24 Εσωτερική τοιχοποιία Μόνωση 5cm εξωτερικά 1.17 Είσοδος δικτύου γήινων εναλλακτών στο μηχανοστάσιο σε έργο γεωθερμίας σε έργο στο Βουτζά Αττικής, ισχύος 38 kwth. Τα κουφώματα θεωρούνται θερμοδιακοπτόμενα κουφώματα αλουμινίου πολύ καλής συναρμογής με Συντ. Θερμ. Κ = 1.40 και συντελεστή διείσδυσης αέρα α = Στην περίπτωση αυτή, αφού η θέρμανση γίνεται με υποδαπέδιο σύστημα δεν λαμβάνονται προσαυξήσεις λόγω διακοπών. Το μέγιστο θερμικό φορτίο που απαιτείται σ αυτή την περίπτωση υπολογίζεται στις kcal/h. Εφαρμογές Για το κτίριο ακολουθούμε διάφορες λύσεις συστημάτων θέρμανσής του, αναλόγως και της κατασκευής του. Πιο συγκεκριμένα, για τη συνηθισμένη κατασκευή, θεωρώντας διακοπτόμενη λειτουργία, επιλέγουμε: Σύστημα θέρμανσης αποτελούμενο από Λέβητα και Καυστήρα Πετρελαίου kcal/h και σώματα panel για όλους τους χώρους. Για την ψύξη της κατοικίας επιλέγονται διαιρούμενες κλιματιστικές μονάδες (splits) σε όλα τα δωμάτια κύριας χρήσης. Σύστημα θέρμανσης αποτελούμενο από Αερόψυκτη Αντλία Θερμότητας θερμικής ισχύος 32 kw, τοπικές κλιματιστικές μονάδες (FCU) για τα δωμάτια και σώματα λουτρού (πετσετοκρεμάστρες) για τα μπάνια. 24_3TECH

7 Σύστημα θέρμανσης αποτελούμενο από Γεωθερμική Αντλία Θερμότητας θερμικής ισχύος 30 kw, τοπικές κλιματιστικές μονάδες (FCU) για τα δωμάτια και σώματα λουτρού (πετσετοκρεμάστρες) για τα μπάνια. Για την κατασκευή ενεργειακής πιστοποίησης Α+, θεωρώντας συνεχή λειτουργία, επιλέγουμε: Σύστημα θέρμανσης αποτελούμενο από Λέβητα και Καυστήρα Πετρελαίου kcal/h και ενδοδαπέδια για όλους τους χώρους. Για την ψύξη της κατοικίας επιλέγονται διαιρούμενες κλιματιστικές μονάδες (splits) σε όλα τα δωμάτια κύριας χρήσης. Σύστημα θέρμανσης αποτελούμενο από Αερόψυκτη Αντλία Θερμότητας θερμικής ισχύος 12 kw, και ενδοδαπέδια για όλους τους χώρους. Επιλεκτικά τοποθετούνται τερματικές μονάδες αέρα νερού για την κάλυψη των αναγκών ψύξης. Σύστημα θέρμανσης αποτελούμενο από Γεωθερμική Αντλία Θερμότητας θερμικής ισχύος 9,5 kw, και ενδοδαπέδια για όλους τους χώρους. Επιλεκτικά τοποθετούνται τερματικές μονάδες αέρα νερού για την κάλυψη των αναγκών ψύξης. Κόστη Κατασκευής Για τη συνηθισμένη κατασκευή, Το κόστος προμήθειας και εγκατάστασης του πρώτου συστήματος θέρμανσης, συμπεριλαμβανομένων του λέβητα, του καυστήρα, του κυκλοφορητή, των λοιπών παρελκομένων και εξαρτημάτων λεβητοστασίου, της δεξαμενής καυσίμου, της καμινάδας, των σωμάτων panel, καθώς και όλων των εργασιών εγκαταστάσεων, εκτιμάται σε Σ αυτό θα πρέπει να συνυπολογιστεί και το κόστος προμήθειας και εγκατάστασης των μονάδων ψύξης (splits), το οποίο εκτιμάται σε ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (Vertical-loop), ανεβάζοντας το συνολικό κόστος κτήσης σε Το κόστος προμήθειας και εγκατάστασης του δεύτερου συστήματος θέρμανσης, συμπεριλαμβανομένων της αερόψυκτης αντλίας θερμότητας (για πρακτικούς λό- 3TECH_25

8 ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΦΙΕΡΩΜΑ γους υπολογίζουμε μονάδα με ενσωματωμένο ψυχροστάσιο), των τερματικών μονάδων και των σωμάτων λουτρού, καθώς και των εργασιών που απαιτούνται για την εγκατάσταση και λειτουργία τους, εκτιμάται σε Για τις ίδιες τερματικές μονάδες, σώματα λουτρού και εσωτερικές εγκαταστάσεις, με αλλαγή της αντλίας θερμότητας σε γεωθερμική, κατά συνέπεια, προμήθεια και εγκατάσταση και οριζόντιου γεωεναλλάκτη (περίπου μ. σωλήνα, στρωμένα), το συνολικό κόστος προμήθειας και εγκατάστασης του τρίτου συστήματος θέρμανσης εκτιμάται σε Για την κατασκευή ενεργειακής πιστοποίησης Α+, Το κόστος προμήθειας και εγκατάστασης του πρώτου συστήματος θέρμανσης, συμπεριλαμβανομένων του λέβητα, του καυστήρα, του κυκλοφορητή, των λοιπών παρελκομένων και εξαρτημάτων λεβητοστασίου, της δεξαμενής καυσίμου, της καμινάδας, της ενδοδαπέδιας εσωτερικής εγκατάστασης, καθώς και όλων των λοιπών εργασιών εγκαταστάσεων και αυτοματισμών, εκτιμάται σε Σ αυτό θα πρέπει να συνυπολογιστεί και το κόστος προμήθειας και εγκατάστασης των μονάδων ψύξης (splits), οι οποίες είναι μικρότερες από της συμβατικής κατασκευής, το οποίο εκτιμάται σε 4.000, καθώς και το κόστος αναβάθμισης του κτιρίου, δηλαδή των επιπλέον μονώσεων και θερμομονωτικών κουφωμάτων που θα εγκατασταθούν, το οποίο εκτιμάται σε όχι περισσότερο από Έτσι, το συνολικό κόστος κτήσης εκτιμάται σε Ομοίως με προηγουμένως, το κόστος προμήθειας και εγκατάστασης του δεύτερου συστήματος θέρμανσης, συμπεριλαμβανομένων της αερόψυκτης αντλίας θερμότητας (για πρακτικούς λόγους υπολογίζουμε μονάδα με ενσωματωμένο Τύπος Συστήματος Σύστημα Θέρμανσης Σύστημα Ψύξης ψυχροστάσιο), της ενδοδαπέδιας εγκατάστασης, των τερματικών μονάδων, των αυτοματισμών, καθώς και των εργασιών που απαιτούνται για την εγκατάσταση και λειτουργία τους, μετά του επιπλέον κόστους των για τις μονώσεις και τα κουφώματα, εκτιμάται συνολικά σε Και φυσικά για τις ίδιες εσωτερικές εγκαταστάσεις, με αλλαγή της αντλίας θερμότητας σε γεωθερμική, κατά συνέπεια προμήθεια και εγκατάσταση και οριζόντιου γεωεναλλάκτη (περίπου 600 μ. σωλήνα, στρωμένα), το συνολικό κόστος προμήθειας και εγκατάστασης του τρίτου συστήματος θέρμανσης, μετά των ίδιων μονώσεων και κουφωμάτων, εκτιμάται σε Έτσι συγκεντρωτικά τα κόστη κτήσης των ανωτέρω λύσεων είναι (Πίνακας 1): Κόστη Κτήσης Επιπλέον (Μονώσεις κλπ) Συνολικό Αρχικό Προς Απόσβεση Λ/Σ + ΣΩΜΑΤΑ (STD) Α/Ψ Α/Θ + FCU (STD) ΓΑΘ + FCU (STD) Λ/Σ + UFH (A+) Α/Ψ Α/Θ + UFH (A+) ΓΑΘ + UFH (A+) Πίνακας 1. Κόστη Λειτουργίας Για τον υπολογισμό του κόστους λειτουργίας του κάθε συστήματος έχουν ληφθεί υπόψη τα παρακάτω δεδομένα και υποθέσεις: Αξία Πετρελαίου: 0,60 ανά λίτρο, αυξανόμενο κατά 3% ανά έτος. Αξία Ρεύματος: Θεωρώντας τη μέγιστη τιμή kwh σε συνδυασμό με το νυκτερινό (για 8 ώρες το 24ωρο) προκύπτει η ισοδύναμη μέση τιμή kwh σε 0,15, συμπεριλαμβανομένου του ΦΠΑ, αυξανόμενη κατά 1% ετησίως. 26_3TECH

9 Ετήσια Θερμική Απαίτηση: Για τη συμβατική κατασκευή υπολογίζεται σε kwh ετησίως. Για την κατασκευή ενεργειακής κλάσης Α+ υπολογίζεται σε kwh ετησίως. Συνολικός Βαθμός Απόδοσης Λεβητοστασίου: 0,85. COP Αερόψυκτης και Γεωθερμικής Α/Θ: ενεργειακή πιστοποίηση Β βάσει Eurovent. Θερμοκρασιακά δεδομένα: Περιοχή Ζωγράφου - Αθήνα. Μετρήσεις διετίας ανά δεκάλεπτο (Πίνακας 2). AIR COOLED H/P HEATING CAP. ABSOR.POWER COP H/P 26,1 9,7 2,69 29,3 9,8 2,99 32,9 9,8 3,36 36,7 9,8 3,74 40,8 9,8 4,16 WATER COOLED H/P HEATING CAP. ABSOR.POWER COP H/P 29,1 6,8 4,28 29,1 6,8 4,28 29,1 6,8 4,28 29,1 6,8 4,28 29,1 6,8 4,28 Πίνακας 3.1 (Συμβατική Κατασκευή). Εύρος θερμοκρασιών Μέση Θερμοκρασία Μετρήσεις Ποσοστό < T < 3 C 0 C 547 1,56% 3,01 C < T < 8 C 5,5 C ,28% 8,01 C < T < 13 C 10,5 C ,94% 13,01 C < T < 18 C 15,5 C ,32% 18,01 C < T < 22 C 20,0 C ,89% Πίνακας 2. Σημειώνουμε ότι οι ανωτέρω υπολογισμοί ετήσιας θερμικής απαίτησης έχουν προκύψει, τόσο από αναγωγή των μέγιστων φορτίων βάσει εμπειρικών υπολογισμών επιβεβαιωμένων από συστήματα θέρμανσης που ήδη λειτουργούν, καθώς και από δυναμικό πρόγραμμα υπολογισμού ενεργειακής αξιολόγησης κτιρίων. Οι διαφοροποιήσεις του COP συναρτήσει των διαφορετικών συνθηκών λειτουργίας, έχουν υπολογιστεί βάσει των Τεχνικών Εγχειριδίων των Α/Θ του οίκου CIAT Γαλλίας (Πίνακας 3.1 & 3.2). AIR COOLED H/P HEATING CAP. ABSOR.POWER COP H/P 7,3 3,3 2,21 9,7 3,28 2, ,8 3,93 12,4 2,5 4,96 13,7 2,5 5,48 WATER COOLED H/P HEATING CAP. ABSOR.POWER COP Η/P 9 2,4 3,75 9 2,4 3,75 9,1 2,1 4,33 9,2 1,8 5,11 9,2 1,8 5,11 Πίνακας 3.2 (Κατασκευή Α+). Κατόπιν τούτων, προκύπτουν τα λειτουργικά κόστη ανά έτος, θεωρώντας φυσικά ίδια θερμοκρασιακά δεδομένα ανά έτος, του κάθε συστήματος θέρμανσης τα οποία και παρουσιάζονται στον Πίνακα 4. Κόστη Λειτουργίας Τύπος Συστήματος 1ο έτος 2ο έτος 3ο έτος 4ο έτος 5ο έτος 6ο έτος 7ο έτος 8ο έτος 9ο έτος 10ο έτος Λ/Σ + ΣΩΜΑΤΑ (STD) 2.765, , , , , , , , , ,70 Α/Ψ Α/Θ + FCU (STD) 1.780, , , , , , , , , ,76 ΓΑΘ + FCU (STD) 1.470, , , , , , , , , ,72 Λ/Σ + UFH (A+) 690,00 710,70 732,02 753,98 776,60 799,90 823,90 848,61 874,07 900,29 Α/Ψ Α/Θ + UFH (A+) 375,00 378,75 382,54 386,36 390,23 394,13 398,07 402,05 406,07 410,13 ΓΑΘ + UFH (A+) 340,00 343,40 346,83 350,30 353,81 357,34 360,92 364,53 368,17 371,85 Τιμή Ρεύματος (μέση) 0,15 0,1515 0,1530 0,1545 0,1561 0,1577 0,1592 0,1608 0,1624 0,1641 Τιμή Πετρελαίου 0,60 0,6180 0,6365 0,6556 0,6753 0,6956 0,7164 0,7379 0,7601 0,7829 Πίνακας 4. 3TECH_27

10 ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΦΙΕΡΩΜΑ Έτσι συγκρίνοντας τα αρχικά κόστη κατασκευής, κατά συνέπεια τα κόστη προς απόσβεση, με τα συνολικά κόστη λειτουργίας για μια δεκαετία, προκύπτουν οι πιο επικερδείς εφαρμογές, καθώς επίσης υπολογίζεται και ο χρόνος απόσβεσης της αρχικής επένδυσης κάθε συστήματος. Τα αποτελέσματα αυτά παρουσιάζονται συνοπτικά στον Πίνακα 5. Τύπος Συστήματος Συνολικό Αρχικό Προς Απόσβεση Κόστη Κτήσης Κόστη Λειτουργίας Δεκαετίας Κέρδος 10ετίας συμπ. της απόσβεσης Χρόνος Απόσβεσης Λ/Σ + ΣΩΜΑΤΑ (STD) ,00 0, ,63 0,00 - Α/Ψ Α/Θ + FCU (STD) , , , ,89 6,7 έτη ΓΑΘ + FCU (STD) , , ,45-681,83 10,5 έτη Λ/Σ + UFH (A+) , , , ,55 5,8 έτη Α/Ψ Α/Θ + UFH (A+) , , , ,30 4,5 έτη ΓΑΘ + UFH (A+) , , , ,47 7 έτη Πίνακας 5. Παρατηρήσεις - Συμπεράσματα Αυτά που μπορούμε να διακρίνουμε με μια πρώτη ματιά από τα ανωτέρω είναι: Το χαμηλό κόστος κτήσης της κλασσικής θέρμανσης σε συμβατική κατασκευή, αλλά και το υψηλό κόστος λειτουργίας που παρουσιάζει. Τη μείωση της διαφοράς του κόστους αυτού (τόσο έναντι της γεωθερμικής, αλλά ιδιαίτερα έναντι της αερόψυκτης εφαρμογής) σε μια κατασκευή Α+. Πιθανή αύξηση του πετρελαίου κατά 5% ετησίως (το οποίο είναι πιο πιθανό σενάριο) οδηγεί τη λύση της κλασσικής θέρμανσης ως άκρως αντιοικονομική. Ξεκινώντας τη σύγκριση από τα συστήματα θέρμανσης για τη συμβατική κατασκευή, αυτό που μπορούμε να διακρίνουμε είναι ο σχετικά μεγάλος χρόνος απόσβεσης της γεωθερμίας. Αυτό οφείλεται κυρίως στο μεγάλο αρχικό κόστος κατασκευής (σχεδόν διπλάσιο σε σχέση με το κλασικό σύστημα λέβητα και σώματα), ενώ ταυτόχρονα παρουσιάζει και σημαντικές δυσκολίες και απαιτήσεις, όπως την πολύ μεγάλη επιφάνεια διάστρωσης γεωεναλλάκτη κ.λπ. Αντιθέτως, η αερόψυκτη εφαρμογή παρουσιάζει έναν αποδεκτό χρόνο απόσβεσης, με ενδεχόμενα αποδεκτά αυξημένο κόστος κτήσης (περίπου +40%). Παρά ταύτα, θεωρώντας ότι ο χρόνος ζωής μιας γεωθερμικής εφαρμογής ξεπερνά κατά πολύ την εικοσαετία και προσβλέποντας την αλματώδη αύξηση του πετρελαίου στις επόμενες δεκαετίες, σαφώς και η γεωθερμική εφαρμογή κρίνεται συμφέρουσα. Συγκρίνοντας τα συστήματα θέρμανσης για την Α+ κατασκευή, το χαρακτηριστικό είναι ότι αν και παρουσιάζουν σημαντικά αυξημένο κόστος κτήσης (65 ως 100% έναντι της κλασσικής κατασκευής σε συνδυασμό με λέβητα και σώματα) ο χρόνος απόσβεσης είναι ιδιαίτερα μικρός (4,5 ως 7 έτη). Ειδικά αν θεωρήσουμε ως μέσο χρόνο ζωής την εικοσαετία, εύκολα συμπεραίνουμε ότι ο ιδιοκτήτης ή χρήστης μιας τέτοιας κατοικίας θα είναι πολλαπλά κερδισμένος από την αναβάθμισή της σε Α+ ενεργειακής κλάσης, ανεξαρτήτως του συστήματος θέρμανσης που θα εγκαταστήσει. Συνυπολογίζοντας την πιθανή μεγαλύτερη αύξηση της τιμής του πετρελαίου οι δύο άλλες λύσεις κρίνονται ιδιαίτερα συμφέρουσες. Και στις δύο περιπτώσεις κατασκευής, αν και φαινομενικά η αερόψυκτη εφαρμογή παρουσιάζει την καλύτερη συμπεριφορά, θα πρέπει να σημειώσουμε κάποια (πιθανά) μειονεκτήματά της. Πιο συγκεκριμένα, δεν πρέπει να ξεχνάμε τον αυξημένο θόρυβο στον περιβάλλοντα χώρο της κατοικίας, την άμεση εξάρτησή της από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, αλλά και του χρόνου ζωής της συναρτήσει 28_3TECH

11 της οξύτητας του περιβάλλοντος (π.χ. παραθαλάσσιες εφαρμογές). Αντιθέτως, η συμπεριφορά της γεωθερμικής εφαρμογής είναι ανεπηρέαστη από δυσμενείς εξωτερικές συνθήκες (θερμοκρασιακές και ποιοτικές), αν λάβουμε δε υπόψη μας και τη λειτουργία ψύξης, τότε είτε για εφαρμογές με μεγάλες απαιτήσεις σε θέρμανση (π.χ. ορεινές) είτε για παραθαλάσσιες εφαρμογές, πιθανότατα η ΓΑΘ να παρουσιάσει το βέλτιστο συνολικό χρόνο απόσβεσης. Από την άλλη, δεν πρέπει να ξεχάσουμε την ευκολία εγκατάστασης της αερόψυκτης αντλίας θερμότητας, το γεγονός ότι απαιτεί τον ελάχιστο χώρο εγκατάστασης (ο οποίος πιθανόν να βρίσκεται σε μια άχρηστη ταράτσα ή έναν μη χρησιμοποιούμενο ακάλυπτο), την υπεραξία του χώρου που προοριζόταν για λεβητοστάσιο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί πια ως αποθήκη ή ακόμα και ως χώρος κύριας χρήσης. Συνοψίζοντας, μπορούμε να πούμε ότι αν και η τελική επιλογή του συστήματος θέρμανσης εξαρτάται από πολλές παραμέτρους (όπως: περιοχή που βρίσκεται η κατοικία, διαθέσιμος περιβάλλων χώρος, ύπαρξη ή δυνατότητα γεώτρησης κ.λπ.), η αναβάθμιση ή κατασκευή μιας ενεργειακά βέλτιστης κατοικίας μόνο κέρδη μπορεί να αποφέρει, τόσο στον ίδιο τον χρήστη / ιδιοκτήτη, αλλά και στον κόσμο μας γενικότερα, καθώς θα επιβαρύνει το περιβάλλον με πολύ λιγότερους ρύπους. Έτσι, η γεωθερμική εφαρμογή δεν αποτελεί μια λύση υψηλού κόστους αλλά μια γρήγορα αποσβέσιμη επένδυση με τον πλέον οικολογικό χαρακτήρα. 3TECH_29