Των Αλέξανδρου Σ. Χονδρογιάννη, Μηχανολόγος Μηχανικός
και Κώστα Ζ. Οικονόμου*, M.Sc. Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Ε.Μ.Π.
Η υπάρχουσα εγκατάσταση αφορά κατοικία με τρία επίπεδα θέρμανσης δαπέδου, λέβητα θερμικής ισχύος 180KW και θερμοδοχείο 260 lt .
Στόχος μας είναι η αντικατάσταση του λέβητα-καυστήρα πετρελαίου με αντλίες θερμότητας, δοχείο αδρανείας και ηλιακούς συλλέκτες.
Στη συνέχεια θα δούμε την εξοικονόμηση ενέργειας που προκύπτει σε διάφορες εφαρμογές έτσι ώστε να επιλέξουμε το καταλληλότερο – για την περίπτωση του πελάτη μας – σύστημα θέρμανσης και δροσισμού.
Εγκατάσταση αντλιών θερμότητας (πρόταση με ένα δοχείο αδρανείας)
• Προβλέπεται η τοποθέτηση αντλιών θερμότητας ονομαστικής ισχύος 110KW για θέρμανση δαπέδου, με ένα δοχείο αδρανείας, έναν εναλλάκτη θερμότητας (για χρήση ηλιακών συλλεκτών) και ηλιακοί συλλέκτες.
• Σε κάθε Α/Θ θα τοποθετηθούν βαλβίδες διαφορετικής πίεσης (βάνες εξισορρόπησης κυκλωμάτων) ροόμετρα και μανόμετρα για τον πλήρη έλεγχο ορθής λειτουργίας των αντλιών θερμότητας.
Εγκατάσταση αντλιών θερμότητας (πρόταση με τρία δοχεία αδρανείας)
• Προβλέπεται η τοποθέτηση αντλιών θερμότητας με τρία δοχεία αδρανείας (ονομαστικής ισχύος 110KW για θέρμανση δαπέδου), ενός ενσωματωμένου εναλλάκτη θερμότητας και ηλιακών συλλεκτών.
• Σε κάθε Α/Θ θα τοποθετηθούν βαλβίδες διαφορετικής πίεσης (βάνες εξισορρόπησης κυκλωμάτων) ροόμετρα και μανόμετρα για τον πλήρη έλεγχο ορθής λειτουργίας των αντλιών θερμότητας.
Αντλία θερμότητας
DC Inverter Phrie της «Technibel»,
επιλέξιμες στο πρόγραμμα «Εξοικονόμηση κατ’ οίκον»,
από την «Ecofer».
Ζεστά νερά χρήσεως
• Με αντλία θερμότητας 8kW, θερμοδοχείο 300 ή 500 λίτρων, με δύο εναλλάκτες θερμότητας, όπως ανοξείδωτος εναλλάκτης παροχής ΖΝΧ και εναλλάκτη σύνδεσης ηλιακών συλλεκτών.
Υπολογισμοί κατανάλωσης ενέργειας για κάθε σύστημα
Για την υπάρχουσα εγκατάσταση.
Με δεδομένη τη θερμική απόδοση αυτού του λέβητα (Qn = 160.000 Kcal/h), την κατ’ εκτίμηση απόδοση της δαπεδοθέρμανσης (80-100 W/m²) και την απαιτούμενη ενέργεια για κάλυψη των αναγκών Ζ.Ν.Χ. μέσω του θερμοδοχείου 260 lt προκύπτουν:
• Απορροφημένη θερμική ενέργεια QΛ = 123.000 kcal/h, για μπεκ 3,5 GPH/11 bar με κατανάλωση 14 kg/h. Αν θεωρήσουμε την κατώτερη θερμογόνο δύναμη του πετρελαίου θέρμανσης ΘΔ:9.000 kcal/kg ή 7.500 kcal/lt και 5 ώρες συνεχούς λειτουργίας του καυστήρα πετρελαίου ημερησίως, έχουμε:
5h*14kg/h=70 kg/ημέρα*30 ημέρ. =2.100 kg/μήνα (με ενδεικτική λειτουργία θέρμανσης 5 μηνών, προκύπτει ενδεικτική δαπάνη ετήσιας λειτουργίας θέρμανσης με πετρέλαιο αξίας 1,3 ευρώ/lt (1,54 ευρώ/kg):
2.100*5*1,54 ≈ 16.000 ευρώ/έτος + 735 ευρώ (*) = 16.735 ευρώ/έτος.
(*) Προσθέτοντας επιπλέον τη δαπάνη για την παραγωγή Ζ.Ν.Χ. για τους υπόλοιπους 7 μήνες έχουμε: 260lt (50-20) =7.800 kcal/h*2h =15.600 kcal/ημέρα, δηλαδή: 3,5 ευρώ/ημέρα *30*7μ =735 ευρώ.
Για την εγκατάσταση Α/Θ και ενός δοχείου αδρανείας.
• Για εγκατάσταση Α/Θ ονομαστικής ισχύος 110kw για κάλυψη αναγκών της δαπεδοθέρμανσης (1600 m² * 70W/m² κατ’ ελάχιστον = 112kw) και για 5 ώρες συνεχούς λειτουργίας των αντλιών θερμότητας (110kw *5h = 550 kw/ημέρα) έχουμε:
550 kw *30 ημέρες *5 μήνες = 82.500 kw/h (για 5 μήνες λειτουργίας δαπεδοθέρμανσης).
82.500*0,16 ευρώ/kw(*) = 13.200 ευρώ
Με δεδομένο το δείκτη απόδοσης (COP) των Α/Θ , COP = 4, προκύπτει το πραγματικό κόστος λειτουργίας τους ίσο περίπου με το 30% της αναλώσιμης ενέργειας, δηλαδή: 13.200*30% ≈ 4.000 ευρώ για κάλυψη των αναγκών της δαπεδοθέρμανσης.
(*) Κόστος ηλεκτρικής ενέργειας: 0,16 ευρώ/kwh, μέσος όρος ημερήσιου-νυχτερινού.
• Προσθέτοντας και το κατ’ εκτίμηση κόστος λειτουργίας του θερμοδοχείου παραγωγής ΖΝΧ χωρητικότητας 500 λίτρων τροφοδοτούμενου από την ανωτέρω Α/Θ των 8 kW, προκύπτει:
20 kW*0,16 = 3,2 ευρώ*30 ημέρες*12 μήνες = 1.152 ευρώ/ έτος.
1.152 ευρώ/ έτος *30% = 350 ευρώ επιπλέον δαπάνη ΖΝΧ.
Άρα η συνολική δαπάνη λειτουργίας δαπεδοθέρμανσης (5 μηνών) και παραγωγή ΖΝΧ (12 μηνών) ανέρχεται σε 4.350 ευρώ/ έτος.
Σημείωση: Τα ανωτέρω στοιχεία είναι ενδεικτικά και μπορεί να διαμορφωθούν ανάλογα με τις κλιματολογικές συνθήκες όπως την εξωτερική θερμοκρασία, τη διάρκεια των αναγκών θέρμανσης και φυσικά τις διαφοροποιήσεις στις ανάγκες του ΖΝΧ.
Οι τιμές του πετρελαίου θέρμανσης και της ηλεκτρικής ενέργειας βασίζονται σε σημερινά δεδομένα και σημειωτέον δεν έχουν ληφθεί υπόψη τα θερμικά οφέλη από τη χρήση της ηλιακής ενέργειας.
Για την εγκατάσταση Α/Θ και τριών δοχείων αδρανείας.
Για εγκατάσταση Α/Θ ονομαστικής ισχύος 110kw για κάλυψη αναγκών τριών δοχείων αδρανείας της δαπεδοθέρμανσης .
Με βάση την προηγούμενη παράγραφο, το κόστος λειτουργίας των Α/Θ ονομαστικής ισχύος 110 kW και την 5μηνη κάλυψη των αναγκών της δαπεδοθέρμανσης ανέρχεται σε 4.000 ευρώ.
Προσθέτοντας και το κατ’ εκτίμηση κόστος λειτουργίας του θερμοδοχείου παραγωγής ΖΝΧ χωρητικότητας 500 λίτρων τροφοδοτούμενου από την ανωτέρω Α/Θ των 8 kW, προκύπτει:
Η συνολική δαπάνη λειτουργίας δαπεδοθέρμανσης (5 μηνών) και παραγωγή ΖΝΧ (12 μηνών) ανέρχεται σε 4.350 ευρώ/ έτος.
Βέβαια η παραπάνω δαπάνη μπορεί να μειωθεί σημαντικά χρησιμοποιώντας την αποθηκευμένη ενέργεια των τριών δοχείων αδρανείας.
Για την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών.
• Εξοικονόμηση ενέργειας με χρήση ηλιακών συλλεκτών και εκμετάλλευσης του νυχτερινού τιμολογίου κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος.
Σε ότι αφορά την εξοικονόμηση ενέργειας με χρήση ηλιακών συλλεκτών, είναι προφανές ότι επιβάλλεται να συνεκτιμηθούν τόσο οι συλλεκτικές επιφάνειες όσο και η η χωρητικότητα των θερμοδοχείων αποθήκευσης νερού, όπου με βάση την επικρατούσα ηλιοφάνεια (300 έως 1.000 W/m²) και τη χρονική διάρκεια χρήσης του ζεστού νερού (πρωί-μεσημέρι-βράδυ), επιτυγχάνουμε την ανάλογη εξοικονόμηση ενέργειας.
Ενδεικτικά, για τα δεδομένα της Αττικής, υπολογίζουμε τη μέση ηλιακή ακτινοβολία 3,2÷3,6 kW/h*m² και κατ’ επέκταση για έναν επιλεκτικό συλλέκτη 2 m², προκύπτει ημερήσιο όφελος ηλιακής ενέργειας στη χειμερινή περίοδο της τάξεως των 4 kWh.
*Ο Κώστας Ζ. Οικονόμου είναι γενικός διευθυντής της ECOFER που εισάγει και διανέμει στην Ελληνική αγορά της Αντλίες Θερμότητας και τα Fan Coils της Technibel καθώς και τις μονάδες ανάκτησης θερμότητας Ε-mix και τα συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας I-series της Argoclima Ιταλίας.
Ψηφιακός διαφορικός ελεγκτής ηλιακών εγκαταστάσεων
Smart Sol της EMZ Hanauer Γερμανίας από την «Ecofer»
