Αρχική » Αφιερώματα » Συμπαραγωγή ΖΝΧ με χρήση ηλιακής ενέργειας και Φ.Α. » Συμπαραγωγή ΖΝΧ με χρήση ηλιακής ενέργειας και φυσικού αερίου

Συμπαραγωγή ΖΝΧ με χρήση ηλιακής ενέργειας και φυσικού αερίου

Του Χρήστου Kώνστα,
Μηχανολόγου – Μηχανικού,
Ενεργειακού Συμβούλου

Η αξιοποίηση ενός ηλιοθερμικού συστήματος για την κάλυψη των αναγκών για Ζεστό Νερό Χρήσης (ZNX), αποτελεί την πλέον ενδεδειγμένη από περιβαλλοντική, ενεργειακή και οικονομική πλευρά λύση, ιδιαίτερα σε χώρες με έντονη ηλιοφάνεια, όπως η Ελλάδα. Με τον ήλιο να καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος της θέρμανσης του νερού, μια βοηθητική πηγή, συνήθως μια ενσωματωμένη στο ηλιακό σύστημα ηλεκτρική αντίσταση, αναλαμβάνει να συμπληρώσει την απαιτούμενη ενέργεια σε περιόδους χαμηλής ηλιοφάνειας.
Τα τελευταία χρόνια με την ραγδαία ανάπτυξη του δικτύου Φυσικού Αερίου και της τάσης για αυτονόμηση θέρμανσης των κατοικιών, έχουν αυξηθεί οι εγκαταστάσεις επίτοιχων λεβήτων Φυσικού Αερίου, οι περισσότεροι των οποίων διαθέτουν τη δυνατότητα παραγωγής ΖΝΧ, μέσω ενός ξεχωριστού εναλλάκτη.
Αν και η συνεργασία των δύο τεχνολογιών αποτελεί ιδανική λύση για την παραγωγή ΖΝΧ, στην πράξη διαπιστώνεται ότι, λόγω λανθασμένης συνδεσμολογίας, ο καταναλωτής καλείται να αποφασίσει ποια από τις δύο πηγές παραγωγής θα επιλέξει να αξιοποιήσει, συνήθως κλείνοντας και ανοίγοντας χειροκίνητα κάποιες βάνες που απομονώνουν τον ηλιακό θερμοσίφωνα και τον λέβητα αερίου από το δίκτυο διανομής ζεστού νερού.
Σε αυτήν την περίπτωση, τα δύο συστήματα λειτουργούν παράλληλα, ενώ η ορθή από ενεργειακής πλευράς συνδεσμολογία, θα ήταν σε σειρά. Αυτό σημαίνει πρακτικά ότι το ζεστό νερό, από την έξοδο του ηλιακού θερμοσίφωνα, θα πρέπει να εισέρχεται στην είσοδο κρύου νερού του λέβητα φυσικού αερίου. Με αυτόν τον τρόπο εκμεταλλευόμαστε πλήρως την δωρεάν ενέργεια που παρέχει ο ήλιος, ενώ ο λέβητας φυσικού αερίου καλείται να καλύψει την διαφορά θερμοκρασίας για την πραγματική ποσότητα του νερού που καταναλώνεται.
Αυτά ισχύουν θεωρητικά, γιατί στους περισσότερους λέβητες Φ.Α. υπάρχει περιορισμός στην μέγιστη επιτρεπτή θερμοκρασία του νερού που περνάει μέσα από τον εναλλάκτη ΖΝΧ, προκειμένου αυτός να μην καταστραφεί. Συνήθως η θερμοκρασία αυτή είναι περίπου 60°C. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία εξόδου του νερού σε έναν ηλιακό θερμοσίφωνα μπορεί εύκολα να ξεπεράσει τους 60°C (ειδικά τους καλοκαιρινούς μήνες), ανάμεσα στη έξοδο του ηλιακού θερμοσίφωνα και την είσοδο κρύου νερού, θα πρέπει να τοποθετηθεί ένα εξάρτημα, το οποίο θα ρυθμίζει την θερμοκρασία, γνωστό και ως ηλιακό κιτ (solar kit).
Η λειτουργία του ηλιακού κιτ είναι αρκετά απλή: Εάν το νερό που έρχεται από τον ηλιακό θερμοσίφωνα βρίσκεται σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από την επιθυμητή (σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα η θερμοκρασία ΖΝΧ είναι ίση με 45°C), τότε το ηλιακό κιτ αναμιγνύει το ζεστό νερό με κρύο για να επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία ΖΝΧ. Το ΖΝΧ μπορεί να περάσει μέσα από τον εναλλάκτη του λέβητα Φ.Α., ο οποίος δεν λειτουργεί, χωρίς να προκαλέσει κάποια βλάβη και να καταλήξει στο δίκτυο του ακινήτου ή να διοχετευθεί απ’ ευθείας σε αυτό, παρακάμπτοντας τον λέβητα, ανάλογα με την συνδεσμολογία που έχει επιλεχθεί (Σχήμα 1).


Στην αντίθετη περίπτωση, όπου το νερό του ηλιακού θερμοσίφωνα βρίσκεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία από την επιθυμητή, το ηλιακό κιτ το οδηγεί στον εναλλάκτη του λέβητα Φ.Α., ο οποίος αναλαμβάνει την περαιτέρω θέρμανσή του και ακολούθως καταλήγει στο δίκτυο του ακινήτου (Σχήμα 2).


Κατά την τοποθέτηση του ηλιακού κιτ, ο εγκαταστάτης θα πρέπει να λάβει υπόψη του την επιθυμητή θερμοκρασία ΖΝΧ των ενοίκων, τις προδιαγραφές του κατασκευαστή, αλλά και τις εκάστοτε ρυθμίσεις θέρμανσης του ΖΝΧ του λέβητα Φ.Α.. Προτείνεται η ρύθμιση της θερμοκρασίας του ηλιακού κιτ να είναι λίγο μεγαλύτερη (περίπου έναν βαθμό) από την θερμοκρασία που έχει ρυθμιστεί να θερμαίνει το νερό ο λέβητας, προκειμένου να αποφεύγονται άσκοπες εναύσεις του λέβητα στις περιπτώσεις που το νερό του θερμοσίφωνα βρίσκεται σε μεγαλύτερη από την επιθυμητή θερμοκρασία.
Η αξιοποίηση του ηλιακού κιτ αποτελεί μια παρέμβαση βέλτιστης διαχείρισης της ενέργειας, η οποία εκτός από άνεση στους χρήστες του ακινήτου προσφέρει και σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας, η οποία κυμαίνεται, στην περίπτωση ενός τυπικού νοικοκυριού στην Ελλάδα, σε περίπου 150% για μια χειμερινή ημέρα με χαμηλή ηλιοφάνεια και αυξάνεται σημαντικά για τις ημέρες με έντονη ηλιοφάνεια. Σε αντίστοιχα επίπεδα κινείται και η εξοικονόμηση που αφορά το κόστος της ενέργειας.