Στο προηγούμενο τεύχος έγινε εκτενής αναφορά στα συστήματα θέρμανσης, και συγκεκριμένα στα εσωτερικά τμήματα της εγκατάστασης, τα οποία μπορούν να εφαρμοστούν στον οικιστικά τομέα. Στο παρόν τεύχος θα γίνει αναφορά για τα εξωτερικά τμήματα των εν λόγω εγκαταστάσεων, και πως αυτά είναι δυνατόν να συνδυαστούν αποδοτικά με τα αντίστοιχα εσωτερικά τμήματα.
Αν και η παγκόσμια αλλά και η κυπριακή αγορά έχουν να επιδείξουν δεκάδες προϊόντα και επωνυμίες εντούτοις αυτά εύκολα μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες:
Α. Τους Λέβητες, οι οποίοι μπορούν να αναπτύξουν υψηλές θερμοκρασίες νερού μέχρι 95-100οC γεγονός που επιτρέπει την χρήση τους για όλα τα συστήματα θέρμανσης που χρησιμοποιούν νερό όπως: Θερμαντικά σώματα, Υποδαπέδια Θέρμανση Fan Coil Units κ.ά
Β. Τις αντλίες Θερμότητας (Heat Pump) οι οποίες έχουν την δυνατότητα να αναπτύσσουν θερμοκρασία νερού από 8 έως και 55οC και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εγκαταστάσεις θέρμανσης και ψύξης όπως: Υποδαπέδια Θέρμανση και Ψύξη, Fan Coil Units, Floor Convectors, Θερμαντικά σώματα χαμηλών θερμοκρασιών κ.ά.
Εκείνα όμως που κάνουν την διαφορά, στην κατηγοριοποίηση τους, κατά κύριο λόγο είναι το καύσιμο ή το είδος της ενέργειας που χρησιμοποιούν και κατά δεύτερο το υλικό κατασκευής για τους λέβητες ενώ για τις αντλίες θερμότητας ο τρόπος εναλλαγής της θερμότητας με το περιβάλλον (Αέρας-Νερό).
Κατηγοριοποίηση Συστημάτων
Πριν γίνει οποιαδήποτε ανάλυση ή περιγραφή καλό θα ήταν να γίνει μια σύνοψη – κατηγοριοποίηση όλων αυτόν των λεβήτων και των αντλιών θερμότητας
Λέβητες Υγραερίου-Φυσικού Αερίου
Πρόκειται για τις ίδιες συσκευές όπου με μια μικρή μετατροπή είναι εφικτή η αλλαγή χρήσης καυσίμου.
Συναντώνται σε όλες τις μορφές όπως:
• Χυτοσίδηροι ή χαλύβδινοι επιδαπέδιοι λέβητες με καυστήρα αερίου.
o Χρησιμοποιούνται για μικρές –μεσαίες και μεγάλες εγκαταστάσεις
• Χαλύβδινοι λέβητες δαπέδου χωρίς καυστήρα (ατμοσφαιρικοί)
o Χρησιμοποιούνται για μικρές και μεσαίες εγκαταστάσεις.
• Μικροί Επίτοιχοι χωρίς καυστήρα συνήθως από 6kW μέχρι 30-35kW.
o Χρησιμοποιούνται για μικρές και μεσαίες εγκαταστάσεις. Συνήθως αποτελούν ολοκληρωμένες μονάδες και έχουν ενσωματωμένη αντλία δοχείο διαστολής φουγάρο και άλλα συναφή.
Όλοι οι πιο πάνω τύποι μπορεί να είναι τύπου συμπυκνωμάτων* (condensing) ή λανθάνουσας Θερμότητας
* Εκμεταλλεύονται την λανθάνουσα (κρυμμένη) θερμότητα των υδρατμών που περιέχονται στα καυσαέρια. Με άλλα λόγια απορροφάται ενέργεια από τα καυσαέρια τα οποία βρίσκονται στην αέρια φάση όπου οι υδρατμοί μεταβαίνουν στην υγρή φάση (συμπυκνώνονται). Η αφαιρούμενη θερμότητα προσδίδεται για θέρμανση του νερού. Συνεπώς με τον τρόπο αυτό αυξάνεται ο βαθμός απόδοσης του λέβητα που θεωρητικά μπορεί να φτάσει το 109% σε σχέση με τους υπόλοιπους λέβητες που λειτουργούν με βαθμό απόδοσης της τάξης του 80-90%.
Πλεονεκτήματα
• Καθαρή και φιλική προς το περιβάλλον λειτουργία
• Αθόρυβη λειτουργία
• Μικρός απαιτούμενος χώρος μηχανοστασίου ( στην περίπτωση επίτοιχου)
• Δυνατότητα εγκατάστασης εντός της οικίας υπό προϋποθέσεις.
Μειονεκτήματα
• Δεν επιτρέπεται η εγκατάστασή του σε υπόγειους χώρους για λόγους ασφαλείας
• Απαιτείται υπαίθριος χώρος για την δεξαμενή αποθήκευσης υγραερίου.
• Δεξαμενές μεγαλύτερες των 500lt υπόκεινται σε περιορισμούς και αδειοδοτήσεις από τις τοπικές αρχές
• Επικίνδυνες οι κακές και φτηνές εγκαταστάσεις γραμμής αερίου ειδικά από μη εξειδικευμένα άτομα.
• Ελαφρώς πιο δαπανηρή εγκατάσταση σε σχέση με μια αντίστοιχη πετρελαίου
Ηλεκτρικοί Λέβητες
Οι λέβητες αυτοί αποτελούν ολοκληρωμένες μονάδες και έχουν ενσωματωμένη αντλία, δοχείο διαστολής βαλβίδες ασφαλείας και άλλα συναφή. Το νερό θερμαίνεται από ηλεκτρικές αντιστάσεις εμβαπτισμένες εντός μικρού κυλίνδρου
Πλεονεκτήματα
• Αθόρυβη λειτουργία
• Μικρός απαιτούμενος χώρος μηχανοστασίου
• Δυνατότητα εγκατάστασης εντός της οικίας.
• Ελάχιστο έως μηδενικό κόστος συντήρησης
• Υψηλός βαθμός απόδοσης.
• Ευκολία εγκατάστασης.
• Δεν απαιτούνται δεξαμενές καυσίμων και φουγάρα.
• Ασφαλής λειτουργία.
• Δεν ρυπαίνει την τοπική ατμόσφαιρα με καυσαέρια
Μειονεκτήματα
• Υψηλό κόστος λειτουργίας
• Ρυπογόνα λειτουργία. (σε εθνικό επίπεδο λόγω των ρύπων που παράγονται αλλά και του χαμηλού βαθμού απόδοσης των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής).
Λέβητες ακάθαρτου πετρελαίου
Η πιο διαδεδομένη κατηγορία λεβήτων οι οποίοι συναντώνται στις ακόλουθες μορφές.
• Χυτοσίδηροι ή χαλύβδινοι λέβητες δαπέδου με καυστήρα πετρελαίου.
o Χρησιμοποιούνται για μικρές –μεσαίες και μεγάλες εγκαταστάσεις
Πιο σπάνια απαντιόνται τέτοιοι λέβητες τύπου συμπυκνωμάτων.
Πλεονεκτήματα
• Αυξημένη τεχνογνωσία εκ μέρους των εγκαταστατών
• Δοκιμασμένη και αξιόπιστη λύση
• Περιορισμένη επικινδυνότητα κατά την λειτουργία του
Μειονεκτήματα
• Ψηλό κόστος σωστής συντήρησης (αλλαγή μπεκ, καθάρισμα φίλτρου πετρελαίου και θαλάμου καύσης, ρύθμιση καυστήρα με χρήση αναλυτή καυσαερίων σε ετήσια βάση).
• Υποχρεωτική εγκατάσταση φουγάρου
• Καταλαμβάνουν μεγάλο χώρο εντός του μηχανοστασίου.
• Εγκατάσταση δεξαμενής πετρελαίου.
• Όχι και τόσο φιλική με το περιβάλλον η λειτουργία τους σε σχέση με τους αντίστοιχους λέβητες αερίου.
Λέβητες καθαρού πετρελαίου
Λιγότερο διαδεδομένη κατηγορία λεβήτων οι οποίοι συναντώνται στις ακόλουθες μορφές.
• Επιδαπέδιοι με θάλαμο καύσης χάλκινο ή από ανοξείδωτο χάλυβα με καυστήρα.
o Χρησιμοποιούνται για μικρές και μεσαίες.
Πιο σπάνια απαντιόνται τέτοιοι λέβητες τύπου συμπυκνωμάτων.
Πλεονεκτήματα
• Αυξημένη τεχνογνωσία εκ μέρους των εγκαταστατών
• Δοκιμασμένη και αξιόπιστη λύση
• Περιορισμένη επικινδυνότητα κατά την λειτουργία του.
• Υψηλότερος βαθμός απόδοσης σε σχέση με του συμβατικούς λέβητες ακάθαρτου πετρελαίου.
• Φιλικότεροι προς το περιβάλλον σε σχέση με τους αντίστοιχους Λέβητες ακάθαρτου πετρελαίου
• Χαμηλότερο κόστος συντήρησης σε σχέση με τους αντίστοιχους Λέβητες ακάθαρτου πετρελαίου.
• Μπορούν να εγκατασταθούν σε μηχανοστάσια όπου δεν είναι δυνατή η τοποθέτηση κατακόρυφου φουγάρου
• Συμπαγείς μονάδες οι οποίες καταλαμβάνουν σχετικά μικρό χώρο εντός του μηχανοστασίου.
Μειονεκτήματα
• Υποχρεωτική εγκατάσταση φουγάρου όχι κατ ανάγκη κατακόρυφου
• Εγκατάσταση δεξαμενής πετρελαίου.
Λέβητες πυρήνα Ελιάς (πυρηνολέβητες) ή με Pellets
Πρόκειται για μεγάλου όγκου μηχανήματα όχι και τόσο διαδεδομένα που χρησιμοποιούνται σε εξειδικευμένες κυρίως περιπτώσεις όπως ελαιοτριβεία οινοποιεία και πολύ πιο σπάνια σε οικίες
• Επιδαπέδιοι με θάλαμο καύσης ο οποίος συνδέεται με χοάνη μέσω κοχλία μεταφοράς στερών για αυτόματη πλήρωση.
o Χρησιμοποιούνται για μεσαίες και μεγάλες εγκαταστάσεις.
Πλεονεκτήματα
• Απλή λειτουργία
• Χαμηλό κόστος λειτουργίας
• Δυνατότητα καύσης και ξύλων
Μειονεκτήματα
• Υποχρεωτική εγκατάσταση φουγάρου
• Απατήσεις για μεγάλο αποθηκευτικό χώρο καυσίμου
• Μεγάλες ποσότητες παραγόμενων αέριων ρύπων σε βαθμό οχληρίας.
• Διπλάσιος περίπου όγκος λέβητα σε σχέση με τον αντίστοιχο πετρελαίου
• Χειροκίνητη πλήρωση χοάνης με καύσιμη ύλη.
• Χαμηλός βαθμός απόδοσης ο όποιος επηρεάζεται από την υγρασία της καύσιμης ύλης.
Λέβητες ξύλων (Ξυλολέβητες)
Πρόκειται για μεσαίου όγκου μηχανήματα όχι και τόσο διαδεδομένα. Σε μεμονωμένες περιπτώσεις με δυνατότητα απρόσκοπτης προμήθειας ξύλων
• Επιδαπέδιοι με θάλαμο καύσης ο οποίος ο οποίος περιλαμβάνει συνήθψς δύο πόρετς για προσθήκη ξύλων.
• Χρησιμοποιούνται για μεσαίες και μεγάλες εγκαταστάσεις.
• Υποχρεωτική εγκατάσταση φουγάρου
• Απατήσεις για μεγάλο αποθηκευτικό χώρο.
• Μεγάλες ποσότητες παραγόμενων αέριων ρύπων.
• Διπλάσιος περίπου όγκος λέβητα σε σχέση με τον αντίστοιχο πετρελαίου
• Χειροκίνητη πλήρωση λέβητα με καύσιμη ύλη
Β. ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ (HEAT PUMP)
Οι αντλίες θερμότητας είναι μηχανήματα τα οποία «αντλούν» θερμότητα (με τη μορφή ψύξης ή θέρμανσης) από μια δεξαμενή θερμότητας (αέρας περιβάλλοντος, δεξαμενή νερού, υπόγεια νερά, λίμνη κλπ) προς ένα χώρο, μέσω ενός κύκλου εξάτμισης και συμπύκνωσης ενός εργαζόμενου μέσου, με την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.
Ο βαθμός απόδοσης μιας αντλίας θερμότητας (Coefficient of Performance) δίνεται από την παρακάτω σχέση:
COP = αποδιδόμενη θερμότητα ή ψύξη / καταναλισκόμενη ηλεκτρική ενέργεια
Διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, τις αερόψυκτες και τις υδρόψυκτες ή γεωθερμικές.
Αντλία Θερμότητας Νερού-Αέρα (αερόψυκτη)
Οι αερόψυκτες αντλίες θερμότητας, οι οποίες «αντλούν» θερμότητα από τον αέρα του περιβάλλοντος, έχουν συντελεστή απόδοσης που κυμαίνεται από 2 έως 4.
Αντλία Θερμότητας Νερού-Νερού (γεωθερμική)
Οι υδρόψυκτες αντλίες θερμότητας («αντλούν» θερμότητα από κάποια πηγή νερού) έχουν συντελεστή απόδοσης που κυμαίνεται μεταξύ 3 και 5.
Πλεονεκτήματα
• Εξοικονομεί χώρο (λεβητοστασίου και δεξαμενής καυσίμου)
• Mε την ίδια εγκατάσταση μπορεί να επιτευχθεί ψύξη το καλοκαίρι
• Δεν ρυπαίνει την τοπική ατμόσφαιρα με καυσαέρια
• Υψηλός Βαθμός απόδοσης 300-500% και οικονομική λειτουργία υπό προϋποθέσεις*
Μειονεκτήματα
• Υψηλό κόστος εγκατάστασης
• Χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο στην Κύπρο παράγεται σχεδόν εξ ολοκλήρου από εισαγόμενα καύσιμα
• Υψηλή στάθμη θορύβου από την αντλία θερμότητας σε συνδυασμό με την υποχρεωτική εγκατάσταση της σε εξωτερικό χώρο.
*Η εγκατάσταση αντλίας θερμότητας είναι οικονομική όταν υπάρχουν:
• Ευνοϊκά τιμολόγια ρεύματος
• Υψηλό κόστος καυσίμου για λέβητες-καυστήρες
• Υψηλός ετήσιος αριθμός ωρών λειτουργίας και
• Ανάγκη θέρμανσης το χειμώνα και ψύξης το καλοκαίρι.
Σύγκριση κόστους λειτουργίας μεταξύ λεβήτων υγραερίου, πετρελαίου, ηλεκτρικού ρεύματος και αντλιών θερμότητας.
*Για τιμές που ίσχυαν στις 20/3/2009.
Βάσει του πιο πάνω πίνακα παρατηρούμε ότι οι αντλίες θερμότητας υψηλού βαθμού απόδοσης έχουν το χαμηλότερο κόστος λειτουργίας, χωρίς να σημαίνει ταυτόχρονα ότι αποτελεί πάντα την καλύτερη λύση.
Η επιλογή του μηχανήματος θέρμανσης θα πρέπει να γίνεται πάντα λαμβάνοντας υπόψη το αρχικό κόστος, το κόστος συντήρησης του αλλά και ιδιάζουσες συνθήκες της εγκατάστασης όπως είναι ο περιορισμός χώρου ή άλλοι περιορισμοί από τοπικές αρχές).
