Εξοικονόμηση ενέργειας με αντλία θερμότητας και ηλιακή υποβοήθηση

Παρουσίαση με θέμα: "Εξοικονόμηση ενέργειας με αντλία θερμότητας και ηλιακή υποβοήθηση"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Εξοικονόμηση ενέργειας με αντλία θερμότητας και ηλιακή υποβοήθηση
Ξουρίδας Ευάγγελος, MSc Μηχανολόγος Μηχανικός Α.Π.Θ. Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

2 Λίγα λόγια για τις αντλίες θερμότητας (1)
Συσκευή με δυνατότητα εκμετάλλευσης της θερμότητας του εξωτερικού περιβάλλοντος και μεταφοράς της στο εσωτερικό περιβάλλον της οικίας Δυνατότητα λειτουργίας για θέρμανση και ψύξη Διάκριση αναλόγως του μέσου μεταφοράς θερμότητας και της πηγής θερμότητας του περιβάλλοντος (γεωθερμικές αντλίες – αντλίες αέρος – αντλίες νερού) Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

3 Λίγα λόγια για τις αντλίες θερμότητας (2)
Βάσει του τύπου τους διακρίνονται σε: διαιρούμενου τύπου (split) και ενιαίου τύπου (monoblock) Στις διαιρούμενου τύπου υπάρχουν 2 μονάδες: εσωτερική και εξωτερική. Στις ενιαίου τύπου υπάρχει μία μονάδα με όλες τις απαραίτητες διατάξεις υδραυλικής και ψυκτικής εγκατάστασης Βάσει της μέγιστης θερμοκρασίας προσαγωγής του εργαζόμενου μέσου διακρίνονται σε: υψηλών θερμοκρασιών (75 – 80 οC) και χαμηλών θερμοκρασιών (55 – 65 οC) Οι υψηλών θερμοκρασιών κατάλληλες για συστήματα θέρμανσης με τα κλασσικά σώματα καλοριφέρ, οι χαμηλών θερμοκρασιών για ενδοδαπέδια συστήματα, fan coils ,αλλά και για υφιστάμενες εγκαταστάσεις με υπερδιαστασιολογημένα θερμαντικά σώματα Αναλόγως της λειτουργίας διακρίνονται σε: μεταβλητών στροφών (inverter) και σταθερών στροφών (on – off) Αρκετά οικονομικότερη και αποδοτικότερη η λειτουργία μονάδας inverter σε σύγκριση με την αντίστοιχη μονάδας on – off, που έχει μικρότερο αρχικό κόστος Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

4 Κύρια πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας
Εξοικονόμηση ενέργειας: με τη χρήση αντλίας θερμότητας επιτυγχάνεται μείωση του κόστους λειτουργίας κατά 50% - 80%. Μελέτη του Εργαστηρίου Ατμοκινητήρων και Λεβήτων ΕΜΠ σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων συνέκρινε το συγκεκριμένο κόστος Προστασία του Περιβάλλοντος: οι αντλίες θερμότητας έχουν μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης από τα συμβατικά συστήματα καύσης και επομένως, πολύ χαμηλότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου Παροχή κινήτρων: οι αντλίες θερμότητας επιδοτούνται από το Πρόγραμμα «Εξοικονομώ κατ’ οίκον» Ευκολία εγκατάστασης: τοποθετούνται εύκολα σε ελάχιστο χώρο Μικρό κόστος συντήρησης: δε χρειάζονται τακτική συντήρηση, όπως οι μηχανές καύσης Ασφάλεια και αξιοπιστία: ανήκουν στα ασφαλέστερα συστήματα θέρμανσης και ψύξης, καθώς δεν εκπέμπουν ρύπους τοπικά και δεν εμφανίζουν φλόγα Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

5 Τύποι αντλιών θερμότητας στην ελληνική αγορά
Στην ελληνική αγορά, συναντώνται ως επί το πλείστον οι εξής τύποι αντλιών θερμότητας: Διαιρούμενου τύπου (split) υψηλών θερμοκρασιών: κατάλληλες για οικιακές κτιριακές εγκαταστάσεις καλύπτοντας τις ανάγκες για θέρμανση ή/και παραγωγή ζεστού νερού καθ’ όλη τη διάρκεια του χρόνου. Εξασφαλίζεται η δυνατότητα προσαγωγής νερού έως 80 οC χωρίς τη χρήση αντίστασης και ενδείκνυνται για πολύ χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες Διαιρούμενου τύπου (split) μεσαίων θερμοκρασιών: παρέχουν νερό θερμοκρασίας έως 55 οC και είναι κατάλληλες για την κάλυψη των αναγκών σε θέρμανση, παραγωγή ζεστού νερού και ψύξη. Επιτυγχάνουν COP άνω του 4, αποδίδοντας έως και 4 φορές πιο αποτελεσματικά σε σχέση με τα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης, συμβάλλοντας σε εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων Ενιαίου τύπου (monoblock) μεσαίων θερμοκρασιών: ενσωματώνουν στην εξωτερική τους μονάδα όλο το υδραυλικό μέρος απαλείφοντας τη χρήση εσωτερικής μονάδας. Χάρη σε αυτό το χαρακτηριστικό, η εγκατάσταση τους ενδείκνυται σε περιπτώσεις με αρχιτεκτονικούς περιορισμούς και είναι ακόμη πιο ευέλικτη για τον τεχνικό Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

6 Αρχή λειτουργίας αντλιών θερμότητας
Η αντλία θερμότητας αποτελείται από: έναν συμπιεστή, μία βαλβίδα εκτόνωσης και 2 εναλλάκτες θερμότητας (εξατμιστή – συμπυκνωτή) Στον εξωτερικό εναλλάκτη, το ψυκτικό υγρό μετατρέπεται σε αέριο αφού παραλάβει τη θερμότητα του εξωτερικού αέρα. Αφού συμπιεστεί, το αέριο φτάνει σε υψηλότερη θερμοκρασία φτάνοντας στον εσωτερικό εναλλάκτη, όπου μεταφέρει τη θερμότητα στο εργαζόμενο μέσο, που θα την προσδώσει στις θερμαντικές μονάδες της εγκατάστασης Στην συνέχεια, μετά τον συμπυκνωτή, το αέριο μετατρέπεται σε υγρό για να μεταφερθεί εκ νέου στον εξωτερικό εναλλάκτη για να συλλέξει και πάλι θερμότητα από το εξωτερικό περιβάλλον Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

7 Εξυπηρετούμενες χρήσεις της αντλίας θερμότητας
Μία τυπική αντλία θερμότητας μπορεί να εξυπηρετήσει με άνεση και ασφάλεια τις ακόλουθες χρήσεις: ενδοδαπέδια θέρμανση, σώματα fan coils, θερμαντικά σώματα καλοριφέρ, παραγωγή ζεστού νερού (ιδανικά με την συνδυασμένη χρήση ηλιοθερμικού συστήματος) Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

8 Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"
Χαρακτηριστικό παράδειγμα εξοικονόμησης ενέργειας με αντλία θερμότητας (1) Για τον υπολογισμό της εξοικονόμησης ενέργειας με αντλία θερμότητας λαμβάνουμε υπόψη τα εξής: Κατώτερη θερμογόνος δύναμη πετρελαίου: 10,3 kWh / lt Μέσος βαθμός απόδοσης λέβητα πετρελαίου κεντρικών θερμάνσεων: 80 % Μέση τιμή πώλησης πετρελαίου θέρμανσης: 1,30 € / lt Μέση τιμή πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας (με χρήση και νυχτερινού τιμολογίου και για καταναλώσεις άνω των kWh): 0,16 € / kWh Μέσος εποχιακός συντελεστής COP αντλίας θερμότητας: 3 Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

9 Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"
Χαρακτηριστικό παράδειγμα εξοικονόμησης ενέργειας με αντλία θερμότητας (2) Με χρήση απλών μαθηματικών προκύπτουν τα εξής: Για την κάλυψη των αναγκών μίας μεζονέτας 170 τ.μ. (υποθετικά kWth) στα Πεύκα Θεσσαλονίκης απαιτούνται περίπου 960 € με χρήση αντλίας θερμότητας Για την κάλυψη των ίδιων αναγκών με χρήση λέβητα πετρελαίου απαιτούνται περίπου € ετησίως, αλλά και πολύ μεγαλύτερη έκταση δάσους για την απορρόφηση των ρύπων από την καύση του πετρελαίου θέρμανσης Η απόσβεση γίνεται σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Αν ο χρήστης προχωρούσε σε εγκατάσταση αντλίας θερμότητας πριν τον χειμώνα του 2012, θεωρητικά του χρόνου θα είχε κάνει άπόσβεση με τις τρέχουσες τιμές της αγοράς Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

10 Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"
Μελέτη του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου για το κόστος θέρμανσης διαφόρων τεχνολογιών Τα τελευταία χρόνια, μετά την αύξηση του Ειδικού Φόρου Κατανάλωσης στα υγρά καύσιμα, εναγονίως τίθεται το ερώτημα: ποια μέθοδος θέρμανσης είναι η φθηνότερη; Στη μελέτη που διενήργησε το Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων ΕΜΠ σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων, δίνεται εν ολίγοις μια εμπεριστατωμένη απάντηση Λαμβάνοντας υπόψη τις παραδοχές της μελέτης, προκύπτει ότι η αντλία θερμότητας είναι η πιο οικονομική λύση για τη θέρμανση όσον αφορά τη λειτουργία και κατά βάση 55% - 57% οικονομικότερη στη λειτουργία της από το λέβητα πετρελαίου Η λειτουργία της αντλίας θερμότητας εξαρτάται από τις συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντος Το πλήρες κείμενο και οι παραδοχές της μελέτης βρίσκονται στην ιστοσελίδα του Υ.ΠΕ.Κ.Α. ( Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

11 Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"
Τι είναι ηλιοθερμία Σύμφωνα με τον ορισμό, ηλιοθερμία είναι η μέθοδος αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση χώρου ή την παροχή ζεστού νερού χρήσης Το νερό που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση μπορεί να ζεσταθεί μέσω της ηλιακής ενέργειας φτάνοντας την επιθυμητή θερμοκρασία σε περίπτωση που υπάρχει η αντίστοιχη εγκατάσταση Ειδικά στη χώρα μας, όπου είναι διαθέσιμη η ηλιακή ακτινοβολία και τους χειμερινούς μήνες, η εφαρμογή της ηλιοθερμίας είναι άκρως αποδοτική Οι ηλιοθερμικές εφαρμογές έχουν πολύ μεγάλη απήχηση σε χώρες της Βόρειας Ευρώπης, όπου η ηλιακή ακτινοβολία είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή της Ελλάδας κατά τους χειμερινούς μήνες Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

12 Πλεονεκτήματα της ηλιοθερμίας
Εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων Προστασία του περιβάλλοντος μέσω της μείωσης των εκπεμπόμενων ρύπων Μεγαλύτερη ενεργειακή αυτονομία σε εθνικό και προσωπικό επίπεδο Μειωμένη συντήρηση Γρήγορη απόσβεση της επένδυσης Ευκολία διασύνδεσης με προϋπάρχουσες εγκαταστάσεις Τόνωση μικρομεσαίων επιχειρήσεων του κλάδου Δημιουργία νέων θέσεων εργασίας Ενίχυση εξαγωγών Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

13 Τα μέρη του ηλιοθερμικού συστήματος
Ένα σύστημα ηλιοθερμίας για την παροχή θέρμανσης στους χώρους και ζεστού νερού χρήσης αποτελείται από τα εξής μερη: τους ηλιακούς συλλέκτες: μπορούν να είναι είτε επίπεδης επιφάνειας είτε σωλήνων κενού τα θερμοδοχεία: δοχεία αποθήκευσης ζεστού νερού για την περίοδο που δεν υπάρχει ηλιοφάνεια. Αναλόγως της χρήσης, τοποθετείται αντίστοιχο δοχείο είτε για ΖΝΧ είτε για υποβοήθηση θέρμανσης είτε και για τα δύο τους ηλιακούς ελεγκτές – επιτηρητές: ηλεκτρονικός επεξεργαστής που ελέγχει ανά τακτά χρονικά διαστήματα τη θερμοκρασία στο θερμοδοχείο και αναλόγως των συνθηκών δίνει εντολή για τη λειτουργία του κυκλοφορητή των ηλιακών ή της βοηθητικής θέρμανσης Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

14 Τρόπος λειτουργίας ηλιοθερμικού συστήματος
Οι ηλιακοί συλλέκτες απορροφούν την ηλιακή ενέργεια και τη μετατρέπουν σε ωφέλιμη θερμική ενέργεια Το ζεστό νερό μεταφέρεται στα θερμοδοχεία νερού χρήσης και νερού θέρμανσης χώρου ώστε να διατηρείται σε σταθερή θερμοκρασία Επιτηρείται το σύστημα ώστε να καλύπτεται η απαίτηση για ζεστό νερό χρήσης, και στην συνέχεια να ζεσταίνεται το νερό της θέρμανσης του χώρου Σε περίπτωση μη επάρκειας ζεστού νερού για τη θέρμανση του χώρου, τίθεται σε λειτουργία το πρωτεύον σύστημα θέρμανσης Συνεισφέρει στην παραγωγή ζεστού νερού για τη θέρμανση χώρων και χρήσης με την παράλληλη λειτουργία του πρωτεύοντος συστήματος και όχι με την κατάργησή του Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

15 Βασικές προϋποθέσεις για την εγκατάσταση συστήματος ηλιακής θέρμανσης
Ύπαρξη απαιτούμενου ωφέλιμου χώρου στην οροφή: ανάλογα με τον απαιτούμενο αριθμό των συλλεκτών, είναι απαραίτητη η ύπαρξη αντίστοιχου διαθέσιμου χώρου Εύρεση κατάλληλη θέσης με ιδανικό προσανατολισμό και κλίση: ιδανική κλίση αυτή μεταξύ 30 και 60 μοιρών, αναλόγως της περιοχής και της εφαρμογής, ιδανικός προσανατολισμός ο νότιος με απόκλιση 15 μοιρών Απουσία σκιάσεων: οι συλλέκτες θα πρέπει να τοποθετηθούν σε μέρος που δεν σκιάζεται κατά τη διάρκεια της ημέρας, αλλά και να μην σκιάζονται μεταξύ τους Ύπαρξη απαιτούμενου χώρου στο κτίριο: στο λεβητοστάσιο εγκαθίσταται ο απαραίτητος ηλκετρομηχανολογικός εξοπλισμός Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

16 Σύγκριση κόστους για την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης
Τα κόστη λειτουργίας των διαφόρων μεθόδων παραγωγής ΖΝΧ είναι ενδεικτικά τα εξής: Ηλιοθερμικό σύστημα: 0 € Ηλεκτρικός θερμοσίφωνας: περίπου 220 € ετησίως Λέβητας πετρελαίου: περίπου 205 € ετησίως Λέβητας φυσικού αερίου: περίπου 130 € ετησίως Ηλεκτρικός λέβητας: περίπου 220 € ετησίως Αντλία θερμότητας: περίπου 70 € ετησίως Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

17 Χαρακτηριστικό παράδειγμα ηλιακής υποβοήθησης σε αντλία θερμότητας
Σε κατοικία στο Νέο Ρύσιο Θεσσαλονίκης με ενδοδαπέδια θέρμανση συναντάμε τα εξής: Επιφάνεια ηλιακών συλλεκτών: 15 τ.μ. Δοχείο αποθήκευσης: 1000 lt Αντλία θερμότητας: 16 kW Συνολική ετήσια εξοικονόμηση ενέργειας: 32,2 % Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"

18 Σας ευχαριστώ πολύ για την προσοχή σας
Τετάρτη 11 Ιουνίου 2014, Ημερίδα: "Περιβάλλον και Αστικά Κτίρια"