Αυξάνοντας την Απόδοση του Συστήματος Θέρμανσης κατά την Εγκατάσταση Λεβήτων Project No. EIE/06/134/sI2.448721 Π 3.2 Εγχειρίδιο Ποιοτικής Εγκατάστασης Λεβήτων Καταληκτική Ημερομηνία: 31 η Μαρτίου 2008 / 30 η Ιουνίου 2008 Ημερομηνία Υποβολής: 12 η Ιουνίου 2008 Ημερομηνία Αρχής Προγράμματος: 01.02.2007 Διάρκεια: 32 μήνες Υπεύθυνος Σύνταξης Παρόν Κειμένου: Wuppertal Institute Δημοσιότητα PU Δημοσιεύσιμο X CO Εμπιστευτικό
Περιεχόμενα 1. Η ΕΓΓΥΗΣΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ BOILEFF ΚΑΙ ΤΟ ΠΑΡΟΝ ΚΕΙΜΕΝΟ... 1 2. Η ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΤΙΚΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ... 2 2.1 Τι μπορεί να βελτιωθεί στις υφιστάμενες εγκαταστάσεις λεβήτων... 2 2.2 Πλεονεκτήματα και κόστος για τον πελάτη... 2 3. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ... 4 3.1 Οδηγίες για τη διαστασιολόγηση λεβήτων... 4 3.2 Προτάσεις για την επιλογή λέβητα... 6 3.3 Αναγκαιότητα για σωστό και εύχρηστο ελέγχο των παραμέτρων του συστήματος.... 7 3.4 Λοιπές απαιτήσεις του πιστοποιητικού ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) για το σύστημα παραγωγής θερμότητας... 7 4. ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ... 8 4.1 Θερμομόνωση του δικτύου διανομής θερμότητας... 8 4.2 Προετοιμασία για την υδραυλική εξισορρόπηση... 8 5. ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ... 9 6. ΚΥΚΛΟΦΟΡΗΤΕΣ... 10 6.1 Οδηγίες για τη διαστασιολόγηση των κυκλοφορητών... 10 6.2 Ρύθμιση του κυκλοφορητή για βέλτιστη λειτουργία... 11 7. ΖΕΣΤΟ ΝΕΡΟ ΧΡΗΣΗΣ... 12 8. ΈΝΑΡΞΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΡΥΘΜΙΣΗ... 14 8.1 Υδραυλική Βελτιστοποίηση - Εξισορρόπηση... 14 8.2 Αυτόματο σύστημα ελέγχου του λέβητα... 15 9. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ... 17 9.1 Το «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» (DHQUI)... 17 i
1. Η Εγγύηση Ποιότητας του προγράμματος BoilEff και το παρόν κείμενο Οι εγκαταστάσεις λεβήτων δεν γίνονται πάντα με τον καλύτερο τρόπο, αν και η τεχνολογία αυτών καθαυτών των λεβήτων είναι ώριμη. Ως συνέπεια των ανωτέρω, ο ετήσιος βαθμός απόδοσης των εγκαταστάσεων είναι χαμηλότερος από τον βέλτιστο εφικτό. Στα πλαίσια του προγράμματος "BOILEFF - Raising the Efficiency of Boiler Installations" αναπτύσσονται δύο εργαλεία τα οποία μπορούν να ενταχθούν στις υπηρεσίες των εγκαταστατών προς τους πελάτες τους, ώστε να βελτιωθεί η ενεργειακή απόδοση των συστημάτων θέρμανσης. Τα δύο εργαλεία είναι: Το «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» (DHQUI), το οποίο περιγράφει πως πρέπει να είναι μία ποιοτική εγκατάσταση και θα είναι μέρος της προσφοράς του εγκαταστάτη προς τους καταναλωτές Το πιστοποιητικό της «Εγγυημένης Ποιότητας στη Λειτουργία»- Guaranteed Performance Quality (GPQU), για νέες εγκαταστάσεις (αντικατάσταση λέβητα). Το παρόν κείμενο περιέχει τεχνικές πληροφορίες για το «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» (DHQUI), κυρίως ως προς τη φιλοσοφία αντιμετώπισης των διαφόρων τεχνικών θεμάτων. Το «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» (DHQUI) αποτελεί ξεχωριστό κομμάτι του προγράμματος (BoilEff Π 3.1) και στο παρόν κείμενο επισυνάπτεται στο παράρτημα. Στο παρόν κείμενο αρχικά, παρουσιάζονται τα θέματα που αφορούν στην βελτίωση των εγκαταστάσεων λεβήτων και εν συνεχεία, αναλύονται οι θεματικές ενότητες που καλύπτονται από το «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» DHQUI. 1
2. Η αναγκαιότητα του πιστοποιητικού ποιότητας. 2.1 Τι μπορεί να βελτιωθεί στις υφιστάμενες εγκαταστάσεις λεβήτων Τα συνήθη σφάλματα που δύνανται να βελτιωθούν στις υφιστάμενες εγκαταστάσεις είναι τα παρακάτω: Οι λέβητες είναι κατά μέσο όρο 80% υπερδιαστασιολογημένοι σε σχέση με τις ανάγκες του συστήματος θέρμανσης. Οι σωληνώσεις του συστήματος θέρμανσης και του συστήματος θερμού νερού κατασκευάζονται συχνά με πολύ λεπτά τοιχώματα. Τα θερμαντικά σώματα είναι κατά 70% υπερδιαστασιολογημένα. Οι θερμοστάτες είναι συνήθως ρυθμισμένοι σε υψηλές θερμοκρασίες Το 90% των εγκαταστάσεων δεν έχουν υδραυλική ισορροπία, ανεξάρτητα από το γεγονός ότι οι θερμοστάτες είναι προ-ρυθμισμένοι. Οι κυκλοφορητές είναι πολλές φορές υπερδιαστασιολογημένοι έως και τρείς φορές, πράγμα που έχει ως αποτέλεσμα την υψηλότερη κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος. Οι ρυθμίσεις του κατασκευαστή του συστήματος θέρμανσης δεν προσαρμόζονται μετά την εγκατάσταση, π.χ. συνήθης πρακτική είναι η ρύθμιση του συντελεστή αντιστάθμισης στο 1.6, παράλληλη μετατόπιση της καμπύλης κατά 4 ο C, μέγιστη θερμοκρασία 80 ο C. 2.2 Πλεονεκτήματα και κόστος για τον πελάτη Τα ζητήματα που αναφέρονται στην παράγραφο 2.1, κατηγοριοποιούνται στους παρακάτω τομείς. Η βελτίωση μπορεί να γίνει είτε με σωστές επιλογές και διαστασιολόγηση των επιμέρους τμημάτων της εγκατάστασης, είτε με ρύθμιση των τμημάτων ή/και όλου του συστήματος. Τομείς βελτίωσης Βελτιωτικές ενέργειες Δυνατή εξοικονόμηση ενέργειας* Σύστημα παραγωγής Λέβητας συμπύκνωσης 10 % θερμότητας Βελτιστοποίηση ρυθμίσεων 5% Σύστημα διανομής Ρυθμίσεις με βάσει τη νομοθεσία 5 10 % Εγκατάσταση συστημάτων απαραίτητων για Δες Υδραυλική υδραυλική εξισορρόπηση Εξισορρόπηση Θερμικές απώλειες Εγκατάσταση προ-ρυθμιζόμενων θερμοστατών Μέχρι 10 % (πλην των περιπτώσεων ενδοδαπέδιας ή παρόμοιου τύπου συστημάτων θέρμανσης) Κυκλοφορητές Σωστή διαστασιολόγηση και βελτιστοποίηση 60 90 % της κατανάλωσης ρυθμίσεων ηλεκτρικής ενέργειας Χρήση κυκλοφορητών κλάσης Α (Europump class A) Σύστημα παραγωγής Βελτιστοποίηση συστήματος 2 % θερμού νερού Έναρξη λειτουργίας και ρύθμιση Βελτιστοποίηση υδραυλικής εξισορρόπησης 5 % 2
Συνολικά Καύσιμο : 15-20 % συμπεριλαμβανομένου λέβητα συμπύκνωσης Ηλεκτρισμός: 60 % * τιμές για μονοκατοικίες ή μικρά σπίτια. Πίνακας 1: Ενέργειες και δυνατότητες για τη βελτίωση των εγκαταστάσεων σε σχέση με της συμβατικές. Οι ποιοτικές εγκαταστάσεις συνεπάγονται επιπρόσθετα εργατικά και εξοπλιστικά κόστη, ωστόσο οδηγούν σε αξιοσημείωτη ενεργειακή εξοικονόμηση (πίνακας 1). Η ενημέρωση των πελατών για την εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως επιχείρημα στην προώθηση των ποιοτικών εγκαταστάσεων και την επίτευξη επιπρόσθετου κέρδους για τους εγκαταστάτες από την εμπορία των καινούριων υλικών και εξαρτημάτων καθώς και από τις καινούριες υπηρεσίες που θα προσφέρουν. Επιπλέον μία καλοσχεδιασμένη και ορθά ρυθμισμένη εγκατάσταση θα ικανοποιεί τον πελάτη και αποδίδει στην εταιρία εγκατάστασης κύρος και αναγνωρισιμότητα στην αγορά. Το «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» (DHQUI) είναι μία φόρμα που επισυνάπτεται με την προσφορά στον πελάτη και αναδεικνύει τα πρόσθετα χαρακτηριστικά της εγκατάστασης και την ενεργειακή και οικονομική εξοικονόμηση. Στις επόμενες παραγράφους αποσαφηνίζονται όσα αναφέρονται στον πίνακα 1 καθώς επίσης και το πιστοποιητικό της «Εγγυημένης Ποιότητας στη Λειτουργία»- Guaranteed Performance Quality (GPQU) 3
3. Σύστημα παραγωγής θερμικής ενέργειας Το πιστοποιητικό ποιότητας αναφέρει για το σύστημα παραγωγής θερμότητας τα εξής: Σύστημα Θέρμανσης Είναι το σύστημα διαστασιολογημένο σύμφωνα με τις ανάγκες του πελάτη; Υπάρχει σύστημα αντιστάθμισης της εξωτερικής θερμοκρασίας μαζί με χρονοδιακόπτη; Υπάρχουν θερμοστατικές κεφαλές και βάνες εξισορρόπησης, οι οποίες να έχουν ταυτοποιηθεί θερμοκρασιακά; Έχει τοποθετηθεί απομακρυσμένο χειριστηρίο που επιτρέπει στον χρήστη να ρυθμίσει τη θερμοκρασία (έμμεση διόρθωση της καμπύλης); Υπάρχει ένας (μονοβάθμιος) ή δύο (διβάθμιος) ωρομετρητές για τις ώρες που λειτουργεί ο καυστήρας; Υπάρχει φυσικός αερισμός λεβητοστασίου; Υπάρχει ντάμπερ βοηθητικού αέρα (σταθεροποίησης εφελκυσμού καμινάδας); Υπάρχει μονοβάθμια/διβάθμια λειτουργία (διαχείρηση μερικού φορτίου) του καυστήρα; Υπάρχει αναλογική λειτουργία του καυστήρα με PID έλεγχο; 3.1 Οδηγίες για τη διαστασιολόγηση λεβήτων Οι σύγχρονοι λέβητες παρουσιάζουν σημαντικά καλύτερους βαθμούς απόδοσης από αυτούς παλαιότερης τεχνολογίας (ειδικά σε λειτουργία υπό μερικό φορτίο) (βλ εικόνα 1). Εικόνα 1 Διάφορα είδη λεβήτων πετρελαίου και αερίου καθώς και οι αποδόσεις τους 4
Οι λέβητες συνήθως λειτουργούν υπό μερικό φορτίο και συνεπώς η υψηλή ενεργειακή απόδοση υπό μερικό φορτίο είναι σημαντική, και η υπερδιαστασιολόγηση στους λέβητες πρέπει να αποφεύγεται. Συνεπώς η προτεινόμενη διαστασιολόγηση της μέγιστης θερμαντικής ικανότητας του λέβητα υπολογίζεται ως εξής: Μέγιστη θερμαντική ικανότητα = θερμικές απατήσεις κτηρίου * 1.0 για λέβητα συμπύκνωσης Μέγιστη θερμαντική ικανότητα = θερμικές απατήσεις κτηρίου * 1.1 για λέβητα ελεύθερης εκροής Ωστόσο σε υψηλής απόδοσης λέβητες, όπως ένας λέβητας συμπύκνωσης με ρυθμιστικό καυστήρα, υπερδιαστασιολόγηση ως 140% δεν είναι κρίσιμη για την κατανάλωση ενέργειας Οι θερμικές απαιτήσεις του κτηρίου υπολογίζονται από την ετήσια κατανάλωση καυσίμου από τον παρακάτω τύπο: θερμικές απατήσεις = ετήσια κατανάλωση καυσίμου (kwh) * μέσο όρο ετήσιας θερμικής απόδοσης του υπάρχοντος λέβητα / ώρες ετήσιας λειτουργίας υπό πλήρες φορτίο όπου ετήσια κατανάλωση καυσίμου (kwh) = ετήσια κατανάλωση καυσίμου σε συνήθεις μονάδες * συντελεστή μετατροπής σε kwh (πίνακας 2) ο μέσος όρος εποχιακής θερμικής απόδοσης του υπάρχοντος λέβητα λαμβάνεται αριθμός μικρότερος της μονάδας(τυπική τιμή: 0.75) οι ώρες ετήσιας λειτουργίας υπό πλήρες φορτίο εξαρτώνται από το κλίμα και το εάν ο λέβητας χρησιμοποιείται για παραγωγή θερμού νερού. π.χ. Για τη Γερμανία οι ώρες ετήσιας λειτουργίας υπό πλήρες φορτίο είναι 2000 για συστήματα χωρίς παραγωγή θερμού νερού και 2300 για συστήματα με παραγωγή θερμού νερού από το λέβητα. Για καινούρια κτήρια η ετήσια κατανάλωση λαμβάνεται από τη μελέτη που έγινε για την λήψη άδειας. 5
Μονάδες Κατώτερη Θερμογόνος Ικανότητα (H U ) Ανώτερη Θερμογόνος Ικανότητα (H O ) Συντελεστής Μετατροπής Φυσικό Αέριο Υγροποιημένο φυσικό αέριο Υγραέριο Ελαφρύ Diesel (HEL) Pellets/wood bricks kwh/m 3 10,4 11,5 1,11 kwh/m 3 8,9 9,8 1,11 kwh/m 3 30,4 32,8 1,08 kwh/l 10,0 10,6 1,06 kwh/kg 4,9 5,5 1,12 Πίνακας 2: συντελεστές μετατροπής για καύσιμα 3.2 Προτάσεις για την επιλογή λέβητα Οι λέβητες συμπύκνωσης ενδείκνυνται γιατί παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερες ενεργειακές αποδόσεις από τους λέβητες ελεύθερης εκροής. (βλ εικόνα 1) Ειδικά θέματα: Οι λέβητες συμπύκνωσης κάτω των 200 kw πλέον δεν απαιτούν επιπρόσθετο σύστημα αδρανοποίησης του συμπυκνώματος. Το παραγόμενο συμπύκνωμα διοχετεύεται στο δημόσιο αποχετευτικό σύστημα. Οι λέβητες συμπύκνωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς σύστημα αδρανοποιήσης μόνο εάν χρησιμοποιούν καύσιμο με χαμηλά επίπεδα θείου. Στους επιδαπέδιους λέβητες είναι δυνατή η χρήση ελαφρού diesel (HEL), αλλά πιο πολύπλοκη αφού είναι αναγκαία η χρήση συστήματος αδρανοποίησης. Οι λέβητες στερεών καυσίμων (σφαιρίδια ξύλου) του εμπορίου είναι αρκετά ώριμοι και αποδοτικοί, ειδικά σε συνδυασμό με ηλιακούς θερμοσυσσωρευτές, παρέχοντας τη δυνατότητα τεχνολογίας σχεδόν μηδενικών εκπομπών CO 2. Οι λέβητες στερεών καυσίμων (σφαιρίδια ξύλου) συμπεριλαμβάνονται στο «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» (DHQUI) σαν μία καινοτόμος τεχνολογία για παραγωγή θερμότητας. Πως επιλέγεται ο κατάλληλος λέβητας: Προτεινόμενες πηγές πληροφόρησης: ανεξάρτητες δοκιμές λεβήτων διαφόρων κατασκευαστών και προιόντα με σήμανση π.χ eco-label 6
3.3 Αναγκαιότητα για σωστό και εύχρηστο ελέγχο των παραμέτρων του συστήματος. Ο βαθμός απόδοσης των πιο αποδοτικών λεβήτων εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από τις τυπικές θερμοκρασίες του συστήματος θέρμανσης (συμβατικά θερμαντικά σώματα / ενδοδαπέδια θέρμανση), (σχήμα 1). Για το λόγω αυτό είναι σημαντικό το πιστοποιητικό ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) να περιέχει τα παρακάτω: Ο καυστήρας έχει χρονοδιακόπτη με δυνατότητα προγραμματισμού σε καθημερινή, εβδομαδιαία και εποχιακή βάση. Οι παράμετροι του συστήματος ελέγχου έχουν προσαρμοστεί στη δεδομένη εγκατάσταση και δύνανται να ρυθμιστούν περαιτέρω από τον πίνακα ελέγχου. Δίνεται η δυνατότητα στο χρήστη να αλλάζει τις παραμέτρους (θερμοκρασιακός έλεγχος ανά δωμάτιο) Για τη βελτιστοποίηση της εγκατάστασης ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αλλάξει την καμπύλη λειτουργίας της 3.4 Λοιπές απαιτήσεις του πιστοποιητικού ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) για το σύστημα παραγωγής θερμότητας Για τον έλεγχο της ενεργειακής κατανάλωσης είναι τοποθετημένα ροόμετρα στο καύσιμο και ωρομετρητές. (προαιρετικό) Ο απαιτούμενος αέρας για την καύση παρέχεται μέσω ορθά διαστασιολογημένης οπής εξαερισμού και όχι μέσω ανοιχτού παραθύρου. Αυτό γίνεται για να μην δίνεται στο χρήστη η δυνατότητα να κλείσει το παράθυρο αερισμού με αποτέλεσμα υψηλέςεπιβλαβείς συγκεντρώσεις μονοξειδίου του άνθρακα. 7
4. Σύστημα διανομής Για την διασφάλιση του συστήματος διανομής το πιστοποιητικό ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) περιέχει τα παρακάτω: Σύστημα Διανομής Θερμότητας Οι συλλέκτες, οι σωλήνες διανομής και οι δεξαμενές αποθήκευσης νερού θέρμανσης και χρήσης, είναι μονωμένα επαρκώς; Υπάρχουν δίοδες βάνες ; Έχουν ταυτοποιηθεί οι θερμοστατικές κεφαλές; Έχει γίνει εξισορρόπηση δικτύου ; 4.1 Θερμομόνωση του δικτύου διανομής θερμότητας Η θερμομόνωση του δικτύου διανομής είναι το πιο αποδοτικό μέτρο για την εξοικονόμηση ενέργειας στα συστήματα θέρμανσης. Για αυτό το λόγο υπάρχουν περιορισμοί για το ελάχιστο πάχος μόνωσης. Π.χ για τη Γερμανία ο πίνακας 3 δίνει τις απαιτήσεις για θερμομόνωση σύμφωνα με τον εθνικό κανονισμό (EnEV 2002). Είδος σωληνώσεων / Διάμετροι Απαιτούμενη μόνωση ( k=0,035 W(m*K) Διάμετρος εντός 22 mm ή λιγότερο 20 mm Διάμετρος εντός από 22 ως 35 mm 30 mm Διάμετρος εντός από 35 ως και πάνω από 100 mm Ίδια με την μέσα διάμετρο Πλαίσια και σωλήνες στις διασταυρώσεις καιμισή τιμή από τις ανώθι προτεινόμενες συνδέσεις Ενδοδαπέδιες σωλήνες 6 mm Πίνακας 3: Απαιτήσεις Θερμομόνωσης του δικτύου διανομής στη Γερμανία 4.2 Προετοιμασία για την υδραυλική εξισορρόπηση Η σημασία της υδραυλικής εξισορρόπησης εξηγείται στο κεφάλαιο 8. Για την επίτευξη της υδραυλικής εξισορρόπησης είναι πιθανή ή ίσως και αναγκαία η εγκατάσταση ρυθμιστικών βαλβίδων σε κάποιους ή σε όλους τους κλάδους του δικτύου διανομής. 8
5. Θερμικές απώλειες Για την ελαχιστοποίηση των θερμικών απωλειών το πιστοποιητικό ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) περιέχει τα παρακάτω: Θερμικές απώλειες Υπάρχει ψηφιακός θερμοστάτης χώρου (μονοκατοικία);; Έχει γίνει υπολογισμός για σύστημα με θερμαντικά σώματα στους 60 C και για ενδοδαπέδια 45 C (max); Στις απλές εγκαταστάσεις θέρμανσης, η εγκατάσταση θερμοστατών είναι από τα πιο αποδοτικά μέτρα που βοηθούν στην εξοικονόμηση ενέργειας. Αποτρέπουν την υπερβολική θέρμανση ενός χώρου και εξοικονομούν περίπου 10% της ενέργειας. Υπό αυτήν την έννοια, και εξασφαλίζοντας ότι δεν υποθερμαίνεται κάποιος άλλος χώρος, αυξάνεται η θερμοκρασιακή άνεση. Ως προϋπόθεση για την υδραυλική εξισορρόπηση του συστήματος, πρέπει να χρησιμοποιούνται θερμοστάτες με δυνατότητα προ-ρύθμισης. Επιπλέον, τουλάχιστον για την κεντρική Ευρώπη, οι κάτωθι τεχνολογίες υψηλής απόδοσης πρέπει να χρησιμοποιούνται: 1-K Valve (Valve with proportional 1 K control range instead of 2 K control range; 1 K equals the a temperature difference of 1 C) Προγραμματιζόμενοι θερμοστάτες για τη μείωση της θερμοκρασίας δωματίου σε περιόδους απουσίας. Αποδοτικότερο χαλύβδινο θερμαντικό σώμα (with higher share of room-directed heat radiation) Κέρδη σε % περίπου 5 % Επιπλέον κόστος σε σχέση με συμβατική εγκατάσταση Περίπου 5 % υψηλότερο ανά τεμάχιο 5 ως 15 % 50 με 60 Euro ανά θερμοστάτη περίπου 5 % 2 με 3 % της τιμής του θερμαντικού σώματος Πίνακας 4: Τεχνολογίες υψηλής απόδοσης για τη διανομή της θερμότητας 9
6. Κυκλοφορητές Για τους κυκλοφορητές το πιστοποιητικό ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) περιέχει τα παρακάτω: Κυκλοφορητές Υπάρχει κυκλοφορητής ή τρίοδη προστασία του λέβητα; Υπάρχει inverter ; Είναι ρυθμισμένες οι αντλίες στην καλύτερη ταχύτητα, όταν υπάρχει εξισορρόπηση; 6.1 Οδηγίες για τη διαστασιολόγηση των κυκλοφορητών Τα συστήματα κεντρικής θέρμανσης καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια για τα υποσυστήματα αερισμού καυστήρα, ελέγχου και κυκλοφορίας. Ο κυκλοφορητής είναι συνήθως ο πιο ενεργοβόρος. Η συνολική βοηθητική (ηλεκτρική) ενέργεια σε μία συνήθη εγκατάσταση είναι περίπου 2.5 με 3% της κατανάλωσης του καυσίμου ενώ σε μία ποιοτική εγκατάσταση είναι μόνο 1%. Αυτό σημαίνει ότι η εξοικονόμηση σε μία φυσιολογική κατοικία φτάνει τις 400 kwh/έτος για μία οικογένεια στην κεντρική Ευρώπη και στις 300kWh/έτος για μία οικογένεια στη νότια Ευρώπη. Το σωστό μέγεθος κυκλοφορητή, σύμφωνα με το πιστοποιητικό ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI), προτείνεται ως 1 (1/1,000) των ενεργειακών απαιτήσεων. Η παραπάνω προσέγγιση επιτυγχάνεται εύκολα με υψηλής ποιότητας κυκλοφορητές οι οποίοι πληρούν τις προϋποθέσεις της Europump class A. Το επιπλέον κόστος είναι περίπου 150 Euro, αλλά εξοικονομείται κατά μέσο όρο περίπου 60% ηλεκτρικό ρεύμα, δηλαδή: 100 kwh/έτος και 12 Euro ανά έτος για την Ελλάδα 300 kwh/έτος and 60 Euro ανά έτος για την Γερμανία 300 kwh/έτος and 60 Euro ανά έτος για την Αυστρία 300 kwh/έτος and 55 Euro ανά έτος για την Ισπανία 10
Εικόνα 2: Η εθελοντική ενεργειακή ταμπέλα για τις αντλίες 6.2 Ρύθμιση του κυκλοφορητή για βέλτιστη λειτουργία Σε συμβατικές εγκαταστάσεις, το να χρησιμοποιείται ένας μεγαλύτερος κυκλοφορητής είναι ο εύκολος τρόπος για να διασφαλιστεί ότι κάθε χώρος θα θερμανθεί. Για αυτό το λόγο, στα υπάρχοντα συστήματα κεντρικής θέρμανσης, οι κυκλοφορητές είναι συνήθως 3 φορές μεγαλύτεροι από ότι χρειάζεται. Η λύση για να μην χρησιμοποιείται μεγαλύτερος κυκλοφορητής είναι η υδραυλική εξισορρόπηση (βλ. Κεφάλαιο 8). Με αυτόν τον τρόπο μειώνεται η ροή ζεστού νερού στο ελάχιστο απαιτούμενο. Έτσι δίνεται η δυνατότητα να επιλεχθεί ένας μικρότερος κυκλοφορητής ή/και να επιλεχθεί η ρύθμιση σε μικρότερο επίπεδο ενός κυκλοφορητή με τρία ή τέσσερα επίπεδα ισχύος. Αυτό με τη σειρά του, επιτρέπει να επιτευχθεί η σωστή διαστασιολόγηση που αναφέρθηκε στην παράγραφο 6.1 11
7. Ζεστό Νερό Χρήσης Για την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης, το πιστοποιητικό ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) περιέχει τα παρακάτω: Ζεστό Νερό Έχει ρυθμιστεί το νερό στους 52-55 C και υπάρχει χρονοδιακόπτης ή δυνατότητα χρονοπρογραμματισμού; Υπάρχει ξεχωριστό σύστημα για τη φόρτιση του boiler ; Υπάρχει διαφορικός θερμοστάτης διαχείρισης του ηλιακού συλλέκτη ; Υπάρχουν διατάξεις υγιεινής για την αποφυγή της νόσου της λεγεωνέλας; Υπάρχει σύστημα ουδετεροποίησης συμπυκνωμάτων καύσης; Μια στρατηγική πλήρωσης του δοχείου (δεξαμενή) ζεστού νερού θα μπορούσε να είναι η παύση/αναστολή πλήρωσης κατά τις νυχτερινές ώρες (χαμηλές θερμοκρασίες) για να αποφευχθούν οι θερμικές απώλειες. Η πρώτη πρόταση αναφέρεται για τα ηλεκτρικά συστήματα. Για λέβητες πετρελαίου και αερίου, το σύστημα ελέγχου ελέγχει αυτόματα την πλήρωση του νερού. Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία του νερού, τόσο μικρότερες είναι οι απώλειες αποθήκευσης. Σε μικρές εγκαταστάσεις, (δεξαμενή 400 l και περιεχόμενο 3 l σε κάθε σωλήνα μεταξύ του λέβητα και της βρύσης), η θερμοκρασία γύρω στους 50º με 55º C είναι επαρκής. Επιπλέον υποδείξεις περιλαμβάνουν: Το σημείο θέρμανσης και κατανάλωσης του ζεστού νερού πρέπει να είναι όσο πιο κοντα γίνεται (μικρό μήκος σωλήνων) Εγκατάσταση συστημάτων με μικρή κατανάλωση ενέργειας κατά την παραγωγή, σε συνδυασμό με χαμηλές απώλειες όταν δεν λειτουργεί αλλά και απώλειες διανομής κατά την αποθήκευση και διανομή του νερού αντίστοιχα. Η εγκατάσταση ηλιακού συσσωρευτή για το ζεστό νερό, πρέπει να προτιμάται κατά την ανακαίνιση ή την πρωτογενή κατασκευή παίρνοντας υπόψιν τις απαιτήσεις και τον αριθμό των ενοίκων. Η εικόνα 3 δείχνει την εικόνα ενός τέτοιου συστήματος, ενώ ο πίνακας 5 δίνει στοιχεία για το μέγεθος ενός τέτοιου συστήματος, αλλά και τα ενεργειακά κέρδη για περιοχές της Κεντρικής Ευρώπης. Εγκατάσταση αναμεικτών (βρύσες) εξοικονόμησης νερού και ντουζ (περίπου 15-20% δυνατότητα εξοικόνομησης) 12
Εικόνα 3: Ηλιακός θερμοσυσσωρευτής παραγωγής ζεστού νερού χρήσης Τιμές Μέγεθος συλλέκτη 1 ως 1.5 m 2 ανα άτομο Μέγεθος Δεξαμενής 50 ως 80 l/m 2 Ετήσιο κέρδος ανα m 2 του συλλέκτη (Αυστρία Γερμανία) 400 ως 450 kwh/m 2 Πίνακας 5: Προτεινόμενα μεγέθη ηλιακών συστημάτων παραγωγής ζεστού νερού χρήσης και θερμικά κέρδη για την Κεντρική Ευρώπη. 13
8 Έναρξη Λειτουργίας και ρύθμιση Για την διασφάλιση της λειτουργίας και της ρύθμισης, το πιστοποιητικό ποιοτικής εγκατάστασης (DHQUI) περιέχει τα παρακάτω: Έναρξη λειτουργίας 9Τηρείται φύλλο ελέγχου ; 10Καταγράφονται τα ειδικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης (ετήσια κατανάλωση, περιοχή, μέση θερμοκρασία κτλ); Οι ρυθμίσεις (χρονοδιαγράμματα, θερμοκρασίες, επίπεδα) γίνονται βάσει των αναγκών του πελάτη στα πλαίσια της μελέτης; Η ρύθμιση των θερμοκρασιών γίνεται μέσω θερμίστορ; Η υδραυλική εξισορρόπηση και η αντιστάθμιση εξασφαλίζει την ίδια παροχή θερμότητας σε όλα τα θερμαντικά σώματα; Όλες οι ρυθμίσεις καταγράφονται με το πέρας της εγκατάστασης; Οι παραπάνω απαιτήσεις έρχονται ως το τελικό βήμα για να εξασφαλιστεί η ποιοτική εγκατάσταση. Επίσης, διασφαλίζουν και την μακρόχρονη, υψηλής ποιότητας λειτουργία του συστήματος, η οποία προκύπτει ύστερα από την ενημέρωση του πελάτη. 10.1 Υδραυλική Βελτιστοποίηση - Εξισορρόπηση Αν παρομοιάζαμε το δίκτυο θέρμανσης με ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με αντιστάσεις στη σειρά, θα έχουμε την εξής αναλογία: όπως το ρεύμα περνάει μέσα από την χαμηλότερη αντίσταση, έτσι και το νερό θα περάσει από το δρόμο με τη μικρότερη αντίσταση. Οι σωλήνες, οι θερμοστάτες, οι βαλβίδες, τα σώματα και άλλα στοιχεία του δικτύου θέρμανσης θεωρούνται ως αντιστάσεις σε σειρά στο ηλεκτρικό ανάλογο. Έτσι, τα δωμάτια που είναι πιο μακριά από τον λέβητα δέχονται λιγότερο ζεστό νερό από ότι αυτά που είναι κοντά του. Η εικόνα 4 απεικονίζει αυτήν την κατάσταση. Το πάνω θερμαντικό σώμα απέχει από τον λέβητα από ότι το κάτω σώμα και για αυτό δεν θερμαίνεται αρκετά. 14
Εικόνα 4. Ροή νερού και θερμότητας σε ένα σύστημα χωρίς υδραυλική εξισορρόπηση. Η υδραυλική βελτιστοποίηση σημαίνει να στραγγαλίζεται η ροή στα κοντινά σώματα για να αυξηθεί η αντίσταση τους, έτσι ώστε η ροή του νερού να είναι η βέλτιστη, ανάλογα με τη χωρητικότητα του κάθε σώματος. Αυτό θα μειώσει την συνολική ροή του νερού και θα μειωθούν οι απώλειες στη παραγωγή και διανομή της θερμότητας. Σύμφωνα με επί τόπου ελέγχους στη Γερμανία, μπορούν να εξοικονομηθούν περίπου 8 kwh καυσίμου ανα m 2 θερμαινόμενης περιοχής και ανά χρόνο. Επιπλέον, ένα βελτιστοποιημένο σύστημα χρειάζεται λιγότερη ενέργεια για τις αντλίες λόγω της μειωμένης ροής νερού. Αυτό έχει ως συνέπεια και την εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι πληρούνται και οι απαιτήσεις της παραγράφου 6 για τους κυκλοφορητές. 10.2 Αυτόματο σύστημα ελέγχου του λέβητα. Μετά την υδραυλική εξισορρόπηση με ρύθμιση των θερμοστατών που έχουν την δυνατότητα προ-ρύθμισης, είναι δυνατό να βελτιστοποιηθεί ο έλεγχος του λέβητα. Αυτό συμβαίνει με την αντιστάθμιση καμπύλης θέρμανσης (κλίση και παράλληλη μετατόπιση της καμπύλης). Όλες οι άλλες παράμετροι πρέπει επίσης να βελτιστοποιηθούν (θερμοκρασία, χρόνοι λειτουργίας κα) 15
Εικόνα 5: Αντιστάθμιση καμπύλης θέρμανσης: κλίση και παράλληλη μετατόπιση 16
11. Παράρτημα 11.1 Το «Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων» (DHQUI) Η παρακάτω φόρμα συμπληρώνεται από τον εγκαταστάτη και επισυνάπτεται της προσφοράς. 17
Πιστοποιητικό Υψηλής Ποιότητας στην Εγκατάσταση Λεβήτων Η εγκατάσταση του συστήματος θέρμανσης έγινε με υψηλές προδιαγραφές και ποιοτικά κριτήρια. Για τη δική σας ενημέρωση, ο εγκαταστάτης σας συμπληρώνει το παρακάτω ερωτηματολόγιο που περιγράφει τα τεχνικά χαρακτηριστικά του συστήματος. Διευκρινίζεται ότι δεν είναι απαραίτητη/δυνατή η καταφατική απάντηση σε όλες τις ερωτήσεις. Σύστημα Θέρμανσης Είναι το σύστημα διαστασιολογημένο σύμφωνα με τις ανάγκες του πελάτη; Υπάρχει σύστημα αντιστάθμισης της εξωτερικής θερμοκρασίας μαζί με χρονοδιακόπτη; Υπάρχουν θερμοστατικές κεφαλές και βάνες εξισορρόπησης, οι οποίες να έχουν ταυτοποιηθεί θερμοκρασιακά; Έχει τοποθετηθεί απομακρυσμένο χειριστηρίο που επιτρέπει στον χρήστη να ρυθμίσει τη θερμοκρασία (έμμεση διόρθωση της καμπύλης); Υπάρχει ένας (μονοβάθμιος) ή δύο (διβάθμιος) ωρομετρητές για τις ώρες που λειτουργεί ο καυστήρας; Υπάρχει φυσικός αερισμός λεβητοστασίου; Υπάρχει ντάμπερ βοηθητικού αέρα (σταθεροποίησης εφελκυσμού καμινάδας); Υπάρχει μονοβάθμια/διβάθμια λειτουργία (διαχείρηση μερικού φορτίου) του καυστήρα; Υπάρχει αναλογική λειτουργία του καυστήρα με PID έλεγχο; Ζεστό Νερό Έχει ρυθμιστεί το νερό στους 52-55 C και υπάρχει χρονοδιακόπτης ή δυνατότητα χρονοπρογραμματισμού; Υπάρχει ξεχωριστό σύστημα για τη φόρτιση του boiler ; Υπάρχει διαφορικός θερμοστάτης διαχείρισης του ηλιακού συλλέκτη ; Υπάρχουν διατάξεις υγιεινής για την αποφυγή της νόσου της λεγεωνέλας; Υπάρχει σύστημα ουδετεροποίησης συμπυκνωμάτων καύσης; Κυκλοφορητές Υπάρχει κυκλοφορητής ή τρίοδη προστασία του λέβητα; Υπάρχει inverter ; Είναι ρυθμισμένες οι αντλίες στην καλύτερη ταχύτητα, όταν υπάρχει εξισορρόπηση; Σύστημα Διανομής Θερμότητας Οι συλλέκτες, οι σωλήνες διανομής και οι δεξαμενές αποθήκευσης νερού θέρμανσης και χρήσης, είναι μονωμένα επαρκώς; Υπάρχουν δίοδες βάνες ; Έχουν ταυτοποιηθεί οι θερμοστατικές κεφαλές; Έχει γίνει εξισορρόπηση δικτύου ; 18
Raising the efficiency of Boiler Installations Θερμικές απώλειες Υπάρχει ψηφιακός θερμοστάτης χώρου (μονοκατοικία);; Έχει γίνει υπολογισμός για σύστημα με θερμαντικά σώματα στους 60 C και για ενδοδαπέδια 45 C (max); Έναρξη λειτουργίας 12Τηρείται φύλλο ελέγχου ; 13Καταγράφονται τα ειδικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης (ετήσια κατανάλωση, περιοχή, μέση θερμοκρασία κτλ); Οι ρυθμίσεις (χρονοδιαγράμματα, θερμοκρασίες, επίπεδα) γίνονται βάσει των αναγκών του πελάτη στα πλαίσια της μελέτης; Η ρύθμιση των θερμοκρασιών γίνεται μέσω θερμίστορ; Η υδραυλική εξισορρόπηση και η αντιστάθμιση εξασφαλίζει την ίδια παροχή θερμότητας σε όλα τα θερμαντικά σώματα; Όλες οι ρυθμίσεις καταγράφονται με το πέρας της εγκατάστασης; Ο πελάτης έχει ενημερωθεί σε σχέση με: 1Λειτουργία των συστημάτων παροχής καυσίμου, του λέβητα, του εξαερισμού, των αντλιών, του συστήματος ελέγχου και της διανομής της θερμότητας; Συσκευές σχετιζόμενες με την ασφάλεια της εγκατάστασης (ανακουφιστική βαλβίδα ασφαλείας, δυνατότητα πληρότητας/μανόμετρα, δοχείο διαστολής, αισθητήρας CO, θερμοκρασιακή επιτήρηση χώρου, ανίχνευση διαρροής αερίου-alarm κλπ); Βελτιστοποίηση της λειτουργίας, χρόνος λειτουργίας, θερμοκρασιακά επίπεδα και τήρηση βιβλίου γεγονότων (ημερολόγιο λεβητοστασίου); Κατευθύνσεις για οριακές καταστάσεις ασφαλείας (υπάρχουν γραπτές οδηγίες σε περίπτωση κινδύνου) ; Παρατηρήσεις:... Ημερομηνία Εγκατάστασης Στοιχεία Εγκαταστάτης Υδραυλικός Αρ.Αδείας Εγκαταστάτης Συντηρητής Καυστήρων Αρ.Αδείας 19
20
Συνεργάτες: Η μόνη ευθύνη για το περιεχόμενο αυτής της αναφοράς αποδίδεται στους συγγραφείς. Οι απόψεις που εκφράζονται δεν απηχούν κατ ανάγκη τις απόψεις της Ευρωπαϊκής Κοινότητας. Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή δεν αναλαμβάνει οποιαδήποτε ευθύνη όσον αφορά τη χρήση των πληροφοριών που εμπεριέχονται. 21