Εξοικονόμηση ενέργειας σε Δημοτικά Κολυμβητήρια. Δημήτρης Αλ. Κατσαπρακάκης ΑιολικήΓηΑ.Ε.

Transcript

1 Εξοικονόμηση ενέργειας σε Δημοτικά Κολυμβητήρια Δημήτρης Αλ. Κατσαπρακάκης ΑιολικήΓηΑ.Ε.

2 Περίπτωση μελέτης Το Δημοτικό Αθλητικό Κέντρο Αρκαλοχωρίου (Δ.Α.Κ.Α.) βρίσκεται στο ανατολικό άκρο της κωμόπολης Αρκαλοχωρίου στο Νομό Ηρακλείου Κρήτης. Εγκαινιάστηκε το 2002 και περιλαμβάνει τις ακόλουθες εγκαταστάσεις: ανοιχτό κολυμβητήριο με δύο πισίνες, μία πισίνα ολυμπιακών διαστάσεων 50x20m και μία πισίνα εκμάθησης 25x6m ένα ανοιχτό γήπεδο ποδοσφαίρου 8x8 με συνθετικό τάπητα από καουτσούκ (calcetto) ένα γήπεδο τένις δύο γήπεδα μπάσκετ βόλεϊ παιδική χαρά.

3 Πανοραμικές απόψεις του Δ.Α.Κ.Α.

4 Υφιστάμενες καταναλώσεις ενέργειας στο Δ.Α.Κ.Α. Οι βασικές ενεργειακές καταναλώσεις που καταγράφονται στο Δ.Α.Κ.Α. είναι: Κατανάλωση πετρελαίου σε κεντρικό καυστήρα Golling GL500, ισχύος 2.182kW, γιατηθέρμανσητουνερούστιςπισίνες. Κατανάλωση πετρελαίου σε κεντρικό καυστήρα πετρελαίου ισχύος 116kW για τη θέρμανση των εσωτερικών χώρων των κτηρίων και την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ). Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε προβολείς υδραργύρου και HQI για τον ηλεκτροφωτισμό του συγκροτήματος.

5 Υφιστάμενη κατανάλωση ενέργειας στο κολυμβητήριο

6 Μετεωρολογικά δεδομένα Θερμοκρασία περιβάλλοντος Θερμοκρασία περιβάλλοντος ( o C) Χρόνος (ώρες) Ετήσια διακύμανση θερμοκρασίας περιβάλλοντος

7 Μετεωρολογικά δεδομένα Ανεμολογικά στοιχεία Μήνας Μέση ταχύτητα ανέμου (m/sec) Κύρια διεύθυνση πνοής ανέμου Παράμετρος C κατανομής Weibull (m/sec) Παράμετρος k κατανομής Weibull Ιανουάριος 4,79 Β ΝΑ ΝΝΑ 5,28 1,80 Φεβρουάριος 4,77 Β ΒΒΔ 5,58 2,02 Μάρτιος 3,88 Β ΒΒΔ 4,64 2,06 Απρίλιος 4,39 Β ΝΝΑ 4,97 2,40 Μάιος 4,91 Β ΒΒΔ ΝΝΑ 5,46 1,98 Ιούνιος 5,49 B ΒΒΔ 6,20 1,98 Ιούλιος 7,55 B ΒΒΔ 8,23 2,80 Αύγουστος 6,85 B ΒΒΔ 7,52 2,85 Σεπτέμβριος 4,68 B ΒΒΔ 5,08 1,94 Οκτώβριος 5,87 B ΒΒΔ 6,61 1,85 Νοέμβριος 4,44 B ΒΒΔ ΒΔ 5,14 1,90 Δεκέμβριος 6,22 Β ΝΝΑ 6,99 1,75 Μέσες ετήσιες τιμές 5,33 6,00 1,81

8 Υφιστάμενεςθερμικέςαπώλειεςπισίνων Ισχύς θερμικών απωλειών (kw) Χρόνος (ώρες) Ετήσια διακύμανση θερμικών απωλειών πισίνων

9 Υφιστάμενεςθερμικέςαπώλειεςπισίνων Ισχύς θερμικών απωλειών (kw) Χρόνος (ώρες) Διακύμανση θερμικών απωλειών πισίνων από 1/3 έως 10/3

10 Ετήσιες υφιστάμενες καταναλώσεις ενέργειας Ετήσια ενέργεια θερμικών απωλειών (kwh) Ετήσια κατανάλωση ντίζελ (klt) Αρχική θερμική ενέργεια (kwh) Πρωτογενής ενέργεια (kwh) Μεγάλη πισίνα , Μικρή πισίνα , Σύνολo , Παραδοχές υπολογισμού: ωράριο λειτουργίας: 12:00-22:00, για έξι ημέρες ανά εβδομάδα επιθυμητή θερμοκρασία νερού πισίνων: 26 ο C μέση συνολική ετήσια απόδοση συστήματος θέρμανσης: 75% κατώτερη θερμογόνος ικανότητα ντίζελ θέρμανσης: 10,07kWh/lt.

11 Πρώτη σημαντική παρατήρηση Με βάση την 30 η μέγιστη τιμή των μέσων ωριαίων θερμικών απωλειών από τις πισίνες (581,917kW) και το συνολικό μέσο βαθμό απόδοσης του συστήματος θέρμανσης των πισίνων που εκτιμάται 0,75, η απαιτούμενη ονομαστική ισχύς του καυστήρα-λέβητα ντίζελ θα έπρεπε να ισούται με 775,889kW ή kcal/h. Είναι προφανές λοιπόν ότι η επιλογή για την εγκατάσταση του υφιστάμενου καυστήρα ντίζελ Golling GL500, ισχύος 2.184kW είναι υπερβολική, δηλαδή έχει προκύψει υπερδιαστασιολόγηση του καυστήρα ντίζελ.

12 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας στο κολυμβητήριο

13 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Για τη μείωση των ενεργειακών καταναλώσεων στο κολυμβητήριο προτείνονται: 1. Η κατασκευή στεγάστρου για τις δύο πισίνες: Η στέγαση προτείνεται να γίνει με φέροντα οργανισμό από αλουμίνιο, ο οποίος θα εδρασθεί σε θεμέλια από χάλυβα. Το κύριο υλικό στέγασης θα είναι πολυκαρμπονικό μασίφ, το οποίο προτιμάται από το κυψελωτό πολυκαρμπονικό, εξαιτίας του ότι παρουσιάζει πολύ χαμηλότερο συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας και υψηλό συντελεστή ηλιακών κερδών. Βασική προϋπόθεση είναι η δυνατότητα ανοίγματος του στεγάστρου κατά τους θερινούς μήνες, προκειμένου να αποφευχθεί η εμφάνιση πολύ υψηλών θερμοκρασιών χώρου εσωτερικά του στεγάστρου, που σε συνδυασμό με την υψηλή υγρασία θα έκανε αδύνατη τη χρήση του κολυμβητηρίου το καλοκαίρι.

14 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Ιδιότητες μασίφ και κυψελωτών πολυκαρμπονικών: Γενικές Ιδιότητες Μέθοδος δοκιμής Μονάδα PC μασίφ PC κυψελωτό Πυκνότητα ISO 1183 gr/cm 1,2 1,2 Οπτικές Συντελεστής ηλιακού κέρδους DIN 5036 % Δείκτης διάθλασης ISO 489 1,585 Μηχανικές Αντοχή σε κάμψη ISO 178 MPa >95 Αντοχή σε εφελκυσμό ISO 527 MPa Θερμικές Ειδική θερμοχωρητικότητα ASTM D2766 J/gr K 1,17 Θερμική αγωγιμότητα DIN W/mk 0,2 3,9-1,4

15 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Στέγαστρα κολυμβητικών δεξαμενών.

16 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Για τη μείωση των ενεργειακών καταναλώσεων στο κολυμβητήριο προτείνονται: 2. Η εγκατάσταση επιφανειακού καλύμματος ελεύθερης επιφάνειας και στις δύο πισίνες για περιορισμό των θερμικών απωλειών από αυτές. Το κάλυμμα συνοδεύεται και με μηχανισμό περιτύλιξης και τοποθετείται στην ελεύθερη επιφάνεια των δεξαμενών όταν αυτές δεν χρησιμοποιούνται.

17 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Επιφανειακά καλύμματα κολυμβητικών δεξαμενών.

18 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Θερμικές ιδιότητες υλικού καλύμματος: Υλικό καλύμματος πολυαιθυλένιο Διάμετρος φυσαλίδας (mm) 12 Πυκνότητα φυσαλίδων (πλήθος/m 2 ) Βάρος μονάδας επιφάνειας (gr/m 2 ) 368 Λόγος εκπομπής ακτινοβολίας υλικού καλύμματος πισίνας ε 0,550 Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας καλύμματος πισίνας λ (W/m K) 0,025 Πάχος καλύμματος πισίνας d (m) 0,020 Συντελεστήςθερμικήςαντίστασηςκαλύμματοςπισίναςd/λ (m 2 K/W) 0,800

19 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Για τη μείωση των ενεργειακών καταναλώσεων στο Δ.Α.Κ.Α. προτείνονται: 3. Η αντικατάσταση του υφιστάμενου καυστήρα πετρελαίου θέρμανσης των κολυμβητικών δεξαμενών με καυστήρα βιομάζας, με σκοπό την κάλυψη των νέων μειωμένων θερμικών απωλειών και για τις δύο πισίνες από βιομάζα. Η ισχύς του νέου καυστήρα βιομάζας που θα αναλάβει τη θέρμανση των κολυμβητικών δεξαμενών θα προκύψει με βάση την ισχύ των θερμικών απωλειών που θα υπολογιστεί από την ετήσια προσομοίωση της λειτουργίας του κολυμβητηρίου μετά την υλοποίηση των προτεινόμενων παρεμβάσεων που αφορούν στη μείωση των θερμικών φορτίων (στέγαση πισίνων και τοποθέτηση καλυμμάτων).

20 Προτεινόμενες παρεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Για τη μείωση των ενεργειακών καταναλώσεων στο Δ.Α.Κ.Α. προτείνονται: 4. Η αντικατάσταση του μικρού καυστήρα θέρμανσης χώρου και παραγωγής ΖΝΧ μπορεί να γίνει με τον κεντρικό καυστήρα βιομάζας, με κατάλληλη διαμόρφωση του υδραυλικού δικτύου και την εγκατάσταση συσκευών αυτοματισμού. Το τελικό αποτέλεσμα των ανωτέρω περιγραφόμενων παρεμβάσεων θα είναι η συνολική απεξάρτηση από το πετρέλαιο θέρμανσης στο κολυμβητήριο και η κάλυψη των θερμικών απωλειών στις κολυμβητικές δεξαμενές και στους εσωτερικούς χώρους αποκλειστικά από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.).

21 Θερμικά φορτία πισίνων μετά τις παρεμβάσεις

22 Υπολογισμός εσωτερικής θερμοκρασίας κλειστών χώρων πισίνων Για τον υπολογισμό των θερμικών φορτίων των πισίνων μετά τις παρεμβάσεις στέγασης και τοποθέτησης επιφανειακών καλυμμάτων, θα πρέπει να υπολογιστεί η ετήσια διακύμανση της εσωτερικής θερμοκρασίας των κλειστών χώρωνπουθαπροκύψουνάνωθεντωνκολυμβητικώνδεξαμενώνμετάτη στέγασή τους. Ο υπολογισμός της διακύμανσης της εσωτερικής θερμοκρασίας είναι πολύ σημαντικός και εξαρτάται από: τιςκλιματικέςσυνθήκεςτηςπεριοχήςτουκολυμβητηρίου τον προσανατολισμό των κάθετων επιφανειών των στεγάστρων το υλικό των στεγάστρων τον αερισμό των εσωτερικών χώρων των κολυμβητηρίων, που καθορίζεται από την Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 (πίνακας 2.3).

23 Υπολογισμός εσωτερικής θερμοκρασίας κλειστών χώρων πισίνων Για μεγιστοποίηση της ακρίβειας υπολογισμού, η ετήσιαδιακύμανσητης εσωτερικής θερμοκρασίας των κλειστών χώρων υπολογίστηκε μετά από υπολογιστική προσομοίωση σε εξειδικευμένο εμπορικό λογισμικό (TRNSYS). Παραδοχές υπολογισμού: τα θερμικά κέρδη από την παρουσία χρηστών υπολογίστηκαν με βάση την Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 (πίνακας 2.7) θεωρήθηκε αριθμός χρηστών ίσος με 30 και μέσος συντελεστής παρουσίας 0,58.

24 Ετήσια διακύμανση θερμοκρασίας εσωτερικών χώρων πισίνων Το διάγραμμα προκύπτει θεωρώντας το χώρο μόνιμα κλειστό. Η παραδοχή αυτή ισχύει μόνο για τον υπολογισμό θερμικών απωλειών χώρου. Για τον υπολογισμό των θερμικών απωλειών των πισίνων έχει ληφθεί ο όρος ότι η μέγιστη θερμοκρασία εσωτερικού χώρου δεν μπορεί να υπερβεί τους 26 ο C. Όταν συμβαίνει αυτό, το στέγαστρο θα ανοίγει. Θερμοκρασία εσωτερικού χώρου ( o C) Χρόνος (ώρες)

25 Ετήσια φορτία θέρμανσης πισίνων μετά τις παρεμβάσεις

26 Θερμικές απώλειες πισίνων μετά τις παρεμβάσεις Διακύμανση θερμικών απωλειών πισίνων από 1/3 έως 10/3

27 Εξοικονόμηση ενέργειας

28 Ετήσιες καταναλώσεις ενέργειας μετά τις παρεμβάσεις Ετήσια ενέργεια θερμικών απωλειών (kwh) Ετήσια κατανάλωση ντίζελ (klt) Αρχική θερμική ενέργεια (kwh) Πρωτογενής ενέργεια (kwh) Μεγάλη πισίνα , Μικρή πισίνα , Σύνολo , Παραδοχές υπολογισμού: ωράριο λειτουργίας: 12:00-22:00, για έξι ημέρες ανά εβδομάδα επιθυμητή θερμοκρασία νερού πισίνων: 26 ο C μέση συνολική ετήσια απόδοση συστήματος θέρμανσης: 75% κατώτερη θερμογόνος ικανότητα ντίζελ θέρμανσης: 10,07kWh/lt.

29 Θέρμανση με βιομάζα (πυρηνόξυλο ή pellets) Θερμογόνος δύναμη πυρηνόξυλου (kwh/kg) 4,054 Θερμογόνος δύναμη pellets (kwh/kg) 5,792 Βαθμός απόδοσης συστήματος βιομάζας 0,750 Ετήσια κατανάλωση πυρηνόξυλου (tn) 60,509 Ετήσια κατανάλωση pellets (tn) 42,352 Αρχική ενέργεια βιομάζας Μείωση εκπομπών ρύπων 759,638

30 Συγκριτικός πίνακας εξοικονόμησης Ετήσια ζήτηση τελικής ενέργειας θέρμανσης (kwh) Ετήσια ζήτηση αρχικής ενέργειας θέρμανσης (kwh) Πριν τις παρεμβάσεις Μετά τις παρεμβάσεις Τρέχουσα μονάδα Εξοικονόμηση Ποσοστιαία (%) , ,86 Ετήσια κατανάλωση ντίζελ θέρμανσης (klt) 259, , ,00 Ετήσια κατανάλωση πυρηνόξυλου (tn) 0 60, Ετήσια κατανάλωση pellets (tn) 0 42, Ετήσια κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας (kwh) ,60 Ετήσιες εκπομπές αερίων ρύπων CO 2 (tn) 759, , ,00

31 Καυστήρας βιομάζας

32 Επιλογή καυστήρα βιομάζας Με βάση τον υπολογισμό θερμικών απωλειών πισίνων μετά τις παρεμβάσεις, τα μέγισταφορτίαεκτιμώνταιστα149kw. Θεωρώντας ένα μέσο συνολικό βαθμό απόδοσης του συστήματος θέρμανσης 0,75, ο καυστήρας βιομάζας θα πρέπει να έχει ονομαστική ισχύ 199kW ή kcal/h. Επιλέγεται καυστήρας βιομάζας στις kcal/h, προκειμένου να καλύψει και τα φορτία των χώρων του κτηρίου του κολυμβητηρίου και τις ανάγκες για ζεστό νερό χρήσης.

33 Επιλογή καυστήρα βιομάζας Ο καυστήρας βιομάζας θα πρέπει να έχει την ικανότητα να καταναλώνει κάθε καύσιμη ύλη μικρής διατομής, όπως pellets ξύλου, πυρηνόξυλο ελιάς, φλούδια από καρύδια, αμύγδαλα Ο καυστήρας βιομάζας θα πρέπει να συνοδεύεται από: σύστημα αυτόματης ανάφλεξης με blower σύστημα απομάκρυνσης στάχτης πυροσβεστική βαλβίδα ασφαλείας δεξαμενή τροφοδοσίας καυσίμου σύστημα αυτόματης τροφοδοσίας καυσίμου με κοχλίες πολυκυκλωνικό φίλτρο καμινάδας, ειδικά αν χρησιμοποιηθεί πυρηνόξυλο ελιάς.

34 Επιλογή καυστήρα βιομάζας Ο καυστήρας βιομάζας θα πρέπει να συνοδεύεται από: ηλεκτρικό πίνακα με όλες τις απαιτούμενες προστασίες και τους διακόπτες, για τη λειτουργία των ηλεκτρικών τμημάτων του (ανεμιστήρες, αντίσταση blower, κινητήρας τροφοδοσίας καυσίμου κλπ) κεντρική ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, μέσω της οποίας θα ελέγχονται και θα προγραμματίζονται όλες οι λειτουργίες και τα μέρη του καυστήρα βιομάζας πιστοποιητικά κατασκευής, ασφάλειας και απόδοσης λειτουργίας που καθορίζονται από διεθνή πρότυπα.

35 Οικονομικά στοιχεία έργου

36 Αρχικό κόστος Περιγραφή Τιμή μονάδας ( ) Ποσότητα Σύνολο ( ) Παρεμβάσεις στις κολυμβητικές δεξαμενές Αγορά υλικών, μεταφορά και εγκατάσταση στεγάστρου Ρόλερ περιτύλιξης καλύμματος μεγάλης πισίνας Ρόλερ περιτύλιξης καλύμματος πισίνας εκμάθησης Κάλυμμα πισίνας ολυμπιακών διαστάσεων Κάλυμμα πισίνας εκμάθησης Ρέλι για ηλιακό κάλυμμα μεγάλης πισίνας 5, Ρέλι για ηλιακό κάλυμμα πισίνας εκμάθησης 5, Σετ οδηγού άκρου καλύμματος μεγάλης πισίνας Σετ οδηγού άκρου καλύμματος πισίνας εκμάθησης Σύνολο 1:

37 Αρχικό κόστος Περιγραφή Τιμή μονάδας ( ) Ποσότητα Σύνολο ( ) Καυστήρας βιομάζας Καυστήρας λέβητας βιομάζας Ηλεκτρικός πίνακας καυστήρα Δεξαμενή αποθήκευσης καύσιμης ύλης καυστήρα Παραπέτο ανύψωσης σιλό Γαλβανισμένη καμινάδα Σύστημα αυτόματης ανάφλεξης καυστήρα με blower Πυροσβεστική βαλβίδα ασφαλείας καυστήρα Σύστημα απομάκρυνσης στάχτης Σύστημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης Πολυκλωνικό φίλτρο καμινάδας καυστήρα Σύνολο 2:

38 Αρχικό κόστος Κόστος παρεμβάσεων στις κολυμβητικές δεξαμενές ( ) Κόστος συστήματος θέρμανσης από βιομάζα ( ) Συνολικό κόστος παρεμβάσεων ( )

39 Μείωση λειτουργικού κόστους Ετήσια κατανάλωση ντίζελ θέρμανσης (klt) Ετήσια κατανάλωση πυρηνόξυλου (tn) Υφιστάμενη λειτουργία Λειτουργία με χρήση πυρηνόξυλου Λειτουργία με χρήση pellets 259,765 0,000 0,000 0,000 60,509 0,000 Ετήσια κατανάλωση pellets (tn) 0,000 0,000 42,352 Ετήσιο κόστος ντίζελ θέρμανσης ( ) Ετήσιο κόστος πυρηνόξυλου ( ) Ετήσιο κόστος pellets ( )

40 Μείωση λειτουργικού κόστους Περίοδος αποπληρωμής Μείωση ετήσιου λειτουργικού κόστους κολυμβητηρίου Με χρήση πυρηνόξυλου Με χρήση pellets ( ) (%) ( ) (%) , ,92 Άτοκη περίοδος αποπληρωμής παρεμβάσεων (έτη) Με χρήση πυρηνόξυλου Με χρήση pellets 2,50 2,56 Παραδοχές υπολογισμού: τιμή ντίζελ θέρμανσης: 1,40 /lt τιμή πυρηνόξυλου: 80 /tn τιμή συσσωμάτων βιομάζας: 350 /tn.

41 Δυνατότητα θέρμανσης με ηλιακούς συλλέκτες

42 Είδη ηλιακών συλλεκτών 1. Ηλιακοί συλλέκτες χωρίς κάλυμμα. 2. Επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες. 3. Ηλιακοί συλλέκτες κενού.

43 Ηλιακοί συλλέκτες χωρίς κάλυμμα 1. Χιτώνιο ελαστικού σωλήνα. 2. Σωλήνας διανομής. 3. Αισθητήρας θερμοκρασίας. 4. Αποστάτης. 5. Σπειροειδής σωλήνας. 6. Πώμα / εξάρτημα.

44 Ηλιακοί συλλέκτες χωρίς κάλυμμα Πλεονεκτήματα Δεν απαιτείται επιπρόσθετος εξοπλισμός (π.χ. μονάδα αποθήκευσης, εναλλάκτες θερμότητας) που επιβαρύνει τον προϋπολογισμό. Χαμηλό κόστος αγοράς και εγκατάστασης (περίπου 100 /m 2, χρόνος αποπληρωμής 1-5 έτη. Η αισθητική ένταξη των συλλεκτών του συστήματος είναι εξαιρετικά ομαλή. Ιδιότητες Εφαρμογές μόνο σε κολυμβητικές δεξαμενές, όπου η επιθυμητή θερμοκρασία είναι σχετικά χαμηλή (26 C). Απαιτούμενη επιφάνεια m 2 συλλεκτών = 0,8 m 2 πισίνας (Ελλάδα).

45 Εφαρμογή θέρμανσης πισίνας

46 Θέρμανση πισίνας από ηλιακούς συλλέκτες Ένα σύστημα θέρμανσης πισίνας από ηλιακούς συλλέκτες αποτελείται από: Συλλέκτες: Μπορεί να είναι είτε επίπεδοι απλοί, είτε συλλέκτες χωρίς κάλυμμα. Εναλλάκτες θερμότητας: Χρησιμοποιούνται στην περίπτωση των επίπεδων συλλεκτών για να μην περνάει το χημικά επεξεργασμένο νερό της πισίνας μέσα από τους συλλέκτες και τους διαβρώσει. Σύστημα αυτοματισμού: Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της λειτουργίας του συστήματος. Κυκλοφορητές: Εξασφαλίζουν την κυκλοφορία του νερού στο κύκλωμα των ηλιακών συλλεκτών.

47 Θέρμανση πισίνας από ηλιακούς συλλέκτες Αισθητήρες θερμοκρασίας: Εντοπίζουν πότε θερμότητα είναι διαθέσιμη και πότε χρειάζεται θέρμανση του νερού. Όταν λοιπόν εντοπιστεί τέτοια ανάγκη, το νερό κυκλοφορεί μέσα στον ηλιακό συλλέκτη, θερμαίνεται από τον ήλιο και στη συνέχεια, διοχετεύεται απευθείας στην κολυμβητική δεξαμενή. Οι αισθητήρες θερμοκρασίας τοποθετούνται: στην έξοδο των συλλεκτών στο κύκλωμα του νερού της πισίνας, συνήθως πριν τον εναλλάκτη, για τη μέτρηση της διαφοράς θερμοκρασίας του κυκλώματος των συλλεκτών και της θερμοκρασίας του νερού της πισίνας.

48 Σύγκριση συλλεκτών για θέρμανση πισίνων Τεχνολογία συλλέκτη Κόστος ( /m 2 ) Ετήσια ειδική παραγωγή θερμικής ενέργειας (kwh/(m 2 έτος)) Μέση ετήσια απόδοση (%) Χωρίς κάλυμμα Απλός συλλέκτης Επιλεκτικός συλλέκτης

49 Αριθμητικό παράδειγμα στο κολυμβητήριο Αρκαλοχωρίου Η ειδική παραγωγή τελικής θερμικής ενέργειας κατά την περίοδο θέρμανσης του κολυμβητηρίου (Ιανουάριος Απρίλιος και Οκτώβριος Δεκέμβριος) εκτιμάται: 120kWh/m 2 για συλλέκτες χωρίς κάλυμμα 280kWh/m 2 για επίπεδους συλλέκτες. Για την παραγωγή kWh τελικής θερμικής ενέργειας θα απαιτούνταν: 1.533m 2 επιφάνειας συλλεκτών χωρίς κάλυμμα (κόστος ) 657m 2 επιφάνειας επίπεδων συλλεκτών (κόστος ). Είναι δεδομένο ότι, ακόμα και με τις ανωτέρω επιφάνειες ηλιακών συλλεκτών, λόγω της στοχαστικής διαθεσιμότητας της ηλιακής ακτινοβολίας και της μη χρονικής σύμπτωσής της με το θερμικό φορτίο, θα απαιτηθεί η χρήση καυστήρα θέρμανσης, έστω και για μικρό ποσοστό ετησίως (20%).

50 Δυνατότητα θέρμανσης με αβαθή γεωθερμία

51 Αρχή λειτουργίας Χειμώνας θέρμανση Καλοκαίρι - ψύξη

52 Θέρμανση από κάθετο γεωθερμικό εναλλάκτη Ακολουθώντας συγκεκριμένη μεθοδολογία της ASHRAE και λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα για την περιοχή εγκατάστασης του κολυμβητηρίου, καταλήγουμε στην ακόλουθη διαστασιολόγηση συστήματος γεωθερμικού εναλλάκτη: τύπος εναλλάκτη: κάθετος (για μεγιστοποίηση της απόδοσης) απαιτούμενο συνολικό βάθος γεωτρήσεων: 7.100m αριθμός γεωτρήσεων: 40m βάθος γεώτρησης: 178m διάμετρος / πάχος γεωθερμικού εναλλάκτη: Φ32mm / 3mm συνολικό μήκος εναλλακτών: m ονομαστική ισχύς αντλίας θερμότητας: 150kW συντελεστής συμπεριφοράς αντλίας θερμότητας για θέρμανση (C.O.P.): 4,5.

53 Θέρμανση από κάθετο γεωθερμικό εναλλάκτη Ετήσια ζήτηση τελικής θερμικής ενέργειας (kwh) Ονομαστική τιμή C.O.P. αντλίας θερμότητας 4,5 Ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας (kwh) Ετήσια δαπάνη αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας ( ) Εκτιμούμενο αρχικό κόστος έργου ( ) Τιμή χρέωσης ηλεκτρικής ενέργειας: 0,11529 /kwh (τιμολόγιο Γ22)

54 Συγκριτικά στοιχεία συστημάτων

55 Συγκριτικά ενεργειακά στοιχεία συστημάτων Αρχικό κόστος παρεμβάσεων στις κολυμβητικές δεξαμενές ( ) Αρχικό κόστος συστήματος θέρμανσης ( ) Συνολικό αρχικό κόστος παρεμβάσεων ( ) Συνολικό λειτουργικό κόστος συστήματος ( ) Χρήση πυρηνόξυλου Χρήση pellets Ηλιακοί συλλέκτες - pellets Γ.Α.Θ Μείωση ετήσιου λειτουργικού κόστος ως προς τη χρήση ντίζελ ( ) Άτοκη περίοδος αποπληρωμής (έτη) 2,50 2,56 2,77 4,18

56 Συγκριτικά ενεργειακά στοιχεία συστημάτων Τελική ετήσια θερμική ενέργεια (kwh) Ετήσια κατανάλωση αρχικής ενέργειας βιομάζας (kwh) Ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας (kwh) Ετήσια κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας (kwh) Χρήση πυρηνόξυλου Χρήση pellets Ηλιακοί συλλέκτες pellets Γ.Α.Θ Ετήσιες εκπομπές CO 2 (kg)

57 Τέλος παρουσίασης Ευχαριστώ για την προσοχή σας