ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ

Transcript

1 1ο ΕΠΑ.Λ. Ν. ΦΙΛΑΔΕΛΦΕΙΑΣ ΤΑΞΗ:Β ΤΜΗΜΑ ΒΜ2 ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΘΕΜΑ:ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΟΜΑΔΑ ΜΑΘΗΤΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: Ξεμολιάρης Αντώνιος Παναγιωτόπουλος Δημήτριος Πούλιος Παναγιώτης Σάλτης Χρήστος Σκλήρης Νικόλαος Σολωμός Προκόπης-Νικόλαος Σπανέλης Θεόδωρος Στύλλα Εριόν Συκάς Παναγιώτης Τσέας Κυριάκος Τρίγκος Σπυρίδων Κούμαρης Θωμάς

2 ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

3 Γενικά 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 παραμέτρους του εσωκλίματος (θερμοκρασία, υγρασία, ταχύτητα, καθαρότητα αέρα) μέσα σε προκαθορισμένα όρια.

4 Εγκαταστάσεις κλιματισμού άνεσης Οι εγκαταστάσεις 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.

5 Κατάταξη των συστημάτων κλιματισμού Με κριτήριο τη θέση των συσκευών κλιματισμού ως προς τον κλιματιζόμενο χώρο και την έκταση εφαρμογής του συστήματος, διακρίνονται δύο βασικές κατηγορίες συστημάτων κλιματισμού. i) Κεντρικά Συστήματα Κλιματισμού ii) Τοπικά Συστήματα Κλιματισμού Με κριτήριο τον τρόπο και τα μέσα με τα οποία επιτυγχάνεται η τελική διαμόρφωση των συνθηκών άνεσης στον κλιματιζόμενο χώρο, διακρίνονται τρεις κατηγορίες συστημάτων κλιματισμού. α) Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα β) Συστήματα Κλιματισμού μόνο με νερό γ) Συστήματα Κλιματισμού αέρα νερού

6 Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα Στα συστήματα αυτά ο κλιματισμένος αέρας παρασκευάζεται στην κεντρική μονάδα κλιματισμού 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.

7 Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα 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 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).

8 Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα 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.

9 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΟΥ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΑΕΡΑ αεραγωγός επιστροφής αεραγωγός προσαγωγής αέρας απόρριψης νωπόςεξωτερικόςαέρας κεντρική κλιματιστική μονάδα λέβητας πύργος ψύξης ψυκτική μονάδα

10

11 ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ

12 κεντρικές κλιματιστικές μονάδες (διώροφη, κατακόρυφη)

13 Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα Η θέρμανση και η ψύξη των χώρων καθώς και ο έλεγχος της υγρασίας τους, εξασφαλίζεται με τις συνθήκες του κλιματισμένου αέρα που εισέρχεται στους χώρους. Τα φορτία (θερμικά / ψυκτικά) των χώρων καλύπτονται με την αυξομείωση της θερμοκρασίας του αέρα προσαγωγής και την αντίστοιχη ρύθμιση της υγρασίας του.

14 Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα Οι χώροι που έχουν απαίτηση σε ψύξη κλιματίζονται με αέρα κατάλληλης παροχής, ο οποίος έχει υποστεί ψύξη, αφύγρανση και σε πολλές περιπτώσεις μεταθέρμανση. Οι χώροι που έχουν απαίτηση σε θέρμανση, κλιματίζονται με αέρα κατάλληλης παροχής, ο οποίος έχει υποστεί θέρμανση και ύγρανση.

15 ΑΕΡΟΨΥΚΤΕΣ ΨΥΚΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ Απευθείας απόρριψη θερμότητας στο περιβάλλον. Τοποθέτηση μόνο σε υπαίθριο χώρο.

16 ΥΔΡΟΨΥΚΤΕΣ ΨΥΚΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ Απόρριψη θερμότητας στο περιβάλλον μέσω πύργου ψύξης. Δυνατότητα τοποθέτησης σε εσωτερικό χώρο.

17 ΨΥΚΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ

18 ΨΥΚΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

19

20 ΨΥΚΤΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

21 ΨΥΚΤΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

22 ΠΥΡΓΟΣ ΨΥΞΗΣ Απόρριψη θερμότητας από υδρόψυκτες ψυκτικές μονάδες. Τοποθέτηση μόνο σε υπαίθριο χώρο.

23

24

25 Η παραγωγή ψυχρού και θερμού νερού μπορεί να γίνει και από μία μόνο συσκευή (αντλία θερμότητας)

26 ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΜΟΝΟΖΩΝΙΚΟΥ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

27 ΣΧΗΜΑΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΟΛΥΖΩΝΙΚΟΥ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ

28 Συστήματα κλιματισμού μεταβλητής παροχής αέρα Το χαρακτηριστικό των συστημάτων μεταβαλλόμενης παροχής αέρα (ΜΠΑ) είναι ότι ο αέρας εισέρχεται στους κλιματιζόμενους χώρους με σταθερή θερμοκρασία άλλα η παροχή του αυξομειώνεται ανάλογα με τις διακυμάνσεις του φορτίου των χώρων.

29 Ρυθμιστική βαλβίδα Τερματική μονάδα ελέγχου Στόμιο αέρα γραμμικού τύπου

30 Συστήματα κλιματισμού μεταβλητής παροχής αέρα Σε πλήρες φορτίο, ένα σύστημα μεταβλητής παροχής λειτουργεί όμοια με ένα σύστημα σταθερής παροχής αέρα. Οι διαφορές τους συνίστανται στη λειτουργία υπό μερικό φορτίο. Η μεταβολή της παροχής γίνεται με κατάλληλες τερματικές συσκευές ρύθμισης διανομής του αέρα, οι οποίες έχουν ειδικές βαλβίδες ή διαφράγματα και ελέγχονται από ένα θερμοστάτη.

31

32 Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα μεταβλητής παροχής Η μεταβολή της παροχής συνδυάζεται συνήθως με ανεμιστήρα μεταβλητής παροχής ή τοποθετείται ένας ανεμιστήρας παράκαμψης (by pass). Οι εγκαταστάσεις ΜΠΑ είναι εφοδιασμένες και με συστήματα ελέγχου της στατικής πίεσης.

33

34 Συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα μεταβλητής παροχής

35

36 Συστήματα κλιματισμού μόνο με νερό Στα συστήματα αυτά ο έλεγχος των συνθηκών του αέρα γίνεται με την κυκλοφορία του αέρα των χώρων μέσα από κατάλληλες τερματικές συσκευές, στις οποίες κυκλοφορεί θερμό ή ψυχρό νερό (Fan-coil units/fcu). Οι τερματικές συσκευές είναι εγκατεστημένες στους χώρους του κτιρίου. Η παρασκευή του ψυχρού νερού γίνεται σε ψυκτικές μονάδες (υδρόψυκτες ή αερόψυκτες). Η παρασκευή του θερμού νερού γίνεται σε λέβητες.

37 Οι τερματικές συσκευές (Fan-coil units / FCU) περιλαμβάνουν θερμαντικό /ψυκτικό στοιχείο και ανεμιστήρα για την εξαναγκασμένη κυκλοφορία του αέρα. Κεντρικά κλιματισμένος αέρας δεν παρέχεται στουςχώρουςήστιςζώνεςτουκτιρίου. Η παροχή φρέσκου εξωτερικού αέρα πρέπει να αντιμετωπίζεται ξεχωριστά.

38 Σύστημα κλιματισμού με FCU

39 Σύστημα κλιματισμού με Fan-coils

40 fan-coil Η παραγωγή ψυχρού και θερμού νερού μπορεί να γίνει και από μία μόνο συσκευή (αντλία θερμότητας).

41 Συστήματα κλιματισμού αέρα-νερού Στα συστήματα αυτά παρέχεται κλιματισμένος αέρας και ψυχρό ή θερμό νερό σε κατάλληλες τερματικές συσκευές, οι οποίες είναι εγκατεστημένες στους χώρους του κτιρίου. Απαιτείται επομένως η εγκατάσταση ενός δικτύου αεραγωγών και ενός δικτύου σωληνώσεων νερού. Σε πολλές περιπτώσεις η παροχή του αέρα στους χώρους γίνεται έξω από τις τερματικές συσκευές (π.χ. Fan-coils) με ανεξάρτητο δίκτυο αεραγωγών).

42 ΚΚΜ fan-coils

43

44 ανεμιστήρας εξαερισμού κτιρίου αεραγωγοί σωληνώσεις νερού αεραγωγοί ψυκτική μονάδα Fan-coils λήψη νωπού αέρα λέβητας κλιματιστική μονάδα

45 Συστήματα κλιματισμού απευθείας εκτόνωσης Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούν ψυκτικό μέσο για τη ψύξη ή τη θέρμανση του αέρα των κλιματιζόμενων χώρων. Είναι αυτόνομες κλιματιστικές μονάδες, οι οποίες 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).

46 Διμερής κλιματιστική μονάδα με μία εξωτερική και δύο εσωτερικές μονάδες. Λειτουργία σε ψύξη ή σε θέρμανση. Χωρίς δυνατότητα λήψης νωπού αέρα.

47 εσωτερική μονάδα με ανεμιστήρα εξωτερική μονάδα Διμερής κλιματιστική μονάδα με δυνατότητα σύνδεσης με δίκτυο αεραγωγών (χωρίς λήψη νωπού αέρα). Δυνατότητα τοποθέτησης στο έδαφος ή στον τοίχο.

48 Αυτόνομη κλιματιστική μονάδα (DX) με δυνατότητα προσαγωγής αέρα, επιστροφής αέρα και λήψης νωπού αέρα Τοποθέτηση εξωτερικά.

49 Εκτός από τις αυτόνομες και τις διμερείς μονάδες κατασκευάζονται και συστήματα με μία εξωτερική μονάδα (ή συστοιχίες μονάδων) και κυκλοφορία του ψυκτικού μέσου σε πολλές εσωτερικές μονάδες. Τα συστήματα αυτά παρέχουν θέρμανση και ψύξη. συστοιχία εξωτερικών μονάδων σωληνώσεις ψυκτικού μέσου Σύστημα VRV εσωτερικές μονάδες

50 Σύστημα VRV (Variable Refrigerated Volume)

51 Σύστημα VRV τύποι εσωτερικών μονάδες

52 Σύστημα VRV Λειτουργικό διάγραμμα

53 Σύστημα VRV με ξεχωριστό δίκτυο αεραγωγών για την ανανέωση αέρα του κτιρίου

54 Κατανάλωση ενέργειας στα συστήματα κλιματισμού 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.

55 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.

56 Η εξοικονόμηση ενέργειας είναι επακόλουθο ενός σωστού σχεδιασμού του συστήματος μιας σωστής επιλογής των διαφόρων συσκευών ενός κατάλληλου συστήματος αυτοματισμών και ελέγχου μιας σωστής από ενεργειακή άποψη συμπεριφοράς των ενοίκων του κτιρίου. Και μπορεί να επιτευχθεί με πολλούς τρόπους. Ενδεικτικά, διότι το αντικείμενο είναι εκτενές, και δεν μπορεί να καλυφθεί στον περιορισμένο χώρο αυτής της παρουσίασης, αναφέρονται τα εξής:

57 1. Εξέταση όλων των δυνατοτήτων μείωσης των ψυκτικών και θερμικών φορτίων, πριν από την εγκατάσταση των συσκευών κλιματισμού. 2. Επιλογή του κατάλληλου συστήματος κλιματισμού για την κάθε εφαρμογή. Όλα τα συστήματα δεν είναι κατάλληλα για όλους τους τύπους κτιρίων και για όλες τις εφαρμογές.

58 Σε κτίρια κατοικιών εγκαθίστανται κυρίως τοπικά συστήματα απευθείας εκτόνωσης σε κάθε χώρο. Σε κτίρια γραφείων κυρίως κεντρικά συστήματα με νερό ή με αέρα και νερό Σε εμπορικά κτίρια, μουσεία, θέατρα, αίθουσες συγκεντρώσεων κεντρικά συστήματα με αέρα (για έλεγχο της υγρασίας αλλά και λόγω των μεγάλων απαιτήσεων σε νωπό αέρα) Σε κτίρια ξενοδοχείων εγκαθίστανται συνήθως κεντρικά συστήματα με νερό (fancoils)

59 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.

60 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.

61 6. Ορθή επιλογή μεγέθους συσκευών ψυκτικών μονάδων, λεβήτων, αντλιών αντλιών θερμότητας κεντρικών κλιματιστικών μονάδων ανεμιστήρων θερμαντικών/ψυκτικών στοιχείων, τοπικών κλιματιστικών μονάδων κ.λ.π. ώστε να καλύπτουν τα πραγματικά φορτία και αποφυγή υπερδιαστασιολόγησής τους.

62 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 λόγοςψυκτικήισχύς/ηλεκτρική ισχύς (COP) πρέπει να είναι τουλάχιστον 3, σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας. Για τους λέβητες ισχύουν όσα αναφέρθηκαν στις εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης.

63 8. Σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις, αντικατάσταση παλαιών λεβήτωνψυκτικών μονάδων με αντίστοιχους νέας τεχνολογίας και υψηλού βαθμού απόδοσης π.χ. - ψυκτικές μονάδες με συμπιεστές μεταβλητής ισχύος - ψυκτικές μονάδες πολλαπλών συμπιεστών

64 9. Σωστή επιλογή των διαστάσεων των αγωγών διανομής αέρα και ορθολογικός σχεδιασμός του δικτύου (ελαχιστοποίηση μήκους αεραγωγών και απωλειών πίεσης του αέρα) με λανθασμένες διαστάσεις μεγάλα μήκη και λανθασμένες διαμορφώσεις αεραγωγών έχουμε ανεμιστήρες μεγαλύτερης ισχύος και αυξημένη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας

65 10. Θερμομόνωση των αεραγωγών και των σωληνώσεων θερμού και ψυχρού νερού Με τη θερμομόνωση ελαχιστοποιούνται οι θερμικές απώλειες του θερμού αέρα/νερού το χειμώνα και τα θερμικά κέρδη του ψυχρού αέρα/νερού το καλοκαίρι και εξοικονομείται ενέργεια. Κατασκευή των δικτύων αεραγωγών με τρόπο ώστε να ελαχιστοποιούνται οι διαφυγές του αέρα

66 11. Εγκατάσταση συστημάτων μεταβλητής παροχής αέρα, εφόσον το κτίριο και η χρήση του το επιτρέπουν. Σε σχέση με τα συστήματα σταθερής παροχής: η κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη των χώρων είναι μικρότερη η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας των ανεμιστήρων είναι μικρότερη

67

68 12. Ανάκτηση ενέργειας (για θέρμανση ή ψύξη) από τον απορριπτόμενο αέρα των κλιματιζόμενων χώρων αφορά τον αέρα που δεν ανακυκλοφορεί στην κεντρική μονάδα κλιματισμού και απορρίπτεται στο περιβάλλον. Η απορριπτόμενη ενέργεια μπορεί να ανακτηθεί με διάφορες συσκευές, και η απόδοση μπορεί να φθάσει και το 70%.

69 Με τα συστήματα ανάκτησης ενέργειας, η ενέργεια που περιέχει το ρεύμα του απορριπτόμενου αέρα μεταφέρεται στο ρεύμα του φρέσκου εξωτερικού αέρα. Δηλαδή το καλοκαίρι το ρεύμα απόρριψης προψύχει το ζεστό νωπό αέρα (π.χ. 40 C), με αέρα που απορρίπτεται στους 27 C. Το χειμώνα το ίδιο ρεύμα προθερμαίνει τον κρύο νωπό αέρα (π.χ. 0 C), με αέρα που απορρίπτεται στους 21 C.

70 Συσκευές ανάκτησης θερμότητας Οι κυριότερες συσκευές ανάκτησης θερμότητας στα συστήματα κλιματισμού είναι: α) Οι εναλλάκτες θερμότητας αέρα-αέρα (fixed plate exchangers) β) Οι εναλλάκτες θερμότητας αέρα-νερού (finned tube/coil exchangers) γ) Οι αναγεννητικοί εναλλάκτες θερμότητας (rotary wheel exchangers)

71 Eναλλάκτες θερμότητας αέρα-αέρα

72 Eναλλάκτες θερμότητας αέρα-νερού

73 Eναλλάκτες θερμότητας αέρα-νερού

74 Αναγεννητικοί εναλλάκτες θερμότητας Ο αναγεννητικός εναλλάκτης είναι ένας περιστρεφόμενος δίσκος με τα εξής χαρακτηριστικά: - αποτελείται από κατάλληλο πορώδες υλικό με ικανότητα κατακράτησης θερμότητας (και σε πολλές περιπτώσεις και υγρασίας) - περιστρέφεται αργά ( στροφές/λεπτό) - διαρρέεται στη μια κατεύθυνση από τον απορριπτόμενο στο ύπαιθρο αέρα και στην άλλη κατεύθυνση από εξωτερικό νωπό αέρα.

75 Αναγεννητικοί εναλλάκτες θερμότητας Αναγεννητικός εναλλάκτης Τοποθέτηση μέσα στην Κ.Κ.Μ.

76

77 13. Χρήση κύκλου εξοικονόμησης (ελεύθερη ψύξη-free cooling) όταν οι συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας του εξωτερικού αέρα είναι κατάλληλες Τα ψυκτικά φορτία μπορούν να καλυφθούν με χρήση αποκλειστικά εξωτερικού αέρα ή με μίξη κατάλληλης ποσότητας ψυχρού εξωτερικού αέρα με αέρα ανακυκλοφορίας σε ορισμένες συνθήκες, μπορεί η λειτουργία τηςψυκτικήςμονάδαςναμηνείναι απαραίτητη

78 Παράκαμψη του αέρα προσαγωγής

79 14. Εγκατάσταση συστημάτων συμπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με παράλληλη εκμετάλλευση της αποβαλλόμενης θερμότητας για θέρμανση και ψύξη. Ο βαθμός απόδοσης μπορεί να υπερβεί το 90%

80 Μονάδα συμπαραγωγής στην τηλεθέρμανση Σερρών

81 Εναλλάκτης ανάκτησης θερμότητας από τα καυσαέρια

82 Συνήθως η θερμότητα που αποβάλλεται χρησιμοποιείται κατά τη χειμερινή περίοδο για τη θέρμανση κτιρίων ή για την παραγωγή θερμού νερού χρήσης, ενώ κατά τη θερινή περίοδο πρέπει να εγκατασταθούν ψυκτικές μονάδες απορρόφησης για την παραγωγή ψυχρού νερού, το οποίο χρησιμοποιείται για θερινό κλιματισμό.

83 μονάδα συμπαραγωγής με εκμετάλλευση της απόβλητης θερμότητας για θέρμανση και ψύξη

84 15. Εγκατάσταση αντλιών θερμότητας αντί λέβητα και ψυκτικής μονάδας. Οι αντλίες θερμότητας είναι συσκευές οι οποίες έχουν την ικανότητα να απορροφούν (να αντλούν) θερμότητα από μία πηγή χαμηλής θερμοκρασίας (αέρα, νερό, έδαφος) και να τη μεταφέρουν σε έναν αποδέκτη υψηλότερης θερμοκρασίας (αέρα, νερό).

85 Για παράδειγμα, κατά τη χειμερινή περίοδο μία αντλία θερμότητας έχει την ικανότητα να μεταφέρει θερμότητα από τον ψυχρό εξωτερικό αέρα (0-15 C) σε ένα χώρο κατοίκισης (20 C), με σκοπό τη θέρμανση του χώρου.

86 Επίσης κατά τη θερινή περίοδο μία αντλία θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά θερμότητας από ένα χώρο κατοίκισης (26 C) προς τον θερμότερο εξωτερικό αέρα (35 C), με σκοπό την ψύξη του χώρου.

87 Συνήθως οι αντλίες θερμότητας είναι σχεδιασμένες κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να μπορούν να αντιστρέφουν την ψυκτική και τη θερμαντική τους λειτουργία. Αυτό επιτρέπει τη χρήση της ίδιας συσκευής για ψύξη και θέρμανση.

88 Σύμφωνα με τον ορισμό που δόθηκε, η αντλία θερμότητας είναι μία ψυκτική συσκευή. Αποτελείται από τα ίδια κατασκευαστικά μέρη (συμπιεστή, συμπυκνωτή, εξατμιστήρα, εκτονωτική βαλβίδα) και έχει τις ίδιες αρχές λειτουργίας με τις συσκευές ψύξης. συμπυκνωτής εκτονωτική βαλβίδα συμπιεστής εξατμιστήρας

89 Βασικός ψυκτικός κύκλος απόρριψη θερμότητας εκτονωτική βαλβίδα D A συμπυκνωτής εξατμιστής C B συμπιεστής μηχανικό έργο άντληση θερμότητας

90 4-οδη βαλβίδα εναλλάκτης θερμότητας ψυκτικού ρευστού-αέρα εναλλάκτης θερμότητας ψυκτικού ρευστού-νερού τετράοδη βαλβίδα

91 Ψυκτικός κύκλος D συμπυκνωτής C πίεση βαλβίδα εκτόνωσης συμπιεστής A εξατμιστήρας B ενθαλπία

92 Κατάταξη Α.Θ. ανάλογα με την πηγή άντλησης και τον αποδέκτη της θερμότητας 1. αέρα αέρα 2. αέρα νερού 3. νερού αέρα 4. νερού νερού 5. εδάφους αέρα 6. εδάφους νερού

93 Γενικά συνιστάται η εγκατάσταση γεωθερμικών αντλιών θερμότητας (νερούαέρα, νερού-νερού, εδάφους-αέρα ή εδάφους-νερού) διότι λειτουργούν με τουλάχιστον 30% υψηλότερη ενεργειακή απόδοση από αυτή των συστημάτων με αντλία θερμότητας αέρα-αέρα. Ο ετήσιος βαθμός απόδοσής τους κυμαίνεται μεταξύ 3.5 και 5.5, γεγονός που αποδεικνύει ότι μπορούν να εξοικονομηθεί σημαντικά ποσά ενέργεια για θέρμανση και ψύξη.

94 Ένα σύστημα με γεωθερμική αντλία θερμότητας αποτελείται από: α) Σύστημα συλλογής γεωθερμικής ενέργειας εντός του εδάφους, το οποίο είναι είτε γεωεναλλάκτης θερμότητας (σωλήνες νερού από πολυαιθυλένιο, θαμμένοι στο έδαφος σε οριζόντια ή σε κατακόρυφη διάταξη) είτε υδρογεώτρηση. β) Υδρόψυκτη αντλία θερμότητας (νερούνερού ή νερού αέρα) γ) Σύστημα θέρμανσης-ψύξης εντός του κτιρίου (σύστημα κλιματισμού με αέρα και κεντρικές κλιματιστικές μονάδες, σύστημα κλιματισμού με νερό ή σύστημα κλιματισμού αέρα-νερού).

95 Οριζόντιο Σύστημα Κλειστού Κύκλου Σε σειρά (πολλαπλών βρόγχων, μιας διαδρομής)

96 Σπιράλ Οριζόντιο Σύστημα Κλειστού Κύκλου

97 Κατακόρυφο Σύστημα Κλειστού Κύκλου Παράλληλο (πολλαπλών βρόχων μίας διαδρομής)

98 Κατακόρυφο Σύστημα Κλειστού Κύκλου Κατασκευαστικά Χαρακτηριστικά H.D.P.E. Σωλήνα Ρευστό Υλικό πλήρωσης Χώμα ή Πέτρες Τοίχωμα γεώτρησης Γεώτρηση γεμισμένη με ρευστοκονίαμα

99 Σχηματική Διάταξη Ψυκτικής Λειτουργίας Αντλίας Θερμότητας με Πηγή το Έδαφος

100 Σχηματική Διάταξη Θερμικής Λειτουργίας Αντλίας Θερμότητας με Πηγή το Έδαφος

101 16. Εγκατάσταση συστημάτων ενεργειακής διαχείρισης κτιρίων (BMS) Τα BMS είναι ολοκληρωμένα συστήματα ελέγχου των εγκαταστάσεων ενός κτιρίου και εξασφαλίζουν: ομαλή λειτουργία των εγκαταστάσεων βελτιστοποίηση συνθηκών λειτουργίας ελαχιστοποίηση ενεργειακής κατανάλωσης Με τα συστήματα BMS επιτυγχάνεται η βέλτιστη ενεργειακή συμπεριφορά ενός κτιρίου

102 Τα συστήματα BMS αποτελούνται από τρία επίπεδα: α) Στο πρώτο επίπεδο (Επίπεδο Διαχείρισης) βρίσκεται η κεντρική μονάδα ελέγχου, συνήθως ένας Η/Υ, με το πρόγραμμα γραφικής απεικόνισης, ελέγχου και διαχείρισης όλων των παραμέτρων. β) Στο δεύτερο επίπεδο (Επίπεδο Ελέγχου) υπάρχουν οι ηλεκτρονικοί ελεγκτές, που είναι εγκατεστημένοι σε καίρια σημεία του κτιρίου και διαθέτουν αυτόνομη ευφυία (μικροεπεξεργαστές).

103 γ) Στο τρίτο επίπεδο (Επίπεδο Εργασίας) βρίσκονται οι περιφερειακές μονάδες, δηλαδή τα αισθητήρια (θερμοκρασίας, υγρασίας, πίεσης, ποιότητας αέρα), οι βαλβίδες, οι κινητήρες (πχ διαφραγμάτων) και γενικά ό,τι ελέγχεται από το σύστημα. Οι περιφερειακές μονάδες συνδέονται με τους ελεγκτές και αυτοί με τη σειρά τους συνδέονται με την κεντρική μονάδα ελέγχου με ένα κοινό δίκτυο επικοινωνίας.

104 κεντρική μονάδα ελέγχου ηλεκτρονικοί ελεγκτές αισθητήρια

105

106 Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα - να προγραμματίσει τις ώρες λειτουργίας κανονικών και εφεδρικών μηχανημάτων (ψυκτικές μονάδες, ανεμιστήρες κλπ) - να επανεκκινήσει τα μηχανήματα μετά από διακοπή ρεύματος, - να αλλάξει τις παραμέτρους (θερμοκρασία, υγρασία) στα διάφορα συστήματα ελέγχου κ.ά. Επίσης το σύστημα κεντρικού ελέγχου δίνει - προειδοποιητικά σήματα (συναγερμό) σε περίπτωση βλάβης ή δυσλειτουργίας μηχανημάτων - μηνύματα συντήρησης μετά από τη συμπλήρωση ορισμένων ωρών λειτουργίας κάθε μηχανήματος Τέλος υπάρχει η δυνατότητα αποθήκευσης των δεδομένων ή των μετρήσεων και η απεικόνισή τους σε μορφή διαγραμμάτων, που δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να παρακολουθεί τη λειτουργία των συστημάτων, να καταγράφει την κατανάλωση ενέργειας και να παίρνει αποφάσεις για την βελτιστοποίηση της λειτουργίας.

107 17. Τακτική συντήρηση των εγκαταστάσεων από ειδικευμένους τεχνίτες Ησυντήρηση, μετηνπροληπτικήήέστω κατασταλτική αντιμετώπιση φθορών και αστοχιών, εξασφαλίζει ορθή λειτουργία, υψηλό βαθμό απόδοσης και αύξηση στη διάρκεια ζωής των εγκαταστάσεων