ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 1 Μετά από σχετική παρατήρηση του συναδέλφου. κ. Χ. Σιμιτόπουλου έγιναν κάποιες διορθώσεις στο παρόν άρθρο. Η επιτροπή εκδόσεων θα ήθελε να ευχαριστήσει το συνάδελφο κ. Σιμιτόπουλο για τις πολύ χρήσιμες παρατηρήσεις ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΑΝΩΛΗΣ ΒΡΕΝΤΖΟΣ Μηχανολόγος Ηλεκτρολόγος Η άνοδος της τιμής του πετρελαίου με άδηλη εξέλιξη αλλά και η αυξανόμενη ρύπανση από την καύση του επιβάλλουν να εξετάσουμε κάθε τρόπο με τον οποίο μπορούμε να μειώσουμε την κατανάλωσή του. Ένας τομέας στον οποίο υπάρχουν τέτοιες δυνατότητες είναι αυτός των καλοριφέρ. Όπως θα δειχθεί παρακάτω τέτοιες δυνατότητες που πρέπει η πολιτεία να ενθαρρύνει είναι: 1. Τήρηση των κανονισμών των θερμομονώσεων. Υπάρχουν ενδείξεις ότι δεν τηρούνται συχνά οι σχετικές διατάξεις του Διατάγματος «Περί εγκρίσεως κανονισμού δια την θερμομόνωσιν των κτιρίων» της 4.7.79 (Τεύχος Τέταρτο Φ.Ε.Κ 362). 2. Χρήση των Μονάδων Κλιματισμού και για θέρμανση. Από τα συγκεκριμένα στοιχεία και την ανάλυσή τους προκύπτει ότι, τόσο για τα νοικοκυριά όσο και για την Εθνική οικονομία, ο περιορισμός των δαπανών δεν είναι καθόλου αμελητέος. Η χώρα μας βρίσκεται σε μια γεωγραφική περιοχή που η θέρμανση μέσω κλιματισμού μπορεί να καλύψει σχεδόν πλήρως τις σχετικές ανάγκες των κατοικιών (δηλ. χωρίς την ανάγκη χρήσεως καλοριφέρ) σε ένα πληθυσμό 6.400.000 κατοίκων.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 2 Συγκεκριμένα, στο παραπάνω Διάταγμα Κανονισμό η χώρα διαιρείται σύμφωνα με τα στοιχεία της ΕΜΥ στις Ζώνες Α, Β και Γ (συνημ. 1). Εξ αυτών στις Ζώνες Α και Β όπως αποδεικνύεται παρακάτω εξασφαλίζεται η προβλεπόμενη ικανοποιητική θέρμανση (20 ο C) αποκλειστικά από μονάδες κλιματισμού. Για τη Ζώνη Γ δεν επαρκεί ο κλιματισμός, όμως μπορεί να αποτελεί τον βασικό τρόπο θέρμανσης και συμπληρωματικά να λειτουργεί άλλη πηγή (καλοριφέρ, θερμοπομποί κ.λ.π). Χάρτης κατανομής της Χώρας σε Ζώνες Ο λόγος που η θέρμανση με κλιματισμό είναι ο οικονομικότερος τρόπος οφείλεται στο γεγονός ότι στη περίπτωση αυτή γίνεται «άντληση θερμότητας» (heat pumping) από το εξωτερικό περιβάλλον που, ως γνωστόν, είναι «θερμοδοχείο» ανεξάντλητης και μη καταναλισκόμενης ενέργειας αφού πρόκειται για μεταφορά της. Η ηλεκτρική ενέργεια που δαπανάται δεν μετατρέπεται σε θερμική όπως στην περίπτωση των θερμοπομπών, αλλά χρησιμοποιείται για την άντληση θερμότητας. Ο λόγος της αντλούμενης ενέργειας προς την καταναλισκόμενη ηλεκτρική καλείται «συντελεστής συμπεριφοράς» (cop-coefficient
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 3 of performance) και κυμαίνεται μεταξύ 2,80 και 3,20. Με βάση: 1. Συντελεστή συμπεριφοράς (cop) 2,8 τον ελάχιστο για την ασφάλεια των υπολογισμών. 2. Τιμή κιλοβατώρας της τελευταίας βαθμίδας του ισχύοντος οικιακού τιμολογίου (Γ1) της Δ.Ε.Η για κατανάλωση άνω 4.000 Kwh ανά τετράμηνο 0,16423 /KWh (από 1.8.06) 3. Τιμή λίτρου πετρελαίου καλοριφέρ 0,548 /l ή 0,6576 /Kg. (από 3.10.06). 4. Θερμογόνο Δύναμη Πετρελαίου 10.000 Kcal/Kg. 5. Βαθμό Απόδοση Καλοριφέρ 0,85 λόγω απωλειών λεβητοστασίου θερμότητας καυσαερίων και σωληνώσεων μεταφοράς. Προκύπτει ότι για την άντληση 2,8 KWh απαιτείται δαπάνη για 1 KWh ηλεκτρικής ενέργειας ίση με: 0,16423 Για παραγωγή 2,8 KWh θέρμανσης με πετρέλαιο (ως γνωστό 1 KWh ισοδυναμεί με 2,8x860 860 Kcal) απαιτούνται = 0,283 kg πετρελαίου. 10.000X0,85 κόστους 0,283 Χ 0,696 = 0,197. Σχέση μεταξύ των δύο λύσεων: (0,197-0,154):0,197=0,218 ή 22% Επομένως με χρήση του κλιματισμού για θέρμανση έχουμε οικονομία 22% σε σχέση με καύση πετρελαίου! Για την επιλογή της λύσης θέρμανσης με κλιματισμό πρέπει να ληφθούν υπόψη και τα παρακάτω στοιχεία: 1. Η πλήρης υποκατάσταση του καλοριφέρ είναι δυνατόν να γίνει μόνο στις Ζώνες Α και Β της χώρας, διότι όταν η εξωτερική θερμοκρασία πέφτει κάτω των 3 ο C η άντληση θερμότητας από το περιβάλλον δεν είναι δυνατή, αφού για να επιτευχθεί αυτό η θερμοκρασία του εξωτερικού στοιχείου πρέπει να κατέβει μερικούς βαθμούς κάτω από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, οπότε τούτο παγώνει. Στις περιοχές Α και Β τούτο δεν είναι σύνηθες. Πάντως, όταν συμβεί τούτο, η λειτουργία της κλιματιστικής μονάδας διακόπτεται ή αναστρέφεται έως ότου γίνει απόψυξη. Για τις περιοχές Α και Β η διακοπή δεν γίνεται αντιληπτή.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 4 Για την περιοχή Γ είναι δυνατή η θέρμανση με κλιματισμό σαν βασική και συμπληρωματικά με οποιαδήποτε άλλη πηγή (θερμοπομποί καλοριφέρ κ.λ.π.), ώστε να επιτυγχάνεται σχετική οικονομία. Τούτο μπορεί να γίνει με εκάστοτε επέμβαση ή και αυτόματα με συνδυασμό θερμοστάτη χώρου που ελέγχει τη συμπληρωματική πηγή και χρονοδιακόπτη ώστε όταν με τον κλιματισμό, μόνο δεν επιτυγχάνεται η επιθυμητή θερμοκρασία στο χρόνο ρύθμισης του χρονοδιακόπτη (π.χ 1 ώρα) να τίθεται σε λειτουργία η συμπληρωματική πηγή. Τούτο μπορεί, φυσικά, να εφαρμοσθεί και στις Ζώνες Α και Β που συνυπάρχει κλιματισμός και καλοριφέρ. Εφαρμογή που έκανε ο γράφων για σειρά ετών στο διαμέρισμά του χρειάστηκε τη βοήθεια του καλοριφέρ για 4 ώρες συνολικά (Αγ. Παρασκευή). 2. Επειδή οι κλιματιστικές μονάδες έχουν ισχύ που απαιτείται για τη ψύξη έως και 7 ο C, ενώ για τη θέρμανση χρειάζεται ανύψωσή της ως και 17 ο C, η λειτουργία στη δεύτερη περίπτωση διαρκεί περισσότερες ώρες. Για τις Ζώνες Α και Β δεν δημιουργείται κανένα πρόβλημα και το αίσθημα άνεσης επιτυγχάνεται πλήρως. 3. Το κόστος αγοράς και εγκατάστασης αποκλειστικά για θέρμανση καλύπτεται από το μειωμένο κόστος καυσίμου σε 4-5 έτη. Συνεπώς, η εγκατάσταση με μοναδικό κριτήριο τη θέρμανση δεν δικαιολογείται. Επειδή όμως, η εγκατάσταση του κλιματισμού γίνεται κυρίως για ψύξη, είναι συμφέρουσα η εγκατάσταση αναστρεφόμενης λειτουργίας (ψύξη θέρμανση) διότι το αυξητικό κόστος είναι πολύ μικρό. 4. Η θέρμανση με αναστροφή κλιματισμού (inversion) εξετάζεται στο παρόν μόνο για αυτόνομες μονάδες δωματίου, διότι για τις κεντρικές μονάδες αναστροφής δεν υπάρχουν σχετικά στοιχεία, και οι πλείστες εξ αυτών, έως σήμερα λειτουργούν με ψύκτη για το θέρος, και με πετρέλαιο για τον χειμώνα. Στο Διάταγμα Κανονισμό που αναφέρεται παραπάνω υπάρχουν εννέα παραδείγματα θερμομονώσεων ανά τρία για τις τρεις Ζώνες: πανταχόθεν ελεύθερες μονοκατοικίες, τετρακατοικίες και πολυκατοικίες πέντε ορόφων. Για την τελευταία περίπτωση δεχόμαστε αριθμό διαμερισμάτων 15 για να προσεγγίσουμε αναγωγικά τις ανάγκες ανά διαμέρισμα. Από τα παραδείγματα αυτά προκύπτουν οι ανάγκες σε Kcal/h για μέσο ΔΤ 15 ο C για την
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 5 Α Ζώνη, 20 ο C για την Β Ζώνη και 25 ο C για την Γ Ζώνη: Μονοκατοικία Τετρακατοικία Πολυκατοικία Ζώνη Α 7901 13905:4=3476 46350:15=3090 Ζώνη Β 8910 16140:4=4035 55800:15=3720 Ζώνη Γ 9106,25 17175:4=4293 62250:15=4150 Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις οι υπολογισμοί των αναγκών έγιναν με βάση τις απαιτούμενες μονώσεις, ώστε ο μέσος συντελεστής θερμοπερατότητας του κτιρίου να είναι κάτω του επιτρεπομένου ορίου, όπως ορίζεται στο Διάταγμα. Για την εκτίμηση των καταναλώσεων δεχόμαστε σαν ώρες λειτουργίας των καλοριφέρ χειμερινής περιόδου από Οκτώβριο μέχρι αρχές Μαΐου: Ζώνη Α 722 Ζώνη Β 963 Ζώνη Γ 1203 Με τις παραδοχές αυτές προκύπτουν καταναλώσεις ανά διαμέρισμα σε Kg: Μονοκατοικία Τετρακατοικία Πολυκατοικία Ζώνη Α 671 295 262 Ζώνη Β 1009 457 421 Ζώνη Γ 1289 607 587 Εξάλλου, από τη σύγκριση της εισαγωγής πετρελαίου για καλοριφέρ του 2005 σε 3.008.324.223 Kg και του αριθμού των νοικοκυριών 3.653.614 προκύπτει ότι η ετήσια κατανάλωση ανά νοικοκυριό είναι 823,4 Kg. Ο αριθμός αυτός απλά είναι ενδεικτικός διότι ο αριθμητής περιλαμβάνει και το πετρέλαιο που καταναλίσκεται σε κεντρικά συγκροτήματα που χρησιμοποιούν τον κλιματισμό για ψύξη, αλλά το πετρέλαιο για θέρμανση, ο δε παρονομαστής περιλαμβάνει και νοικοκυριά που δεν θερμαίνονται καθόλου ή θερμαίνονται κατ άλλον τρόπο εκτός καλοριφέρ. Όμως η διαφορά μεταξύ της τιμής αυτής (καίτοι ενδεικτικής) και των θεωρητικών τιμών κατά Μ.Ο. 497,6 Kg για όλη τη χώρα και 415 Kg για τις ζώνες Α και Β των παραδειγμάτων του Κανονισμού χρειάζεται ερμηνεία:
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 6 Στον Κανονισμό ορίζονται οι τιμές του μεγίστου επιτρεπόμενου μέσου συντελεστή θερμοπερατότητας του κτιρίου Km (παρ. 7.3.4). Τούτο σημαίνει ότι η μελέτη κεντρικής θέρμανσης που περιλαμβάνεται στο φάκελο της Πολεοδομίας πρέπει να έχει και τον υπολογισμό του επιτρεπόμενου μέσου συντελεστή θερμοπερατότητας του κτιρίου. Φαίνεται ότι δεν τηρείται πάντα αυστηρά αυτή η υποχρέωση στις φάσεις μελέτη έλεγχος από την Πολεοδομία εκτέλεση. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται από την Πολεοδομία στα «κρυστάλλινα» κτίρια, τα οποία μπορεί να έχουν πλεονεκτήματα (αισθητικά ή άλλα) είναι όμως ενεργοβόρα και ρυπογόνα. Η εκτίμηση των απωλειών από τις ανεπαρκείς μονώσεις δεν φαίνεται να είναι εφικτή κατ άλλον τρόπο και η παραπέρα ποσοτική διερεύνηση είναι χωρίς αντικείμενο, αφού η επέμβαση στα υπάρχοντα κτίρια είναι πρακτικά αδύνατη. Οι μόνες δυνατότητες για τις παλαιές οικοδομές είναι η αντικατάσταση των απλών υαλοπινάκων με διπλούς, σε όσες περιπτώσεις αυτό δεν έχει γίνει, και η βελτίωση του φραγμού των χαραμάδων. Εκτίμηση του οφέλους από τη χρήση του κλιματισμού για θέρμανση Για την δυνατότητα που παρέχει η θέρμανση με κλιματισμό δεχόμαστε μια εξοικονόμηση ενέργειας κατά 22% όπως φαίνεται από τα στοιχεία των «συντελεστών συμπεριφοράς» (cop coefficient of performance). Ο πληθυσμός που μπορεί να επωφεληθεί από την εφαρμογή είναι αυτός των ζωνών Α και Β. Από τα στοιχεία της Απογραφής του 2001 ο πληθυσμός αυτός ανέρχεται σε 6.410.218 έναντι συνολικού πληθυσμού της χώρας 11.082.751 δηλ. σε 58%. Ο αριθμός των νοικοκυριών των Ζωνών Α και Β μερίζεται ανάλογα με τον πληθυσμό. Επομένως, τα νοικοκυριά των Ζωνών Α και Β είναι 3.653.614 (στοιχείο 4) Χ 58%= 2.119.096. Από τον Πίνακα των παραδειγμάτων ο Μ.Ο για τις Ζώνες Α και Β είναι 415 Kg ετήσιες ανάγκες πετρελαίου ανά διαμέρισμα και για το σύνολο της χώρας σε 497,6. Οι ανάγκες όμως αυτές βασίζονται σε ιδανικά επαρκείς θερμομονώσεις που δεν συμφωνούν ικανοποιητικά με την έστω ενδεικτική τιμή των 823 Kg. Για τους λόγους αυτούς και για να έχουμε εκτίμηση της τάξης μεγέθους των δυνατοτήτων εξοικονόμησης, δεχόμαστε ετήσιες ανάγκες πετρελαίου καλοριφέρ ανά διαμέρισμα 600 Kg ή 750 l.
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 7 Παραπέρα δεχόμαστε σαν ρεαλιστικό αριθμό των νοικοκυριών που μπορούν να επωφεληθούν από τη θέρμανση με κλιματισμό 1.000.000 από τα 2.100.000 νοικοκυριά. Η ταχύτατα αναπτυσσόμενη χρήση του κλιματισμού που τείνει σε γενίκευση, δικαιολογεί την παραδοχή αυτή που, άλλωστε, χρειάζεται για να αποκτήσουμε μια ιδέα για τι μεγέθη μιλάμε. Επομένως: 1.000.000 νοικοκυριά Χ 600 κιλά ανά νοικοκυριό Χ 22% (εξοικονόμηση)= 132.000.000 kg Αξίας εισαγωγής 132.000.000 Χ 0,3925=51.810.000 Ευρώ με Μ.Ο τιμών 2005. Συμπεράσματα Πρέπει κράτος και πολίτες να συνειδητοποιήσουμε ότι υπάρχουν περιθώρια εξοικονόμησης των δαπανών θέρμανσης χωρίς μείωση της άνεσης, αν εφαρμοσθεί με ευλάβεια ο κανονισμός των θερμομονώσεων και γίνει χρήση της σύγχρονης μορφής θέρμανσης με κλιματισμό για τον οποίο υπάρχουν ευνοϊκές συνθήκες εφαρμογής σε μεγάλο τμήμα της χώρας μας. Επιπλέον, η μείωση των εισαγωγών πετρελαίου ελαττώνει την εξάρτηση της χώρας από τις πετρελαιοπαραγωγές και τις χώρες διέλευσης και συμβάλλει στην αντιμετώπιση των σχετικών κρίσεων το μέγεθος και τη διάρκεια των οποίων κανένας δεν μπορεί να προβλέψει. Εκτός από την οικονομική διάσταση του προβλήματος, η προστασία του περιβάλλοντος είναι η άλλη επιδίωξη που διευκολύνεται με τον περιορισμό της κατανάλωσης πετρελαίου. Παρατηρήσεις σχετικά με την Δ.Ε.Η Από την υποκατάσταση της θέρμανσης με καλοριφέρ από αυτήν με κλιματισμό δεν προκύπτει άλλη επιβάρυνση για τον καταναλωτή εκτός της αύξησης της κατανάλωσης. Η επιβάρυνση του παγίου παραμένει η ιδία. Επιβάρυνση μεγίστης ισχύος δεν υπάρχει στα
ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ - ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 8 τιμολόγια οικιακής χρήσης. Για τη Δ.Ε.Η δεν δημιουργείται κανένα πρόβλημα. Η αύξηση της κατανάλωσης από τα κλιματιστικά του χειμώνα δεν συνεπάγεται ανάγκη ενίσχυσης των δικτύων της, αφού το μέγιστο της ζήτησης σημειώνεται από ετών το καλοκαίρι λόγω των κλιματιστικών που λειτουργούν για ψύξη.