Αντλίες θερμότητας: Έως 84% εξοικονόμηση με μία κίνηση

Διαβάστε παρακάτω πώς ο λογαριασμός ρεύματος ή αερίου μπορεί να μειωθεί έως 84% με το συνδυασμό αντλίας θερμότητας και φωτοβολταϊκού πάνελ!

Σύμφωνα με τα νεότερα στοιχεία που έφερε στο φως πριν λίγο καιρό η SolarPower Europe, κτίρια σε Ισπανία, Ιταλία και Γερμανία στα οποία εγκαταστάθηκε αυτό το υβριδικό σύστημα, είχαν λογαριασμούς αερίου που μειώθηκαν κατακόρυφα. Ωστόσο, η μείωση αφορά και το ρεύμα, καθώς η μελέτη της SolarPower Europe έδειξε πως ένα φωτοβολταϊκό πάνελ καλύπτει το 63% της κατανάλωσης ρεύματος που απαιτεί μια αντλία θερμότητας. Οι νέες τεχνολογίες στη θέρμανση-ψύξη και η ανάγκη για περιορισμό των συμβατικών καυσίμων, με αύξηση των ενεργειακά αποδοτικών συστημάτων και στον τομέα αυτό, έχει μετατρέψει τις αντλίες θερμότητας στη νούμερο ένα επιλογή σήμερα, για τη θέρμανση και την ψύξη κάθε κτιρίου. Ήδη από το 2015, η ευρωπαϊκή αγορά κατέγραφε ρεκόρ πωλήσεων στις αντλίες θερμότητας που είχε εκτοξεύσει το συνολικό αριθμό στις 880.179 μονάδες. Σήμερα, η δυναμική που εμφανίζουν οι αντλίες θερμότητας είναι τόσο μεγάλη, ώστε θα μπορούσε μια ωρίμανση της συγκεκριμένης αγοράς σε ολόκληρη την Ευρώπη, να έχει ως συνέπεια την αύξηση των εγκατεστημένων μονάδων ακόμη και στα 60 εκατομμύρια.

Τι είναι οι αντλίες θερμότητας
Πάμε λοιπόν να δούμε τι είναι αυτές οι αντλίες θερμότητας που έχουν αρχίσει να κυριαρχούν στην επόμενη ημέρα της αγοράς. Οι αντλίες θερμότητας είναι μηχανές που αντλούν θερμότητα από το περιβάλλον, συνήθως τον ατμοσφαιρικό αέρα, και την μεταφέρουν στο νερό που χρησιμοποιούμε για την θέρμανση των κατοικιών (καλοριφέρ). Αντλώντας ενέργεια από το περιβάλλον και καταναλώνοντας ένα πολύ μικρό ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας, αποδίδουν πολλαπλάσια θερμική ενέργεια από αυτή που καταναλώνουν. Για την κεντρική θέρμανση, οι αντλίες θερμότητας διακρίνονται ανάλογα με τη θερμοκρασία που θερμαίνουν το νερό. Υπάρχουν αντλίες που θερμαίνουν το νερό στους 75-80 βαθμούς Κελσίου, και άλλες που το θερμαίνουν μέχρι τους 55-65 βαθμούς. Ποιά από τις δύο θα επιλεγεί έχει να κάνει με πολλούς παράγωντες, όπως η διαστασιολόγηση των θερμαντικών σωμάτων, η περιοχή κ.λ.π. και είναι  αυστηρά προιόν μελέτης των ειδικών. Επίσης διακρίνονται σε ενιαίες ή μονομπλόκ (όπου όλοι οι μηχανισμοί βρίσκονται σε μία μονάδα, η οποία τοποθετείται στον εξωτερικό χώρο της κατοικίας) και τις διαιρούμενες (split units), όπου το υδραυλικό μέρος είναι ανεξάρτητος από το υπόλοιπο σύστημα και τοποθετείται στον εσωτερικό χώρο της κατοικίας.

Ο βαθμός απόδοσης (COP)
Ο συντελεστής COP (Coefficient of Performance) είναι η αναλογία μεταξύ της ενέργειας που προσφέρει το σύστημα, προς την ενέργεια που καταναλώνει. Ένας βαθμός COP: 4=4/1 σημαίνει ότι το σύστημα χρησιμοποιεί μόνο 1 kWh ηλεκτρικής ενέργειας για να παράξει 4kWh θερμότητας. Ο βαθμός απόδοσης (COP) των αντλιών θερμότητας επηρεάζεται από τις θερμοκρασιακές συνθήκες τους περιβάλλοντος και ως εκ τούτου δεν είναι σταθερός. Για παράδειγμα η ίδια αντλία θερμότητας, σε δύο ίδιες κατοικίες, στην Αθήνα και τη Λάρισα, θα έχει διαφορετικό ετήσιο COP, με χαμηλότερο αυτό της Λάρισας λόγω δυσμενέστερων συνθηκών. Αξίζει να σημειώσουμε ότι σε πραγματικές συνθήκες και υπολογισμένος σε μία πλήρη περίοδο λειτουργίας (π.χ. 15 Οκτωβρίου έως 15 Απριλίου), ο συντελεστής απόδοσης (COP) είναι χαμηλότερος από τον ονομαστικό, δεδομένου ότι το νερό θερμαίνεται σε θερμοκρασίες 55-70 βαθμούς Κελσίου.

Σημαντικά κέρδη στην κεντρική θέρμανση
Η θέρμανση με αντλίες θερμότητας είναι κατά πολλούς ο τρόπος θέρμανσης με το χαμηλότερο λειτουργικό κόστος αφού δεν παράγουν θερμότητα, αλλά την αντλούν από το περιβάλλον με μικρή σχετικά χρήση ηλεκτρικής ενέργειας (ανάλογα με τις συνθήκες). Είναι συστήματα υψηλής απόδοσης και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ψύξη και θέρμανση. Τα συγκεκριμένα συστήματα «αφαιρούν» θερμότητα από το περιβάλλον και την προσδίδουν στον εσωτερικό χώρο κατά τη διάρκεια του χειμώνα, ενώ εκτελούν την αντίστροφη διαδικασία κατά το καλοκαίρι, ώστε να ψύχουν τον κλιματιζόμενο χώρο. Το μέγεθος που καθορίζει πόσο οικονομική είναι η λειτουργία των αντλιών θερμότητας είναι όπως είπαμε, ο βαθμός απόδοσης τους (C.O.P.), που είναι συνήθως υψηλός (3-6). Για παράδειγμα βαθμός απόδοσης 5 σημαίνει πρακτικά ότι για κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρική ενέργειας που καταναλώνουμε, παράγουμε την πενταπλάσια θερμική ενέργεια. Όσο λιγότερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στην πηγή άντλησης θερμότητας (αέρας, νερό, γη) και το θερμικό μέσο των τερματικών μονάδων (π.χ. νερό στα καλοριφέρ) τόσο μικρότερη είναι η ηλεκτρική ενέργεια που χρειάζεται να δαπανηθεί. Για αυτό και οι αντλίες θερμότητας είναι ιδανικές και όταν υπάρχουν συστήματα χαμηλής θερμοκρασίας (π.χ. καλοριφέρ μεγάλης επιφάνειας τύπου πάνελ ή ενδοδαπέδια θέρμανση ή fan coils), αλλά και με τα γνήσια κλασικά καλοριφέρ που απαιτούν μεγαλύτερη θερμοκρασία νερού (70-80 βαθμούς Κελσίου). Μια εγκατάσταση αντλίας θερμότητας μπορεί να αντικαταστήσει έως και κατά 100% τη λειτουργία της ήδη υπάρχουσας εγκατάστασης κεντρικής θέρμανσης. Σε περιπτώσεις όμως, ιδιαίτερα στις περιοχές που σημειώνονται συχνά πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, συστήνεται η εφαρμογή μικρού συστήματος θέρμανσης (αντλία και υπάρχων λέβητας), ώστε να είναι εφικτή η θέρμανση του χώρου κάτω από όλες τις καιρικές συνθήκες. Με χρήση αντλιών θερμότητας μπορεί να επιτευχθεί εξοικονόμηση της τάξης του 60% σε σύγκριση με το πετρέλαιο, καθώς για τη λειτουργία της χρησιμοποιείται μόνο ένα μικρό ποσό ενέργειας.

Οι δύο κατηγορίες αντλιών θερμότητας
Οι κύριες κατηγορίες διαχωρισμού των αντλιών θερμότητας είναι δύο, οι αερόψυκτες και οι υδρόψυκτες ή πιο διαδεδομένες ως γεωθερμικές.

Αερόψυκτες: Οι αερόψυκτες αντλίες για να παράξουν έργο εναλλάσσουν ενέργεια με τον αέρα του περιβάλλοντος ενώ οι δε γεωθερμικές με το υπέδαφος μέσω ενός δευτερεύοντος κυκλώματος όπου το μέσο είναι νερό (εξού και ο όρος υδρόψυκτες).

Το σημαντικότερο χαρακτηριστικό όλων των αντλιών θερμότητας, το οποίο πρέπει να λαμβάνεται πάντα υπόψιν κατά την φάση μελέτης-σχεδιασμού ενός συστήματος, είναι ότι ο βαθμός απόδοσης τους είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος από το οποίο αντλούν θερμότητα.



Έτσι, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του περιβάλλοντος τόσο υψηλότερος είναι και ο βαθμός απόδοσης που επιτυγχάνεται, και αντίστροφα. Για τις αερόψυκτες αντλίες αυτό σημαίνει ότι πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη οι κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής όπου απευθύνεται η εφαρμογή, έτσι ώστε να αποφασιστεί εάν θα αποτελέσουν την αποκλειστική πηγή παραγωγής θερμότητας ή θα συνδυαστούν με κάποια βοηθητική πηγή ενέργειας (λέβητας, βοηθητικές αντιστάσεις κτλ.), και το σύστημα να δουλέψει με το υψηλότερο δυνατό ενεργειακό όφελος.  

Υδρόψυκτες: Για τις λεγόμενες και γεωθερμικές αντλίες, τα πράγματα διαφοροποιούνται, δεδομένου ότι οι θερμοκρασίες του υπεδάφους, με το οποίο εναλλάσσουν θερμότητα, από τα πρώτα δύο μέτρα διατηρούνται σχεδόν σταθερές καθόλη την διάρκεια του έτους. Εκμεταλλεύονται έτσι το συσσωρευμένο ενεργειακό φορτίο, λόγω της συνεχούς ηλιακής ακτινοβολίας, που συναντάται στα πρώτα στρώματα των γεωλογικών σχηματισμών καθώς και στους υπόγειους ή επιφανειακούς υδροφόρους ορίζοντές, επιτυγχάνοντας υψηλότερους εποχιακούς βαθμούς απόδοσης.

Αντιστρόφως ανάλογη είναι η σχέση του βαθμού απόδοσης των αντλιών με τις θερμοκρασίες προσαγωγής προς το δίκτυο διανομής. Όσο υψηλότερη είναι η επιθυμητή θερμοκρασία τόσο μειώνεται ο βαθμός απόδοσης. Αυτός είναι και ο μοναδικός λόγος για τον οποίο συνιστάται ο συνδυασμός των αντλιών θερμότητας με συστήματα χαμηλών θερμοκρασιών, όπως είναι η θέρμανση επιφανειών δάπεδο-τοίχος-οροφή και τα fancoils. Βεβαίως, και η χρήση θερμαντικών σωμάτων δεν είναι απαγορευτική, εφόσον διαστασιολογηθούν για λειτουργία σε χαμηλές θερμοκρασίες νερού. Αξίζει δε να σημειωθεί ότι στην τεχνολογία των αντλιών θερμότητας, η λογική της προοδευτικής λειτουργίας με την χρήση αυτοματισμού αντιστάθμισης, κρίνεται απαραίτητη, εφόσον επιθυμούμε να έχουμε τα μέγιστα δυνατά ενεργειακά οφέλη. Βάσει της οδηγίας Ecodesign και της Ενεργειακής Σήμανσης, η ανώτερη κλίμακα στην οποία μπορούν να καταταχθούν οι αντλίες θερμότητας, χωρίς την χρήση κάποιου αυτοματισμού, είναι Α++. 

Τα πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας

1. Εξοικονόμηση ενέργειας. Με τη χρήση μιας αντλίας θερμότητας μπορούμε να έχουμε μικρότερο κόστος για την θέρμανση της κατοικίας μας από 50%-80%. Το πόσο μικρότερο κόστος θα έχουμε εξαρτάται από το κόστος πετρελαίου, το κόστος του ρεύματος, την θερμομόνωση της κατοικίας και τις εξωτερικές θερμοκρασίες που επικρατούν στην περιοχή.
2. Προστασία του περιβάλλοντος. Οι αντλίες θερμότητας με υψηλό βαθμό απόδοσης κατατάσσονται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και συμβάλλουν στην προστασία τους περιβάλλοντος. Αυτό συμβαίνει γιατί οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν ως μηχανές άντλησης ενέργειας από τον αέρα του περιβάλλοντος για την παραγωγή θέρμανσης σε εσωτερικούς χώρους, καταναλώνοντας ένα πολύ μικρό ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας, χωρίς να γίνονται καύσεις και να εκλύονται ρύποι στην ατμόσφαιρα.
3. Ευκολία εγκατάστασης. Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να τοποθετηθούν εύκολα σε ελάχιστο χώρο και μπορούν να θερμάνουν και να δροσίσουν με άνεση, ολόκληρη την κατοικία.  Μικρό κόστος συντήρησης. Οι αντλίες θερμότητας δεν χρησιμοποιούν καυστήρα και δεν εμφανίζουν υπολείμματα καύσης, άρα δεν χρειάζονται κάθε χρόνο συντήρηση όπως συμβαίνει με τους λέβητες πετρελαίου. Η λειτουργία τους μπορεί να συγκριθεί με αυτή ενός air condition και άρα μηδαμινά έξοδα συντήρησης.  
4. Ασφάλεια και αξιοπιστία. Οι αντλίες θερμότητας ανήκουν στα ασφαλέστερα συστήματα θέρμανσης και ψύξης. Δεν εκπέμπουν ρύπους τοπικά, δεν εμφανίζουν φλόγα, ή άλλες καύσεις αφού δεν χρησιμοποιούν πετρέλαιο ή αέριο αλλά καθαρή ενέργεια από το περιβάλλον.  
5. Ευκολία στην αντικατάσταση. Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να αντικαταστήσουν εύκολα και γρήγορα, με ελάχιστες παρεμβάσεις, τα υπάρχοντα συστήματα θέρμανσης.