AID ENGINEERING: Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας για θέρμανση – ψύξη κτιρίων

Εν μέσω οικονομικής κρίσης οι πολίτες ψάχνουν τον οικονομικότερο δυνατό τρόπο κλιματισμού του κτιρίου που τους ενδιαφέρει, ώστε η ετήσια δαπάνη να είναι κατά το δυνατόν ελάχιστη και να μην ξοδεύονται χρήματα άσκοπα σε συμβατικά συστήματα θέρμανσης – ψύξης. Ένα από τα οικονομικότερα σε λειτουργία συστήματα κλιματισμού είναι το σύστημα γεωθερμίας. Τα γεωθερμικά συστήματα κλιματισμού εκμεταλλεύονται την ενέργεια του υπεδάφους για να προσφέρουν θέρμανση – ψύξη σε κτίρια, και λειτουργούν με χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Λόγω της σταθερής θερμοκρασίας του υπεδάφους ετησίως, επιτυγχάνουν πολύ υψηλούς βαθμούς απόδοσης, συνεπώς πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και μεγάλη εξοικονόμηση χρημάτων της τάξης του 55% στη λειτουργία θέρμανσης και 45% στη λειτουργία ψύξης του συστήματος.
aid-2Η εκμετάλλευση της ενέργειας του υπεδάφους γίνεται μέσω του νερού. Σε περίπτωση που υπάρχει υπόγειο νερό στην περιοχή τότε εφαρμόζεται «ανοικτό» κύκλωμα όπου πραγματοποιείται ανακυκλοφορία του νερού αυτού μέσω δύο ή περισσοτέρων υδρογεωτρήσεων. Εάν δεν υπάρχει υπόγειο νερό στην περιοχή, τότε ενταφιάζεται δίκτυο σωληνώσεων στο οποίο θα ανακυκλοφορήσει το νερό και θα ανακτήσει την ενέργεια του υπεδάφους. Σε κάθε περίπτωση το νερό οδηγείται από το εξωτερικό κύκλωμα προς το μηχανοστάσιο όπου είναι εγκατεστημένη μία ή περισσότερες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας.
Μια γεωθερμική αντλία θερμότητας λειτουργεί ως ψυκτική μηχανή, δηλαδή χρησιμοποιεί φρέον για να επιτύχει την ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού κυκλώματος. Ουσιαστικά κατά το χειμώνα απορροφά τη θερμική ενέργεια του υπεδάφους και την προσδίδει στο εσωτερικό δίκτυο με τη βοήθεια κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στο συμπιεστή της, ενώ το καλοκαίρι ακολουθείται ο αντίστροφος κύκλος ώστε η θερμότητα του κτιρίου να απορριφθεί στο υπέδαφος και να επιτευχθεί ψύξη των χώρων. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας ανάλογα με τη λειτουργία τους διαχωρίζονται σε μονάδες νερού – νερού και σε μονάδες νερού – αέρα. Όλες οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας θα πρέπει να φέρουν πιστοποιήσεις για τη λειτουργία τους από διεθνής οργανισμούς όπως της IGSHPA, ENERGY STAR, GEOEXCHANGE και ARI.
Οι μονάδες νερού – νερού τοποθετούνται εντός του μηχανοστασίου και συνδυάζονται είτε με κλειστό κύκλωμα είτε με ανοικτό. Μέσω της διεργασίας που περιγράφηκε παραπάνω, θερμαίνουν ή ψύχουν το εσωτερικό κύκλωμα νερού του κτιρίου. Για να επιτευχθεί θέρμανση και ψύξη των χώρων συνδυάζονται με Fan Coil Units ή κεντρικές κλιματιστικές μονάδες. Μπορούν να συνδυαστούν επίσης και με ενδοδαπέδια σωλήνωση για θέρμανση και δροσισμό του χώρου αλλά και με σώματα καλοριφέρ που μας προσφέρουν μόνον θέρμανση.
aid-1-Οι μονάδες νερού – αέρα τοποθετούνται ομοίως στο εσωτερικό του μηχανοστασίου ή και τοπικά σε κάθε επίπεδο του κτιρίου εντός ψευδοροφών. Συνδυάζονται είτε με κλειστό κύκλωμα είτε με ανοικτό. Κατά τη λειτουργία των μονάδων αυτών διοχετεύεται θερμός ή ψυχρός αέρας μέσω των καναλιών αέρα τα οποία εγκαθιστώνται σε όλους τους χώρους του κτιρίου.
Υπάρχει και ένας διαφορετικός τύπος γεωθερμικών αντλιών θερμότητας νερού αέρα, οι console units. Αυτές είναι μονάδες οι οποίες τοποθετούνται τοπικά σε κάθε χώρο που πρόκειται να κλιματίσουν και έτσι καταργείται το μηχανοστάσιο, αφού συνδέονται απευθείας με το εξωτερικό κύκλωμα. Το βασικότερο πλεονέκτημα τους είναι ότι μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα ήδη υφιστάμενο κτίριο αντικαθιστώντας τα υπάρχοντα σώματα, και απαιτούν ελάχιστες μετατροπές στο υδραυλικό δίκτυο. Επιπλέον, η λειτουργία τους είναι αθόρυβη και δεν απαιτείται χρήση καναλιών αέρα διότι διαθέτουν ενσωματωμένα στόμια.
Οι μονάδες νερού – νερού είναι η συνηθέστερη επιλογή σε κατοικίες και ξενοδοχεία, ενώ οι μονάδες νερού – αέρα συνηθίζονται σε αποθήκες, συνεδριακούς χώρους και χώρους εστίασης. Τέλος, οι consoles βρίσκουν συχνά εφαρμογή σε κτίρια γραφείων αλλά και σε υφιστάμενα ξενοδοχεία στα οποία απαιτείται η κατάργηση του υφιστάμενου συμβατικού συστήματος θέρμανσης – ψύξης χωρίς την πλήρη ανακαίνιση του κτιρίου. Το σύστημα που τελικά θα επιλεχθεί εξαρτάται από τις ανάγκες του εκάστοτε κτιρίου αλλά και από τις απαιτήσεις των χρηστών.