ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΝΤΛΙΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΟΣ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΧΑΝΙΑ, 04-02-2009 Του Γιάννη Βουρδουμπά, ΤΕΙ Κρήτης, Τμήμα Φυσικών Πόρων και Περιβάλλοντος Email: gboyrd@tee.gr

Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητος Είναι μηχανήματα που χρησιμοποιούν την ενέργεια του υπεδάφους (αβαθής γεωθερμία) για τη παραγωγή θερμότητος για τη θέρμανση των κτιρίων. Καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια και η παραγόμενη θερμότητα υπό μορφή θερμού νερού μπορεί να καλύψει τις ανάγκες για θέρμανση χώρου και παραγωγή θερμού νερού του κτιρίου.

Σύστημα Γεωθερμικής Αντλίας Εικόνα 1: Διάταξη συστήματος

Σύστημα Γεωθερμικής Αντλίας Εικόνα 2: Τυπικό σύστημα γεωθερμικής αντλίας

Τρόπος εγκατάστασης συλλέκτη Εικόνα 3: Εγκατάσταση συλλέκτη

Η γεωθερμική αντλία θερμότητος Χρησιμοποιεί τη θερμότητα του υπεδάφους (βάθους 50-100 μέτρων περίπου), όπου η θερμοκρασία είναι σχετικά σταθερή, σαν πηγή άντλησης θερμότητος και αποδίδει θερμό νερό , όπου οι αντλίες θερμότητος αυτού του τύπου χαρακτηρίζονται σαν Αντλίες θερμότητας (Α.Θ) Εδάφους –Νερού

Τα Βασικά Πλεονεκτήματα αυτού του τύπου αντλιών θερμότητας σε σχέση με τις αντλίες θερμότητας Αέρα- Αέρα είναι : Α) Υψηλότερος βαθμός απόδοσης (Coefficient of Performance) που κυμαίνεται περίπου σε 4. Δηλαδή για κάθε KWh ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνουν αποδίδουν περίπου 4 KWh θερμικής ενέργειας. Οι αντίστοιχες αντλίες θερμότητας αέρα-αέρα έχουν βαθμό απόδοσης συνήθως 2

Τα Βασικά Πλεονεκτήματα αυτού του τύπου αντλιών θερμότητας σε σχέση με τις αντλίες θερμότητας Αέρα- Αέρα είναι : Β) Το μέσο άντλησης θερμότητας, δηλαδή το υπέδαφος έχει σταθερή σχετικά θερμοκρασία ενώ οι Α.Θ αέρα-αέρα απάγουν θερμότητα από τον αέρα του οποίου η θερμοκρασία ποικίλει αρκετά. Αυτό συνεπάγεται καλύτερη λειτουργία της Α.Θ.

Μια αντλία θερμότητας αποτελείται από Ένα υπόγειο σωλήνα είτε κατακόρυφο είτε οριζόντιο, κλειστού τύπου στον οποίο κυκλοφορεί μίγμα νερού και αντιψυκτικού και απορροφά θερμότητα από το υπέδαφος.

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΥΠΟΓΕΙΟΥ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ Εικόνα 4: Υπόγεια εγκατάσταση συστήματος

Τμήματα Αντλίας Θερμότητας Μια αντλία θερμότητας (είναι ένα μηχάνημα ανάλογο με τα ψυγεία μας ή τα κλιματιστικά μας) αποτελείται από: Εξατμιστή Συμπιεστή Συμπυκνωτή Το σύστημα διανομής θερμότητας (π.χ. θερμού νερού) στη κατοικία

Το κόστος των γεωθερμικών αντλιών θερμότητος Το κόστος των γεωθερμικών αντλιών θερμότητος Συνίσταται από : Α) Το Κόστος Εγκατάστασης της Α.Θ Ενδεικτικά το κόστος εγκατάστασης μιας γεωθερμικής Α.Θ. ωφέλιμης θερμικής ισχύος 8 KW, ανέρχεται σε 10.000-14.000 € περίπου συν το κόστος του συστήματος διανομής θερμότητας (π.χ. υποδαπέδιο σύστημα θέρμανσης). Οπωσδήποτε όμως το κόστος εξαρτάται από τη τοποθεσία της κατοικίας και το υπέδαφος.

Κόστος γεωθερμικών αντλιών θερμότητος Β) Κόστος Λειτουργίας της Α.Θ. Η καταναλισκόμενη ηλεκτρική ενέργεια της Α.Θ. υπολογίζεται σαν το πηλίκο της ωφέλιμης θερμικής ενέργειας που αποδίδει δια τον COP, που κυμαίνεται σε 2,5 έως 4

Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις των Γεωθερμικών Αντλιών θερμότητος Συνίστανται από: Τη ρύπανση λόγω της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο που πιθανώς παράγεται από ορυκτά καύσιμα Τη χρήση ψυκτικών ουσιών στο σύστημα της Α.Θ. , όπου κάθε πιθανή διαρροή θα πρέπει να αποφεύγεται.

Χρήσεις Η χρησιμοποίηση των γεωθερμικών Α.Θ. αποτελεί μια σχετικά νέα εφαρμογή για τη θέρμανση κτιρίων και έχει βρει επιτυχημένες εφαρμογές στην Ε.Ε. Το σύστημα άντλησης θερμότητας από το υπέδαφος μπορεί να είναι είτε κατακόρυφο είτε οριζόντιο.

Παράδειγμα Το σύστημα της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας που αναφέρεται στη συνέχεια εγκαταστάθηκε σε μια μονοκατοικία στην Αυστρία, όπου η θερμαινόμενη επιφάνεια ήταν 125 τ.μ. Για την άντληση θερμότητας από το υπέδαφος χρησιμοποιήθηκε ένας κατακόρυφος εναλλάκτης θερμότητας βάθους 116 μ όπου κυκλοφορούσε αλμυρό νερό (brine) για την άντληση της θερμότητας.

Παράδειγμα Εικόνα 5: Χρήση γεωτρύπανου – Σύνδεση με οικία

Παράδειγμα Η θερμική ισχύς της γεωθερμικής Α.Θ. ήταν 7,5 KW και η διανομή θερμότητας γινόταν με ένα υποδαπέδιο σύστημα θέρμανσης, όπου η θερμοκρασία εισόδου ήταν 35ΟC και η θερμοκρασία εξόδου 30ΟC. Κατά τη διάρκεια του έτους η Α.Θ. λειτούργησε 1558 ώρες, έδωσε θερμότητα 12.460 KWh και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας ήταν 3.115 KWh.

Παράδειγμα Ο συνολικός βαθμός απόδοσης (COP) ήταν 4, ενώ η μέση θερμοκρασία του θερμαινόμενου χώρου ήταν 22,4ΟC και του εξωτερικού χώρου 6,8ΟC. Η θέρμανση της κατοικίας με τη γεωθερμική Α.Θ., μείωσε τις εκπομπές του CO2 κατά 59% σε σχέση με τη θέρμανση της με καυστήρα πετρελαίου.

ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΟΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΟΣ Ευχαριστώ πολύ για τη προσοχή σας