Οδηγός Αγοράς για Αντλία Θερμότητας

Αντλίες Θερμότητας: Αναλυτικός Οδηγός Αγοράς 

Πώς λειτουργούν; Ποια τα πλεονεκτήματά τους; Γιατί να τις προτιμήσω από άλλα είδη θέρμανσης;

Οι αντλίες θερμότητας αποτελούν μια ανερχόμενη και οικονομική λύση για τη θέρμανση, την ψύξη, αλλά και κατά περιπτώσεις την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης σε ένα διαμέρισμα, μία μονοκατοικία ή σε έναν επαγγελματικό χώρο. Η τεχνολογία με την οποία λειτουργούν είναι παρόμοια με αυτή ενός κλιματιστικού ή ψυγείου. Kαταναλώνουν ένα μικρό ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο και αντλούν την υπόλοιπη ενέργεια από το περιβάλλον. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων, αφού δεν υπάρχει πλέον η ανάγκη για αγορά πετρελαίου ή ξύλων, ενώ και η κατανάλωση ρεύματος είναι μικρότερη.

Οι αντλίες θερμότητες επιγραμματικά!

Ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιούν, χωρίζονται σε 2 βασικές κατηγορίες: στις αερόψυκτες μονάδες που χωρίζονται στις αέρος-αέρα και αέρος-νερού και στις υδρόψυκτες μονάδες, που χωρίζονται στις: νερού-αέρος, εδάφους-νερού και στις νερού-νερού.

Ως προς την κατασκευή τους, χωρίζονται στα συστήματα monoblock (ενιαίου τύπου) και στα συστήματα split (διαιρούμενου τύπου). Η τροφοδοσία τους μπορεί να είναι: μονοφασική ή τριφασική. Για την επιλογή της κατάλληλης αντλίας θερμότητας, συστήνεται η μελέτη από ειδικό επαγγελματία, ο οποίος θα εκτιμήσει όλα τα δεδομένα και θα μπορέσει στη συνέχεια να προτείνει την καλύτερη δυνατή λύση.

Γιατί να επιλέξω αντλία θερμότητας;

• Οι αντλίες θερμότητας για να λειτουργήσουν, εκτός από τον ηλεκτρισμό, μπορούν να συνδεθούν και με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως για παράδειγμα ηλιακά πάνελ και φυσικό αέριο.

• Μπορούν να αποδώσουν θερμότητα στον χώρο, ενώ η θερμοκρασία του περιβάλλοντος κυμαίνεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, σε αντίθεση με έναν λέβητα πετρελαίου ή αερίου.

• Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής με ελάχιστη συντήρηση (απαιτείται καθαρισμός ανά μερικούς μήνες) και χαμηλό κόστος συντήρησης (από τεχνικό, κάθε έτος).

• Εντάσσονται στις ανανεώσιμες μορφές παραγωγής θερμότητας/ψύξης, προσφέροντας χαμηλό περιβαλλοντικό αποτύπωμα (δηλαδή εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα στο περιβάλλον).

Ποια τα μειονεκτήματά τους;

• Έχουν καλύτερη απόδοση όταν συνδυάζονται με επιδαπέδια θέρμανση ή με fan coil, σε σχέση με τα συμβατικά σώματα καλοριφέρ (τύπου Akan).

• Η εξωτερική μονάδα παράγει αρκετό θόρυβο (όπως αυτή ενός κλιματιστικού).

• Το αρχικό κόστος αγοράς είναι μεγάλο. Η επιλογή και στη συνέχεια η εγκατάσταση της κατάλληλης αντλίας θερμότητας, λαμβάνοντας υπόψη και τις ανάγκες που έχει το κάθε κτίριο, είναι μία πολύπλοκη και πολυπαραγοντική διαδικασία, με πολλούς παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψιν.

Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητες;

Για την παραγωγή θερμότητας, οι αντλίες, μεταφέρουν τη θερμότητα από το περιβάλλον στον χώρο που επιθυμούμε. Καταναλώνουν ένα μικρό ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο και αντλούν την υπόλοιπη ενέργεια δωρεάν από το περιβάλλον. Για την ψύξη ενός χώρου αντιστρέφεται η λειτουργία. Έτσι, αντλούν θερμότητα από το εσωτερικό του, την οποία στη συνέχεια αποβάλλουν στο περιβάλλον.

Η αναλογία της ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία της αντλίας, αντιστοιχεί περίπου σε ¾ από το περιβάλλον και ¼ από το ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό για παράδειγμα σημαίνει ότι για κάθε 3kWh που αντλεί από το περιβάλλον, σε συνδυασμό με 1kWh ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία της, έχουμε στο σύνολο 4kWh ωφέλιμης θερμικής ενέργειας.

1. Τεχνολογία

Ανάλογα με το πώς αντλούν θερμότητα από το περιβάλλον, χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες:

I) Στις αερόψυκτες μονάδες, που αντλούν θερμότητα από τον αέρα και

II) Στις υδρόψυκτες (γεωθερμικές) μονάδες, που αντλούν θερμότητα από το νερό ή τη γη

I. Αερόψυκτες μονάδες

Σε αυτές ανήκουν δύο είδη κατηγοριών: οι αντλίες θερμότητας αέρος-αέρος και οι αντλίες θερμότητας αέρος-νερού.

Η πρώτη κατηγορία χρησιμοποιεί τον αέρα ως πηγή θερμότητας και μέσο μεταφοράς, για να διοχετεύσει ψύξη ή θέρμανση στο χώρο (όπως τα κλιματιστικά).

Θετικά

• Είναι εύκολη και γρήγορη η εγκατάστασή τους και προσφέρουν άμεση θέρμανση ή ψύξη στον χώρο.

Αρνητικά

• Κατά τη διάρκεια του χειμώνα, όπου η θερμοκρασία του περιβάλλοντος κυμαίνεται σε χαμηλά επίπεδα, μειώνεται σημαντικά η απόδοσή τους.

Η δεύτερη κατηγορία χρησιμοποιεί τον αέρα ως πηγή θερμότητας και το νερό ως μέσο μεταφορας. Θερμαίνει ή ψύχει δηλαδή το νερό, το οποίο στη συνέχεια διοχετεύεται στο εσωτερικό της κατοικίας.

Θετικά

• Προσαρμόζονται εύκολα σε ένα υφιστάμενο σύστημα και διατηρούν την ποιότητα της θέρμανσης που προσφέρουν.

Αρνητικά

• Ο βαθμός απόδοσής τους μεταβάλλεται, ανάλογα με τις εξωτερικές θερμοκρασίες που έχει το εκάστοτε περιβάλλον.

II. Υδρόψυκτες μονάδες

Στις υδρόψυκτες μονάδες ανήκουν τρια είδη κατηγοριών: οι αντλίες θερμότητας νερού-αέρος, οι αντλίες θερμότητας εδάφους-νερού και οι αντλίες θερμότητας νερού-νερού. Η πρώτη κατηγορία χρησιμοποιεί το νερό από το έδαφος ως πηγή θερμότητας και τον αέρα ως μέσο μεταφοράς, για να διοχετεύσει ψύξη ή θέρμανση στον χώρο.

Η δεύτερη κατηγορία χρησιμοποιεί ως πηγή θερμότητας την αποθηκευμένη ενέργεια στο έδαφος και το νερό ως μέσο μεταφοράς. Η τρίτη χρησιμοποιεί το νερό από το έδαφος ως πηγή θερμότητας και μέσο μεταφοράς, για να διοχετεύσει ψύξη ή θέρμανση στον χώρο.

Θετικά

• Έχουν μεγάλο βαθμό απόδοσης, αφού πηγή θερμότητας είναι το έδαφος, το οποίο παρέχει σταθερή θερμοκρασία όλο τον χρόνο.

Αρνητικά

• Έχουν υψηλό κόστος εγκατάστασης, αφού απαιτείται ειδική (κάθετη ή οριζόντια) τοποθέτηση των εναλλακτών στο έδαφος.

2. Είδη αντλιών θερμότητας

Ανάλογα με τις ανάγκες αλλά και τις απαιτήσεις του κάθε κτιρίου, υπάρχουν τρία είδη αντλιών που μπορούν να εγκατασταθούν σε αυτό. Ο διαχωρισμός τους γίνεται σε σχέση με τη μέγιστη θερμοκρασία του νερού που εξέρχεται από την αντλία προς τα εγκατεστημένα θερμικά σώματα και είναι οι εξής:

• Οι αντλίες θερμότητας χαμηλών θερμοκρασιών

• Οι αντλίες θερμότητας μεσαίων θερμοκρασιών

• Οι αντλίες θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών

Αντλίες θερμότητας χαμηλών θερμοκρασιών

Οι αντλίες θερμότητας χαμηλών θερμοκρασιών στην πλειοψηφία τους διαθέτουν και λειτουργία ψύξης. Παράγουν ζεστό νερό με θερμοκρασία έως και 55°C και ενδείκνυνται για εγκατάσταση σε καινούργια κτίρια. Μπορούν να συνδεθούν με σύστημα ενδοδαπέδιας θέρμανσης ή με fan coils.

Αντλίες θερμότητας μεσαίων θερμοκρασιών

Οι αντλίες θερμότητας μεσαίων θερμοκρασιών μπορούν, όπως και οι χαμηλών θερμοκρασιών, να διαθέτουν και λειτουργία ψύξης. Η μέγιστη θερμοκρασία νερού που μπορεί να παραχθεί, φτάνει έως και τους 65°C και μπορούν να συνδυαστούν με ενδοδαπέδια θέρμανση ή με fan coils, για τη θέρμανση ή και το δροσισμό του κτιρίου.

Αντλίες θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών

Τέλος, οι αντλίες θερμότητας υψηλών θερμοκρασιών παράγουν μόνο ζεστό νερό υψηλής θερμοκρασίας που φτάνει έως και τους 80°C. Αυτό σημαίνει ότι δεν διαθέτουν λειτουργία ψύξης, κάτι που τις καθιστά κατάλληλες για εφαρμογές, όπου είναι απαραίτητη η παραγωγή ζεστού νερού μεγάλης θερμοκρασίας.

3. Συστήματα Λειτουργίας

Ως προς την κατασκευή του συστήματος, οι αντλίες θερμότητας διακρίνονται σε δύο είδη:

I) Στα συστήματα monoblock (ενιαίου τύπου)

II) Στα συστήματα split (διαιρούμενου τύπου)

I. Σύστημα monoblock

Στο σύστημα monoblock όλα τα επιμέρους κατασκευαστικά του στοιχεία (όπως για παράδειγμα ο συμπιεστής, ο εναλλάκτης θερμότητας, οι ανεμιστήρες, κλπ), είναι ενσωματωμένα μέσα σε μια μονάδα, η οποία τοποθετείται σε εξωτερικό χώρο.

Θετικά

• Eυκολία εγκατάστασης και απευθείας σύνδεση με το σύστημα νερού.

Αρνητικά

• Eπειδή οι σωλήνες και ο εναλλάκτης είναι τοποθετημένα εξωτερικά, υπάρχει απώλεια θερμότητας ή σε χειρότερες περιπτώσεις, λόγω ακραίων καιρικών συνθηκών (όπως πάγετου), υπάρχει πιθανότητα ο εναλλάκτης ή οι σωληνώσεις να σπάσουν.

II. Σύστημα split

Το σύστημα split αποτελείται από δύο ανεξάρτητες μονάδες: την εσωτερική (που περιέχει τον κυκλοφορητή, τον εναλλάκτη θερμότητας, κλπ.) και την εξωτερική (στην οποία βρίσκονται ο συμπιεστής, ο εναλλάκτης, ο ανεμιστήρας, κ.α.), οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους με χαλκοσωλήνες.

Θετικά

• Δίνει πολλές δυνατότητες για παραμετροποίηση στους χώρους ξεχωριστά (π.χ. δημιουργία διαφορετικών ζωνών ανάλογα με τις απαιτήσεις του κάθε χώρου). Δεν υπάρχει φόβος να παγώσει η μονάδα, αφού βρίσκεται ανεξάρτητος εναλλάκτης στον εσωτερικό χώρο του κτιρίου.

Αρνητικά

• Το παραπάνω λειτουργεί και ως μειονέκτημα, διότι υπάρχουν περιορισμοί στην απόσταση που θα τοποθετηθεί η εξωτερική μονάδα, σε σχέση με τον εναλλάκτη.

4. Επιπλέον δυνατότητες

Ζεστό Νερό Χρήσης

Ανεξάρτητα από τη θέρμανση ή την ψύξη ενός κτιρίου, μια αντλία θερμότητας μπορεί να έχει επιπλέον τη δυνατότητα για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης καθόλη τη διάρκεια του έτους. Αυτό γίνεται με δύο τρόπους: είτε η αντλία θερμότητας να διαθέτει ενσωματωμένο μπόιλερ (δηλαδή τη δεξαμενή αποθήκευσης του νερού), είτε η σύνδεση με το μπόιλερ να είναι προαιρετική. Στη δεύτερη περίπτωση, η επιλογή μπορεί να γίνει βάσει των αναγκών που έχει το κτίριο, όπως επίσης η εγκατάσταση της δεξαμενής να γίνει σε δεύτερο χρόνο.

5. Τροφοδοσία

Ως προς την τάση του ρεύματος, οι αντλίες θερμότητας, χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: τις μονοφασικές και τις τριφασικές.

Ι. Μονοφασική αντλία θερμότητας

Μια μονοφασική αντλία θερμότητας μπορεί να συνδεθεί σε μονοφασική ή τριφασική παροχή. Αυτό που θα πρέπει να γνωρίζεις, είναι μέχρι πόσα αμπέρ υποστηρίζει η μονοφασική παροχή που έχει το κτίριο, αφού ανά περιοχή το νούμερο αυτό διαφέρει. Μια αντλία θερμότητας απαιτεί υψηλές τιμές έντασης ρεύματος (δηλαδή αμπέρ), για να λειτουργήσει, κάτι που σημαίνει ότι θα πρέπει να γίνει έλεγχος από έναν έμπειρο ηλεκτρολόγο, προτού αποφασίσουμε ποια αντλία θερμότητας είναι κατάλληλη για τον χώρο μας.

ΙΙ. Τριφασική αντλία θερμότητας

Από την άλλη, η τριφασική αντλία θερμότητας απαιτεί σύνδεση με τριφασική παροχή, αφού απαιτούνται υψηλά φορτία για τη χρήση της αντλίας. Η σύνδεση γίνεται άμεσα και για τη λειτουργία τους η ένταση ρεύματος (αμπέρ) είναι επαρκής.

Ως προς την ενέργεια, πέρα από τη σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο στην περίπτωση των υβριδικών συστημάτων, υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης και με φυσικό αέριο. Αυτό προσφέρει ακόμα χαμηλότερο κόστος λειτουργίας (αφού η τιμή του φυσικού αερίου είναι χαμηλότερη από αυτή του ρεύματος), ενώ επίσης δίνει και τη δυνατότητα για χρήση σε συνδυασμό με έναν λέβητα αερίου, ως back-up.

6. Απόδοση

Τι είναι ο βαθμός απόδοσης COP και EER;

COP (Coefficient Of Performance) ονομάζεται ο βαθμός απόδοσης κατά τη λειτουργία της θέρμανσης, ενώ κατα τη διάρκεια της ψύξης ονομάζεται EER (Energy Efficiency Ratio). Πρόκειται για μία μέτρηση που καταδεικνύει την αποδοτικότητα μιας αντλίας θερμότητας σε τυπικές συνθήκες λειτουργίας και ορίζεται ως η σχέση της αποδιδόμενης ενέργειας ως προς την αντλούμενη ηλεκτρική ενέργεια (COP = Παραγόμενη Ενέργεια / Απορροφούμενη Ενέργεια). Το ποσοστό της απορροφούμενης ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον COP. Συνήθως κυμαίνεται από 3 - 5, αναλόγως την αντλία και τις συνθήκες στις οποίες λειτουργεί. Αυτό σημαίνει, για παράδειγμα, ότι όταν μια αντλία θερμότητας λειτουργεί με COP = 4, η θερμική ενέργεια που παρέχει ισούται με 4kWh, καταναλώνοντας 1kWh ηλεκτρική ενέργεια.

Η μέγιστη τιμή του COP μιας αντλίας θερμότητας αέρος/νερού αντιστοιχεί σε συνθήκες θερμοκρασίας εξωτερικού αέρα (DB/WB) 7/6°C και θερμοκρασίας νερού εισόδου/εξόδου 30/35°C.

Ο βαθμός απόδοσης COP δεν είναι σταθερός, αλλά επηρεάζεται από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Όσο χαμηλότερη είναι η εξωτερική θερμοκρασία τόσο ο COP μειώνεται, με αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη κατανάλωση ρεύματος.

Tι να προσέξεις πριν την αγορά

Για την επιλογή της κατάλληλης αντλίας θερμότητας, συνήθως λαμβάνουμε υπόψη τα ήδη υπάρχοντα θερμαντικά σώματα και τις θερμικές απώλειες που έχει ο κάθε χώρος. Ερωτήματα που ενδεικτικά μπορούν να τεθούν είναι τα εξής:

• Υπάρχουν ήδη εγκατεστημένα σώματα;

• Ποιές οι αποδόσεις του κάθε σώματος σε σχέση με τις θερμοκρασίες προσαγωγής;

• Ποιές είναι οι θερμικές απώλειες σε κάθε χώρο;

• Τι μόνωση διαθέτει το κτίριο;