Τεχνολογίες θερμάνσεως. Απόστολος Ευθυμιάδης Δρ. Μηχανικός, Διπλ. Μηχ/γος-Ηλ/γος Μηχανικός Μέλος Δ.Σ. ΠΣΔΜΗ

Transcript

1 Τεχνολογίες θερμάνσεως Απόστολος Ευθυμιάδης Δρ. Μηχανικός, Διπλ. Μηχ/γος-Ηλ/γος Μηχανικός Μέλος Δ.Σ. ΠΣΔΜΗ

2 Τα οικονομικά της κεντρικής θέρμανσης με πετρέλαιο θέρμανσης ή κίνησης Κατωτέρα θερμογόνος δύναμη : kcal/kg = 11,92 kwh/kg Πυκνότητα πετρελαίου: 0,86 kg/λίτρο ΚΘΔ ανά λίτρο : 10,3 kwh/λίτρο Βαθμός απόδοσης κεντρικής θέρμανσης : 75% Θερμιδική τιμή Πετρέλαιο θέρμανσης : 0,85/(10,3 x 0,75) = 0,11 /kwh Πετρέλαιο κίνησης : 1,35/(10,3 x 0,75) = 0,175 /kwh

3

4 Τα οικονομικά της τοπικής ηλεκτρικής θέρμανσης f: Συντελεστής χρήσης : f = 65% Κατανάλωση τετραμήνου <2000 kwh >2000 kwh Μέση Θερμιδική Τιμή (ΘΤ): 0,167 /kwh 0,205 /kwh Ωφέλιμη θερμιδική τιμή : ΘΤ x f Κατανάλωση τετραμήνου <2000 kwh >2000 kwh Ωφέλιμη θερμιδική τιμή 0,108 /kwh 0,133 /kwh Συμπέρασμα : ακόμα και η θέρμανση με ηλεκτρικές αντιστάσεις είναι φθηνότερη του πετρελαίου

5 Τα οικονομικά της αντλίας θερμότητας Συντελεστής απόδοσης COP: 2,5 Ωφέλιμη θερμιδική τιμή : 0,205 /kwh/2,5 = 0,082 /kwh Συμπέρασμα : η αντλία θερμότητας είναι κατά πολύ οικονομικότερη της κεντρικής θερμάνσεως με πετρέλαιο

6 Τα οικονομικά τών ηλεκτρικών θερμοσυσσωρευτών Μέση τιμή νυχτερινού τιμολογίου ΔΕΗ : : 0,09 /kwh ανεξαρτήτως καταναλώσεως Συμπέρασμα : οι ηλεκτρικοί θερμοσυσσωρευτές είναι κατά πολύ οικονομικότερη του πετρελαίου κεντρικής θερμάνσεως

7 Τα οικονομικά του φυσικού αερίου Μέση τιμή πώλησης : 0,078 /kwh Μέση ανωτέρα θερμογόνος δύναμη : 11,6 kwh/nm3 Τυπικός βαθμός αποδόσεως : η = 0,83 Ωφέλιμη θερμιδική τιμή : 0,078 x 1,11 / 0,83 = 0,104 /kwh

8 Τα οικονομικά της θέρμανσης με πελέτες Κατωτέρα Θερμογόνος Δύναμη: 4200 kcal/kg = 4,884 kwh/kg Τιμή καυσίμου (σακιά 15 kg) : 3,3 / σακί (~220 /τόνο) Θερμιδική τιμή : 3,3 / (15 kg) / (4,884 kwh/kg) /0,75 = 0,060 /kwh

9 Τα οικονομικά της θέρμανσης με ξύλα σε τζάκι Κατωτέρα Θερμογόνος Δύναμη: 4200 kcal/kg = 4,884 kwh/kg Τιμή καυσίμου ~170 /τόνο Τυπικός βαθμός αποδόσεως : 25% Συντελεστής χρήσεως f = 50% Θερμιδική τιμή : (0,17 /kg) x (50%) / (4,884 kwh/kg) /0,25 = 0,070 /kwh Συμπέρασμα : το τζάκι είναι φθηνότερο από το πετρέλαιο κεντρικής θερμάνσεως, ακόμα και όταν f = 100%. Ο κόσμος στράφηκε προς το τζάκι διότι παρέχει θερμότητα αρκετά φθηνότερη του πετρελαίου.

10 Το τέλος της κεντρικής θέρμανσης με πετρέλαιο; Τεχνική θέρμανσης Συντελεστής θερμικής κάλυψης f(%) Μέσος βαθμός απόδοσης η(%) Ισοδύναμη Θερμιδική τιμή (ΘΤ) ( /kwh) Κεντρική θέρμανση με πετρέλαιο θέρμανσης (0,85 /λίτρο) 1 75% 0,11 Κεντρική θέρμανση με πετρέλαιο κίνησης (1,35 /λίτρο) 1 75% 0,175 Τοπική θέρμανση ηλεκτρικής αντιστάσεως με τιμή kwh : 0,167 /kwh 0,167 /kwh 0,205 /kwh 0,126 /kwh Τοπική θέρμανση αντλίας θερμότητας με τιμή kwh: 1 0,65 1 0,65 100% 100% 100% 100% 0,167 0,108 0,205 0,133 0,205 /kwh 1 0,044 Λέβητας με πελλέτες 1 75% 0,060

11 Βιοδυναμικές εστίες (τζάκια)

12 Λέβητες με πελέτα

13 Στοιχεία από εργαστήριο ατμολεβήτων ΕΜΠ

14 Στοιχεία από εργαστήριο ατμολεβήτων ΕΜΠ

15 Το μέλλον της θέρμανση; Η θέρμανση του μέλλοντος Α το φυσικό αέριο Β το υγραέριο, σε περιοχές όπου δεν είναι διαθέσιμο το φυσικό αέριο Γ την βιομάζα και ειδικότερα τα συσσωματώματα βιομάζας (πελλέτες). Δ τα ηλιακά συστήματα συνδυασμένης θέρμανσης χώρων και νερού (συστήματα combi), Ε η συμπαραγωγή ηλεκτρισμού θερμότητας με καύσιμο την βιομάζα ή το φυσικό αέριο, Στ τα δίκτυα τηλεθέρμανσης από κεντρικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με καύσιμο είτε το φυσικό αέριο είτε την βιομάζα. Ζ τις γεωθερμικές αντλίες θερμότητας ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

16 Η λύση του προβλήματος Α Αμεση κατάργηση της νέας φορολογίας του πετρελαίου Β Συστηματική ενημέρωση των πολιτών από υπευθύνους φορείς για τις εναλλακτικές μορφές θερμάνσεως Γ Φορολογικά κίνητρα (φοροαπαλλαγές) για την προμήθεια πιστοποιημένων συσκευών βιομάζας, ηλιακών και τενολογίας εξοικονόμησης ενέργειας Δ τα ηλιακά συστήματα συνδυασμένης θέρμανσης χώρων και νερού (συστήματα combi) Ε Οργάνωση εθνικού σχεδίου για την συγκομιδή, διακίνηση και παραγωγή πελέτας

17 Ηλιοθερμικά για κεντρική θέρμανση

18 Ηλιοθερμικά συστήματα για κτίρια τριτογενούς τομέα

19 Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας

20 Προς δίκτυο ψυχρού νερού Αντλία θερμότητας Θερμοδοχείο διαλύματος πηγής (1000 λίτρα) Επιστροφή από δίκτυο ψυχρού νερού Δοχείο αδρανείας (1000 λίτρα) Συλλέκτες γεωθερμικού πεδίου Γεωθερμικός εναλλάκτης

21 Θερμοστατικός έλεγχος στοιχείων ανεμιστήρα (Fancoil)

22 Διακόπτης ανοιχτός Διακόπτης κλειστός Διακόπτης ανοιχτός Διακόπτης κλειστός Διακόπτης ανοιχτός Θερμοστατική ρύθμιση θερμοκρασίας χώρου Θ(t) Άνω σημείο ρύθμισης Θ Α Διακυμαινόμενη εσωτερική θερμοκρασία Θ(t) Κάτω σημείο ρύθμισης ΘΚ χρόνος t

23 Θερμοστατική ρύθμιση θερμοκρασίας χώρου Θ(t) Θερμοκρασία χώρων ΧΩΡΙΣ αντιστάθμιση ΘΡ ΜΑ ΘΡ ΧΑ Ελάχιστη θερμοκρασία άνεσης 20 C Θερμοκρασία χώρων ΜΕ αντιστάθμιση χρόνος t

24 Κεντρική θέρμανση με κεντρική αντιστάθμιση θερμοκρασίας

25 Καμπυλη αντιστάθμισης

26 Κεντρική θέρμανση με κεντρική αντιστάθμιση κατά ζώνη

27 Κεντρική αντιστάθμιση με τρίοδο βάννα

28 Παθητικό σύστημα θέρμανσης : τοίχος μάζας

29 Παθητικό σύστημα θέρμανσης : Θερμοκήπιο

30 Παθητικά συστήματα θέρμανσης : Βιοκλιματική κατοικία στις Σέρρες

31 Παθητικά συστήματα θέρμανσης : Εκδήλωση ΣΟΛΑΡ

32 Τοίχος Trombe : Γραφείο Τσίπηρα

33 Τοίχος Trombe : Γραφείο Τσίπηρα

34 Βιοκλιματική κατοικία στις Σέρρες : Βόρεια όψη

35 Βιοκλιματική κατοικία στα Κηπιά Καβάλας Γραφείο Τσίπηρα

36 Παθητικά κτίρια : το πραγματικό μέλλον Σύστημα εξαερισμού με υψηλή ανάκτηση U Σ < 0,2 W/(m2 K) Βέλτιστες συνθήκες άνεσης Χρήση παθητικών ηλιακών συστημάτων U Π < 1,0 W/(m2 K) g > 0,5 U T < 0,3 W/(m2 K) Πολύ καλή στεγάνωση U B < 0,15 W/(m2 K)

37 PassivHous : Απαιτήσεις πιστοποίησης Θέρμανση χώρων : είτε απαίτηση θερμότητας< 15 kwh/m2 είτε φορτία θέρμανσης < 10 W/m 2 Αεροστεγανότητα : < 0,6 αλλαγές αέρα ανά ώρα Ψύξη χώρων : < 15 kwh/m2 Χρήση πρωτογενούς ενέργειας : < 120 kwh/m2

38 Η τεχνική βάση για το παθητικό σπίτι Θέρμανση Εξαγωγή αέρα Παροχή στο σπίτι +45 C Εισαγωγή αέρα τον χειμώνα 0 C Απαγωγή από σπίτι +20 C Για θέρμανση μόνο από μέσω του νωπού αέρα εισαγωγής, το θερμικό φορτίο πρέπει να είναι <10W/m2 Ελάχιστος ρυθμός εξαερισμού Μέγιστη δυνατή θερμότητα Θερμοχωρη τικότητα αέρα

39 Παθητικά κτίρια : το πραγματικό μέλλον

40 Παθητικά κτίρια : αερισμός και εξαερισμός Στόμιο παροχής αέρα Βαλβίδα εξαγωγής αέρα Ζώνη παροχής αέρα Ζώνη υπερχείλισης Ζώνη εξαγωγής αέρα

41 Παθητικά κτίρια : Τυπικό κύκλωμα θέρμανσης Απαγωγή αέρα Προσαγωγή αέρα Κυκλοφορητής Ηλιακοί συλλέκτες Κλιματιστική μονάδα (φίλτρα, ανεμιστήρες, εναλλάκτης θερμότητας) Εξαγωγή αέρα Εισαγωγή αέρα Θερμοδοχείο Γεωθερμικός εναλλάκτης (με φίλτρο αέρα)