Αρχική » Αφιερώματα » Αυτοματισμοί κεντρικής θέρμανσης » SIEMENS: Συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας για θέρμανση – ψύξη και μέτρησης – κατανομής δαπανών

SIEMENS: Συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας για θέρμανση – ψύξη και μέτρησης – κατανομής δαπανών

siemens-new

1. Γενικά
Η αλματώδης ανάπτυξη της τεχνολογίας τα τελευταία χρόνια, έχει βελτιώσει σαφώς το βιοτικό επίπεδό μας αλλά ταυτόχρονα έχει δημιουργήσει σοβαρότατες επιπτώσεις στο περιβάλλον που ζούμε.
siemens-newΗ επιπτώσεις στο περιβάλλον έχουν δύο κατά κύριο λόγο διαστάσεις.
Η μία διάσταση αφορά την απελευθέρωση ρύπων και κατάλοιπων τόσο στην επιφάνεια της γης (ξηρά, θάλασσα, υδροφόρος ορίζοντας) όσο και στην ατμόσφαιρα από κυρίως υποπροϊόντα καύσης.
Άμεσες συνέπειες υπάρχουν στα έμβια κάθε είδους όντα του πλανήτη μας συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου, και μακροπρόθεσμες με την αργή αλλά σταθερή καταστροφή του όζοντος και το γνωστό φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Η άλλη διάσταση είναι η κατασπατάληση των λιγοστών φυσικών πόρων (στερεά, υγρά και αέρια καύσιμα) που μας δίνουν την συντριπτική πλειοψηφία της καταναλισκόμενης απαραίτητης ενέργειας σήμερα.
Ο υπερπληθυσμός και η βελτίωση της ποιότητας ζωής απαιτεί δυστυχώς όλο και περισσότερη ενέργεια άρα, αφενός πρέπει να μειώσουμε την απαιτούμενη ενέργεια, αφετέρου πρέπει να στραφούμε στην εκμετάλλευση εναλλακτικών πράσινων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ηλιακή, αιολική, γεωθερμία κλπ).
Τα τελευταία χρόνια γίνονται, ευτυχώς, μεγάλες και συντονισμένες προσπάθειες τόσο σε παγκόσμιο όσο και σε πανευρωπαϊκό επίπεδο (πρωτόκολλο Κιότο, ευρωπαϊκή νομοθεσία για εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση ρύπων) χρησιμοποιώντας υπάρχουσες ή επιδοτώντας έρευνες για νέες τεχνολογικές λύσεις ούτως ώστε να ελαχιστοποιηθεί η καταστροφή του ζωτικού μας χώρου.
Μεγάλο κομμάτι της προσπάθειας αυτής αφορά συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας σε όλα τα επίπεδα (παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, βιομηχανία, θέρμανση –κλιματισμός-αερισμός, φωτισμός κτιρίων κλπ) .
Πέρα από τις κυβερνήσεις όμως και τις εταιρίες ο καθένας μας μπορεί να συμβάλει ενεργά σε αυτή την προσπάθεια με κάποιες απλές, καθημερινές ενέργειες που λίγο πολύ όλοι γνωρίζουμε.
2. Συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας στην θέρμανση και συστήματα μέτρησης – κατανομής δαπανών
2.1 Συστήματα παραγωγής θέρμανσης ή ψύξης.
Η θερμική ενέργεια που χρησιμοποιούμε στα κτίριά μας παράγεται με διάφορους τρόπους.
Οι παραδοσιακοί τρόποι στην θέρμανση (καύση στερεών, υγρών και αερίων καυσίμων) επικρατούν στην συντριπτική πλειοψηφία των κτιρίων σήμερα και συμβάλουν δραστικά και άμεσα στην καταστροφή του περιβάλλοντος όπως προαναφέραμε.
Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για θέρμανση και ψύξη έχει περίπου τις ίδιες συνέπειες αφού για την παραγωγή της σήμερα χρησιμοποιούνται κυρίως καύσιμα (στερεά υγρά και αέρια). Ένα μικρότερο ποσοστό φυσικά καλύπτεται από πυρηνικά καύσιμα τα οποία έχουν πάντα τον σοβαρότατο κίνδυνο διαρροής ραδιενέργειας σε περίπτωση ατυχήματος.
Και τέλος κάποιες νέες τεχνολογίες αρχίζουν να κερδίζουν έδαφος με την εκμετάλλευση της θερμικής ενέργειας του ήλιου, ή την γεωθερμία και τις αντλίες θερμότητας από τον αέρα, όπως και με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ήλιο, άνεμο θαλάσσια κύματα κλπ.
Σε περιπτώσεις δε που δεν επαρκούν ή είναι ακριβές οι «πράσινες ενεργειακές γεννήτριες» ηλεκτρικής ή θερμικής ενέργειας, ειδικοί ελεγκτές διαχειρίζονται έξυπνα συνδυασμό αυτών με τις «παραδοσιακές» καύσεις.
2.2 Συστήματα ελέγχου και εξοικονόμησης της καταναλισκόμενης ενέργειας.
Σκοπός της ύπαρξης και συνεχούς εξέλιξης των συστημάτων αυτών είναι να αυξάνουν τα επίπεδα άνεσης στα κτίριά μας ελαχιστοποιώντας όμως την κατανάλωση της πολύτιμης και με όποιο τρόπο καταναλισκόμενης ενέργειας.
Σημαντικότατη επίσης είναι και η συμβολή των «παθητικών» μέσων εξοικονόμησης θερμικής ή ψυκτικής ενέργειας (μονωτικά υλικά, σκίαστρα, βιοκλιματικός σχεδιασμός κλπ).
Ο όρος “συστήματα ελέγχου και εξοικονόμησης ενέργειας” συμπεριλαμβάνει όλα τα συστήματα που:
α) Δημιουργούν και αυτόματα διατηρούν κατάλληλες κλιματικές συνθήκες άνεσης.
β) Φροντίζουν ταυτόχρονα να λειτουργούν τα συστήματα θέρμανσης-ψύξης με τη λιγότερη δυνατή καταναλισκόμενη ενέργεια.
γ) Επιτρέπουν την βέλτιστη χρήση και απευθείας εκμετάλλευση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (π.χ θερμική ή και ψυκτική από τον ήλιο ή την γή).
Τέτοια συστήματα αυτοματισμού μπορεί να είναι:
Α) Προηγμένοι θερμοστάτες χώρου.
Β) Διαφορικοί ηλιακών.
Γ) Ελεγκτές αντιστάθμισης θερμοκρασίας περιβάλλοντος με διαχείριση πολλαπλών πηγών ενέργειας (και ηλιακής), και έλεγχο της παραγωγής του ζεστού νερού χρήσης.
Δ) Σύγχρονοι ελεγκτές για έλεγχο θέρμανσης – ψύξης – δροσισμού ενός χώρου, που συνυπολογίζουν με τα κατάλληλα αισθητήρια εκτός από την εξωτερική και την εσωτερική θερμοκρασία και άλλους σημαντικούς παράγοντες όπως η υγρασία ή η ποιότητα του αέρα.
2.3 Συστήματα μέτρησης θερμικής – ψυκτικής ενέργειας και κατανομής δαπανών.
Σήμερα με την υπάρχουσα προσφερόμενη σχετική τεχνολογία δεν υπάρχει καμία δικαιολογία για να μην χρησιμοποιούμε συστήματα ελέγχου και εξοικονόμησης ενέργειας σε όλα τα κτίρια ιδιωτικά και μη. 
Παρόλα αυτά κανένα σύστημα δεν μπορεί να είναι αποδοτικό εάν ο τελικός χρήστης δεν μπορεί να ελέγχει την κατανάλωσή του και κατά συνέπεια να πληρώνει σύμφωνα με την πραγματική του κατανάλωση.
Στον όρο “συστήματα μέτρησης” συμπεριλαμβάνουμε τα όργανα και τις διατάξεις που απαιτούνται για να μετράμε την πραγματική κατανάλωση κάθε χώρου, να συγκεντρώνουμε τις μετρήσεις (τοπικά ή από απόσταση) και να κάνουμε δίκαιη κατανομή του συνολικού κόστους.
Αφορούν κυρίως κτίρια κατοικιών ή επαγγελματικών χώρων με πάνω από έναν ιδιοκτήτες-χρήστες όπου η θερμική ή η ψυκτική ενέργεια παράγεται κεντρικά.
Τα συστήματα μέτρησης δίνουν κίνητρο στους χρήστες να καταναλώνουν όση ενέργεια χρειάζονται και μπορούν να πληρώσουν, και έτσι κατά συνέπεια μειώνονται και οι συνολικές καταναλώσεις του κτιρίου.
Στην αντίθετη περίπτωση που οι χρήστες πληρώνουν ανεξάρτητα από την πραγματική κατανάλωσή τους, είτε σύμφωνα με το εμβαδό της ιδιοκτησίας τους (παλαιά δισωλήνια) είτε σύμφωνα με τον χρόνο που χρειάζονται θέρμανση (μονοσωλήνια συστήματα) δεν έχουν κανένα λόγο να προβαίνουν σε λήψη μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας (π.χ. τοποθέτηση θερμοστατικών κεφαλών).
Στα δισωλήνια συστήματα (σχ. 1) για παράδειγμα όλα τα σώματα του κτιρίου παραμένουν ανοικτά ανεξάρτητα από την παρουσία ή την απουσία των ενοίκων και βλέπουμε πολύ συχνά χρήστες που λόγω υπερθέρμανσης ανοίγουν τα παράθυρα όταν λειτουργεί η θέρμανση. Στα κτίρια αυτά η χρήση θερμοστατικών κεφαλών δίνει δυνατότητα αυτονομίας (επιλογή ζήτησης και επιπέδου θερμοκρασίας) όχι μόνο
ανά διαμέρισμα αλλά και ανά δωμάτιο.
Στα μονοσωλήνια συστήματα (σχ. 2) αντίστοιχα με ωρομέτρηση οι χρήστες δεν μειώνουν τις καταναλώσεις τους (με θερμοστατικές κεφαλές) σε δωμάτια που δεν χρησιμοποιούν διότι θα πληρώνουν (σε ώρες) το ίδιο ή και περισσότερο.
2.3.1 Θερμιδομετρητές θέρμανσης ή/και ψύξης: Τοποθετούνται σε συστήματα οριζόντιας διανομής (μονοσωλήνια) (σχ.2), ένας ανά ιδιοκτησία, και μετρούν πραγματική ενέργεια (θερμαντική ή/και ψυκτική σε Kwh) που καταναλώνεται στην ιδιοκτησία. Οι θερμιδομετρητές μετρούν την πραγματική παροχή του νερού (Q) μέσω ενός ενσωματωμένου παροχόμετρου, την διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ προσαγωγής και επιστροφής (ΔΤ) μέσω αντίστοιχων αισθητηρίων και υπολογίζουν την ενέργεια που καταναλώνεται (W=Q*ΔΤ Kwh).
Εάν λοιπόν ο χρήστης κλείσει κάποια σώματα που δεν τα χρειάζεται ή μειώσει, μέσω θερμοστατικών κεφαλών, τη θερμοκρασία σε συγκεκριμένους χώρους, αφενός η πραγματική παροχή θα μειωθεί, αφετέρου το επιστρεφόμενο νερό στην εγκατάσταση θα είναι περισσότερο ζεστό και άρα θα μειωθεί το Δt και άρα και η κατανάλωση.
Ο χρήστης έχει την δυνατότητα πλέον να επιλέγει την θερμοκρασία που επιθυμεί ανά δωμάτιο και θερμαντικό σώμα και να πληρώνει για την πραγματική του κατανάλωση.
Για να γίνει αντιληπτή ή διαφορά μεταξύ ενός συστήματος με θερμιδομετρητές και ενός συστήματος με ωρομετρητές αρκεί κανείς να φανταστεί την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας που θα είχε οποιαδήποτε κατοικία εάν αντί για τον μετρητή της ηλεκτρικής ενέργειας και των διακοπτών ανά συσκευή που υπάρχουν σήμερα χρησιμοποιούσαμε ένα κεντρικό διακόπτη για όλες τις καταναλώσεις και
μετρούσαμε την ώρα που αυτός ο διακόπτης απαιτούσε ενέργεια.
Εάν λοιπόν ένας ένοικος ήθελε να φτιάξει έναν καφέ στο μικρό μάτι της κουζίνας του θα έπρεπε να ανοίξει τον κεντρικό διακόπτη με αποτέλεσμα να ανοίγουν όλες οι υπόλοιπες συσκευές (φώτα, θερμοσίφωνο, όλα τα μάτια της κουζίνας, φούρνος κ.λπ.).
Σε πλήρη αντιστοιχία στην θέρμανση ο ένοικος έχει απαίτηση θέρμανσης στην κουζίνα ή στο γραφείο του και ανοίγει μέσω του μοναδικού κεντρικού θερμοστάτη του όλα τα θερμαντικά σώματα της ιδιοκτησίας του ή, σε πολλές περιπτώσεις και το ζεστό νερό χρήσης.
Τόσο στην περίπτωση του ηλεκτρικού όσο και στη περίπτωση της θέρμανσης μιλάμε για μέτρηση ενέργειας. Άρα η μέτρηση θα πρέπει να είναι σε Kwh και όχι σε ώρες ή οτιδήποτε άλλο.
Αν δε υπάρχουν συστήματα με διαφορετικές απαιτήσεις σε θερμοκρασία προσαγωγής (θερμαντικά σώματα, ενδοδαπέδιο σύστημα) ή συστήματα βεβιασμένης ροής αέρα (Fan coils) στο ίδιο σύστημα
siemens θέρμανσης, μόνο με την χρήση θερμιδομετρητών είναι δυνατός ο υπολογισμός της πραγματικής κατανάλωσης.
siemens-sx2Τέλος οποιαδήποτε αλλαγή γίνει στην εγκαταστημένη ισχύ (αλλαγή θερμαντικών σωμάτων ή προσθήκη μπόιλερ) θα μεταφραστεί αυτόματα σε αλλαγή και της πραγματικής κατανάλωσης.

 

 

 

2.3.2. Κατανεμητές δαπανών: Τοποθετούνται κυρίως σε κατακόρυφης διανομής συστήματα θέρμανσης (κλασικά δισωλήνια) (Σχ.1), ένας ανά θερμαντικό σώμα, σε συνδυασμό με θερμοστατικές βαλβίδες.
Το υποσύστημα ελέγχου θερμοκρασίας
χώρου (θερμοστατικός διακόπτης) αποτελείται από έναν θερμοστατικού τύπου διακόπτη σώματος ευθύ, ή γωνιακό, (αντικαθιστά τον παλιό υφιστάμενο), και από την θερμοστατική κεφαλή, που τοποθετείται επάνω του.
Ο συνδυασμός και των δύο επιτρέπει στον ένοικο να επιλέγει την θερμοκρασία κάθε χώρου χωριστά ή ακόμα και την πλήρη διακοπή θέρμανσης του χώρου.
Η επιλογή της θερμοκρασίας γίνεται είτε χειροκίνητα με θερμοστατική κεφαλή είτε ασύρματα με ειδική ασύρματη κεφαλή, και εντολή ή χρονοπρόγραμμα από κεντρικό θερμοστάτη. Σε κάθε περίπτωση ο διακόπτης ανοιγοκλείνει αυτόματα το σώμα ρυθμίζοντας έτσι και τη θερμοκρασία του χώρου στα επιθυμητά επίπεδα.
Το υποσύστημα μέτρησης αποτελείται από μια διακριτική ασύρματη ηλεκτρονική μονάδα, που τοποθετείται σε κάθε θερμαντικό σώμα και δέκτες που τοποθετούνται στο κοινόχρηστο κλιμακοστάσιο. Η μονάδα αυτή μετρά με ακρίβεια την πραγματική κατανάλωση του κάθε σώματος η οποία είναι ανάλογη με το μέγεθος του σώματος αλλά και την χρήση του. Οι μετρήσεις συλλέγονται καθημερινά αυτόματα από τους κοινόχρηστους δέκ
τες  και στην συνέχεια μηνιαίως από την εταιρία κοινοχρήστων χωρίς την παραμικρή ενόχληση του ενοίκου. Οι λογαριασμοί που εκδίδονται έτσι αναφέρουν εκτός από την συνολική κατανάλωση του διαμερίσματος και την κατανάλωση του κάθε σώματος χωριστά, και αυτό είναι κίνητρο για επιπλέον εξοικονόμηση ενέργειας. Το εξελιγμένο αυτό σύστημα μετάδοσης των μετρήσεων μηδενίζει πρακτικά την πιθανότητα λάθους ανάγνωσης και αποκλείει κάθε πιθανότητα κακόβουλης παραβίασής του.
Παράλληλα ένα υποσύστημα ελέγχου του siemens-sx5λέβητα (ελεγκτής αντιστάθμισης εξωτερικής θερμοκρασίας) τοποθετείται στο λεβητοστάσιο της πολυκατοικίας (σχ.3) και ρυθμίζει την θερμοκρασία του νερού των σωμάτων, ανάλογα με τις τρέχουσες καιρικές συνθήκες και τις απαιτήσεις σε θέρμανση των καταναλωτών.
2.3.3 Ογκομετρητές ζεστού και κρύου νερού: Χρησιμοποιούνται για την μέτρηση κατανάλωσης ενέργειας και νερού σε εγκαταστάσεις με κεντρικό δοχείο ζεστού νερού χρήσης (σχ.4). Οι ογκομετρητές συνεργάζονται τόσο με θερμιδομετρητές όσο και με κατανεμητές δαπανών.
Ο χρήστης έχει την δυνατότητα πλέον να καταναλώνει όσο ζεστό νερό χρήσης επιθυμεί και να πληρώνει για την πραγματική του κατανάλωση (ενέργειας και νερού).
Σε όλες τις περιπτώσεις οι καταναλώσεις μπορούν να αναγνωστούν ή απευθείας από τις συσκευές μέτρησης ή να μεταφερθούν ασύρματα σε κεραίες (κόμβους δικτύου) εντός του συγκροτήματος κατοικιών και να αναγνωστούν με την χρήση υπολογιστή, ή να αναγνωσθούν μέσω δικτύου GSM από οσοδήποτε μακριά επιθυμούμε.
3. Συμπερασματικά
Είναι κατανοητό ότι τα συστήματα μέτρησης αποτελούν βασικό μοχλό για την εξοικονόμησης ενέργειας μιας και η όποια οικονομία επιτυγχάνεται ανταποκρίνεται άμεσα στον χρήστη που την κάνει.
Αυτό έχει γίνει κατανοητό από την Ευρωπαϊκή Ένωση που με την οδηγία 2002/91ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 16ης Δεκεμβρίου 2002 με θέμα την ενεργειακή απόδοση κτιρίων αναφέρει μεταξύ άλλων: «…Η τιμολόγηση προς τους ενοίκους των κτιρίων, των δαπανών θέρμανσης, κλιματισμού και παροχής ζεστού νερού, υπολογιζόμενων με βάση την πραγματική κατανάλωση, θα μπορούσε να συμβάλει στην εξοικονόμηση ενέργειας στον τομέα κατοικίας. Οι ένοικοι θα πρέπει να είναι σε θέση να ρυθμίζουν οι ίδιοι την κατανάλωση θέρμανσης και ζεστού νερού που πραγματοποιούν…». Η παραπάνω οδηγία είναι δεσμευτική για τις χώρες μέλη και ενσωματώθηκε στην εθνική νομοθεσία της χώρας μας με τον νέο ΚΕΝΑΚ (ΦΕΚ 407/9-4-2010).
Αξίζει να σημειωθεί ότι η χρήση συστημάτων για την μέτρηση της πραγματικής κατανάλωσης ενέργειας για θέρμανση (θερμιδομετρητές ή/και κατανεμητές δαπανών) είναι υποχρεωτική εδώ και αρκετές δεκαετίες στις περισσότερες Ευρωπαϊκές χώρες και πλέον και στην χώρα μας.
Η Siemens Α.Ε. εδώ και αρκετά χρόνια προσφέρει στην Ελληνική αγορά μία πλήρη σειρά αυτοματισμών και μετρητικών συστημάτων για εξοικονόμηση ενέργειας.
Οι υψηλής ποιότητας αυτές συσκευές και συστήματα έχουν τοποθετηθεί σε χιλιάδες εγκαταστάσεων έως σήμερα και προσφέρουν στους χρήστες – ενοίκους άνεση, εξοικονόμηση πόρων και κυρίως προστασία στο περιβάλλον μας.