Μύθοι και αλήθειες για τις αντλίες θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας αποτελούν έναν από τους οικονομικότερους τρόπους θέρμανσης, ανάμεσα σε δεκάδες άλλες επιλογές που είναι ή παρουσιάζονται ως οικονομικές.

Με ένα νέο αφιέρωμα για την οικονομική θέρμανση καλωσορίζουμε τη νέα χρονιά και ευχόμαστε στους επισκέπτες μας υγεία και... ζεστασιά.

 Στο μεγάλο αυτό αφιέρωμα για τις αντλίες θερμότητας εξετάζουμε όλες τις παραμέτρους και -ενώ η απαίτηση για συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας και αντίστοιχα μείωσης του κόστους θέρμανσης είναι διαρκώς αυξανόμενη-  δεν θα πρέπει να ξεχνάμε ότι στην αγορά παρατηρούνται φαινόμενα καιροσκοπισμού.

 Διάφοροι «επαγγελματίες» εκμεταλλευόμενοι την άμεση ανάγκη για λύσεις στα θέματα της θέρμανσης, παρουσιάζουν συστήματα και συσκευές, η απόδοση των οποίων ελάχιστη ή και αρνητική εξοικονόμηση προσφέρει σε σχέση με τα υπάρχοντα συστήματα θέρμανσης. Στην καλύτερη περίπτωση, η όποια εξοικονόμηση προκύπτει, είναι αποτέλεσμα της ελλιπούς θέρμανσης μίας οικίας που περιορίζεται σε ορισμένα δωμάτια κάθε φορά και καμία σχέση δεν έχει με την θερμική άνεση που είναι επιθυμητή σε μία κατοικία.

 Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν όλες οι συσκευές στις οποίες καταναλώνεται άμεσα ηλεκτρική ενέργεια σε αντιστάσεις για την παραγωγή θερμότητας.

Ο μόνος τρόπος λοιπόν για να επιτευχθεί η προσδοκώμενη μείωση του κόστους θέρμανσης σε τέτοια συστήματα είναι ή η περιορισμένη χρήση τους σε ορισμένα δωμάτια ή η χρήση «δημιουργικής αριθμητικής» στον υπολογισμό του κόστους λειτουργίας τους.

 «Σύγκριση κόστους θέρμανσης από διάφορες τεχνολογίες»

Το παραπάνω συμπέρασμα προκύπτει από εμπεριστατωμένες μελέτες, όπως π.χ. η μελέτη του Εθνικού Μετσόβειου Πολυτεχνείου, «Σύγκριση κόστους θέρμανσης από διάφορες τεχνολογίες», όπου αποδεικνύεται ξεκάθαρα το ιδιαίτερα υψηλό κόστος της θέρμανσης δια ηλεκτρικής αντίστασης.

Από την ίδια έρευνα προκύπτει ξεκάθαρα ότι ένας από τους πλέον οικονομικούς τρόπους θέρμανσης σήμερα είναι οι αντλίες θερμότητας και δη οι αντλίες θερμότητας αέρα / νερού.

Ενώ λοιπόν οι αντλίες θερμότητας αέρα / νερού αποτελούν ίσως την πιο ενδεδειγμένη λύση στο θέμα της θέρμανσης, στην πράξη προκύπτουν μία σειρά από θέματα, τα οποία καλούνται να λύσουν οι εκάστοτε εμπλεκόμενοι μηχανικοί και εγκαταστάτες.

Δυστυχώς και εδώ όμως, κυρίως για λόγους προώθησης συγκεκριμένων προϊόντων ή από άγνοια άλλες φορές, στην αγορά ακούγονται και διαδίδονται απόψεις αυθαίρετες και ανυπόστατες, χωρίς καμία τεχνική τεκμηρίωση.

 Αυτές θα αναλύσουμε παρακάτω.

«Αντλίες θερμότητας υψηλών ή χαμηλών θερμοκρασιών»

 Ένας αυθαίρετος διαχωρισμός των αντλιών θερμότητας, ανάλογα με τη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας τους, ο οποίος αποπροσανατολίζει τους ενδιαφερόμενους από τα ουσιαστικά κριτήρια για την επιλογή ενός μηχανήματος.

Οι αντλίες θερμότητας πρέπει να αξιολογούνται πρωτίστως με ενεργειακά κριτήρια, όπως π.χ. ο ετήσιος συντελεστής απόδοσης που μπορεί να επιτευχθεί σε μία εγκατάσταση.

 Στην καλύτερη περίπτωση λοιπόν θα μπορούσε να γίνει ένας διαχωρισμός σε αντλίες θερμότητας μονού ψυκτικού κύκλου και διπλού ψυκτικού κύκλου σε συστοιχία. Οι δύο αυτές κατηγορίες μηχανημάτων θα πρέπει στη συνέχεια να αξιολογηθούν ως προς τη συνολική τους απόδοση, καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και σύμφωνα με τις πραγματικές απαιτήσεις των εγκαταστάσεων.

«Σε μια εγκατάσταση με θερμαντικά σώματα χρειαζόμαστε οπωσδήποτε αντλίες διπλού ψυκτικού κύκλου με υψηλές θερμοκρασίες προσαγωγής»

 Είναι η πρώτη και πλέον αυθαίρετη άποψη σχετικά με εγκαταστάσεις κλασικών θερμαντικών σωμάτων, η οποία καταρρίπτεται καθημερινά σε χιλιάδες εγκαταστάσεις, τόσο στην Ελλάδα άλλα και οπουδήποτε αλλού χρησιμοποιούνται αντλίες θερμότητας (όπως π.χ. στις σκανδιναβικές χώρες με πολύ δυσκολότερες κλιματολογικά συνθήκες λειτουργίας). Χαρακτηριστικό είναι ότι μεγάλοι κατασκευαστές αντλιών θερμότητας από τις σκανδιναβικές χώρες με εμπειρία δεκαετιών στο χώρο της θέρμανσης δεν ασχολούνται με αντλίες θερμότητας διπλού ψυκτικού κύκλου, αφού αυτή η τεχνολογία δεν κρίνεται απαραίτητη για υπάρχουσες θερμάνσεις, πόσο μάλλον για καινούργιες. Είναι γνωστό ότι από τη δεκαετία του ‘80 σε όλη την κεντρική Ευρώπη χρησιμοποιούνται ελεγκτές αντιστάθμισης της εξωτερικής θερμοκρασίας, με σκοπό τη λειτουργία της θέρμανσης σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η αντιστάθμιση έχει καθιερωθεί ακόμα και στους συμβατικούς λέβητες πετρελαίου όπου η μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας οδηγεί σε ελάχιστη αύξηση του βαθμού απόδοσης του λέβητα. Είναι λοιπόν αυτονόητο ότι μία αντλία θερμότητας πρέπει να λειτουργεί στις κατά δυνατόν χαμηλότερες θερμοκρασίες, αφού έτσι επιτυγχάνεται μια εντυπωσιακή αύξηση του ετήσιου συντελεστή απόδοσης της.

 «Αντλίες Inverter ή σταθερών στροφών»

 Η δεύτερη πιο διαδεδομένη, αλλά εξίσου αυθαίρετη, άποψη αφορά τη λειτουργία και τη ρύθμιση της απόδοσης των συμπιεστών των αντλιών θερμότητας. Συνήθως, ανάλογα με τα μοντέλα που διαθέτει και θέλει να προωθήσει στην αγορά, ο εκάστοτε κατασκευαστής πρεσβεύει και την αντίστοιχη άποψη - πολλές φορές μάλιστα με τρόπο απόλυτο και μη τεκμηριωμένο. Σε μελέτες που έχουν γίνει από κατασκευαστές που διαθέτουν και τους δύο τύπους αντλιών θερμότητας προκύπτει ότι η τεχνολογία inverter δεν οδηγεί πάντα σε μεγαλύτερους ετήσιους συντελεστές απόδοσης, ειδικά όταν τα λεγόμενα «on off συστήματα» εγκαθίστανται με σωστά διαστασιολογημένα δοχεία αδρανείας.

Δοχείο αδράνειας

 Η συμβολή του δοχείου αδρανείας είναι καθοριστική στη σωστή λειτουργία των εγκαταστάσεων με αντλίες θερμότητας και ειδικά όταν αυτές είναι σταθερών στροφών. Το δοχείο αδρανείας λειτουργεί ως ενδιάμεση αποθήκη θερμικής ενέργειας, μειώνοντας τις εκκινήσεις των συμπιεστών και συμβάλλοντας έτσι καθοριστικά στην μακροζωία τους. Επίσης, διευκολύνει την ομαλή λειτουργία της εγκατάστασης κατά την απόψυξη της εξωτερικής μονάδας. Πολλές φορές, για λόγους ελαχιστοποίησης του κόστους, οι εγκαταστάτες συστημάτων inverter παραλείπουν την εγκατάσταση του δοχείου αδρανείας. Παραβλέπουν όμως το εύρος ελέγχου της απόδοσης ενός συμπιεστή inverter που συνήθως είναι μέχρι το 30% της ονομαστικής του ισχύος. Πρακτικά, μια αντλία θερμότητας inverter καλείται να λειτουργήσει για μεγάλα διαστήματα ως on off, ειδικά εάν είναι υπερδιαστασιολογημένη. Επομένως, η απουσία δοχείου αδρανείας οδηγεί σε πρόωρη φθορά του συμπιεστή. Εάν αναλογιστούμε λοιπόν ότι το κόστος του δοχείου αδρανείας είναι συγκριτικά το μικρότερο σε μία εγκατάσταση αντλίας θερμότητας, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι το σωστά διαστασιολογημένο δοχείο αδρανείας δε θα πρέπει να λείπει από καμία εφαρμογή.

Βοηθητική πηγή / διαστασιολόγηση

 Είναι γεγονός ότι οι εγκαταστάσεις θέρμανσης μέχρι σήμερα χαρακτηρίζονταν από την υπερδιαστασιολόγηση τους. Και ενώ το υπερβολικό μέγεθος των θερμαντικών σωμάτων εξυπηρετεί την αλλαγή συστήματος και την εγκατάσταση των αντλιών θερμότητας, η υπερδιαστασιολόγηση των λεβήτων οδηγούσε - και οδηγεί ακόμα - σε σπατάλη καυσίμου και σε αυξημένο κόστος λειτουργίας. Για την επιλογή της κατάλληλης αντλίας θερμότητας, η τάση της υπερδιαστασιολόγισης θα πρέπει να αναθεωρηθεί ριζικά. Καταρχήν, το κόστος των μηχανημάτων από μόνο του, άλλα και ο τρόπος λειτουργίας των αντλιών θερμότητας οδηγεί σε μία πιο προσεκτική προσέγγιση του μεγέθους τους. Ουσιαστικά, οι αντλίες θερμότητας υποδιαστασιολογούνται σε σχέση με τις απαιτήσεις που προβλέπονται σε συνθήκες σχεδιασμού. Με τον τρόπο αυτό και το κόστος παραμένει μικρότερο, άλλα και η λειτουργία σε μερικό φορτίο είναι βελτιστοποιημένη. Για την πλήρη κάλυψη των αναγκών της εγκατάστασης σε συνθήκες σχεδιασμού χρησιμοποιούμε κάποια βοηθητική πηγή που συνήθως είναι ηλεκτρικές αντιστάσεις ή ο υφιστάμενος λέβητας. Είναι και έμπρακτα αποδεδειγμένο ότι η χρήση της εκάστοτε βοηθητικής πηγής περιορίζεται σε ελάχιστές ώρες το χρόνο με αποτέλεσμα να μην επιβαρύνει ιδιαίτερα το συνολικό κόστος της θέρμανσης.

Συμπέρασμα

 Οι αντλίες θερμότητας αποτελούν ίσως την πλέον αξιόπιστη λύση στην προσπάθεια μείωσης του κόστους της θέρμανσης, με μόνο μειονέκτημα το σχετικά αυξημένο αρχικό κόστος της εγκατάστασης τους. Είναι όμως αυτό το αρχικό κόστος το οποίο θα πρέπει να οδηγεί σε προσεκτική αξιολόγηση των προτεινόμενων λύσεων, μακριά από αφορισμούς και ατεκμηρίωτες απόψεις. Σίγουρα η εμπειρία του εκάστοτε κατασκευαστή σε εφαρμογές θέρμανσης μπορεί να αποτελέσει ένα τεκμήριο αξιοπιστίας, αλλά και εμπεριστατωμένης προσέγγισης του θέματος. Με την εγκατάσταση μίας αντλίας θερμότητας σε ένα υπάρχον λεβητοστάσιο, το κόστος της θέρμανσης μειώνεται τουλάχιστον κατά 70% σε σχέση με το πετρέλαιο, εάν δεν ληφθεί υπόψη η όποια επιστροφή του φόρου κατανάλωσης. Παράλληλα, ο ιδιοκτήτης απαλλάσσεται από έγνοιες όπως η προμήθεια πετρελαίου και η συντήρηση του συστήματος, αφού οι αντλίες θερμότητας δεν χρειάζονται κάποια τακτική συντήρηση. Επιπλέον της μείωσης του κόστους λειτουργίας, το ακίνητο αναβαθμίζεται ενεργειακά πετυχαίνοντας καλύτερη αξιολόγηση κατά των Κανονισμό Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων.

 

Πηγή: Άρθρο του κ. Μητσάκη Ευάγγελου, Μηχ/γος Μηχ/κός, υπεύθυνος πωλήσεων της ΘΕΡΜΟΓΚΑΖ Α.Ε