Η αντλία θερμότητας έχει εξελιχθεί σε μία από τις συχνότερες επιλογές για τη θέρμανση μιας κατοικίας. Η υψηλή ενεργειακή της απόδοση, η αντικατάσταση της συμβατικής θέρμανσης με πετρέλαιο ή φυσικό αέριο και η δυνατότητα συνδυασμού της με άλλες ενεργειακές παρεμβάσεις την καθιστούν ιδιαίτερα ελκυστική επιλογή.
Η εγκατάστασή της, ωστόσο, δεν αποτελεί αυτομάτως την οικονομικότερη επιλογή για κάθε κτίριο.
Η πραγματική απόδοση μιας αντλίας θερμότητας δεν καθορίζεται μόνο από το μηχάνημα. Εξαρτάται από το κτίριο στο οποίο εγκαθίσταται, τις θερμικές του απώλειες, το σύστημα διανομής και εκπομπής θερμότητας, τις απαιτούμενες θερμοκρασίες λειτουργίας, τις κλιματικές συνθήκες και τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιείται η κατοικία.
Η σωστή ερώτηση δεν είναι αν «οι αντλίες θερμότητας συμφέρουν». Η αξιολόγηση πρέπει να εστιάζει στο κατά πόσο μια συγκεκριμένη αντλία, με κατάλληλη ισχύ και θερμοκρασία λειτουργίας, μπορεί να καλύψει αποδοτικά τις ανάγκες του συγκεκριμένου κτιρίου.
Γιατί το COP του κατασκευαστή δεν αρκεί
Στα τεχνικά χαρακτηριστικά μιας αντλίας θερμότητας συναντάμε συνήθως τον συντελεστή απόδοσης COP.
Ένα COP 4, για παράδειγμα, σημαίνει ότι υπό τις συγκεκριμένες συνθήκες δοκιμής η αντλία αποδίδει περίπου 4 kWh θερμικής ενέργειας για κάθε 1 kWh ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνει.
Το πρόβλημα είναι ότι η αντλία δεν λειτουργεί όλο τον χειμώνα στις ίδιες συνθήκες.
Η εξωτερική θερμοκρασία μεταβάλλεται, όπως και η απαιτούμενη θερμοκρασία νερού και το θερμικό φορτίο του κτιρίου. Στις αντλίες αέρα-νερού επηρεάζουν επίσης τη λειτουργία οι κύκλοι απόψυξης και οι συνθήκες του εξωτερικού αέρα.
Για την αξιολόγηση της πραγματικής ενεργειακής συμπεριφοράς μιας εγκατάστασης, επομένως, μεγαλύτερη σημασία έχει η εποχιακή απόδοση που μπορεί να επιτευχθεί κατά τη λειτουργία της και όχι ένας μεμονωμένος εργαστηριακός αριθμός.
Η θερμοκρασία προσαγωγής μπορεί να αλλάξει ολόκληρη την οικονομία του συστήματος
Μία από τις σημαντικότερες παραμέτρους είναι η θερμοκρασία του νερού που πρέπει να στέλνει η αντλία προς τα θερμαντικά σώματα.
Όσο χαμηλότερη μπορεί να παραμείνει αυτή η θερμοκρασία, διατηρώντας παράλληλα την επιθυμητή θερμοκρασία στους χώρους, τόσο ευνοϊκότερες είναι κατά κανόνα οι συνθήκες λειτουργίας της αντλίας.
Η ενδοδαπέδια θέρμανση, τα κατάλληλα διαστασιολογημένα θερμαντικά σώματα και τα fan coils μπορούν, επομένως, να δημιουργήσουν ιδιαίτερα ευνοϊκές συνθήκες λειτουργίας για μια αντλία θερμότητας.
Σε εφαρμογές χαμηλών θερμοκρασιών συναντώνται συχνά θερμοκρασίες νερού περίπου 35–45°C, ενώ η χαμηλότερη θερμοκρασία προσαγωγής ευνοεί γενικά την απόδοση της αντλίας.
Η ύπαρξη συμβατικών θερμαντικών σωμάτων, ωστόσο, δεν αποκλείει την εφαρμογή μιας αντλίας θερμότητας.
Έχω παλιά σώματα. Μπορώ να εγκαταστήσω αντλία θερμότητας;
Ενδεχομένως ναι — και εδώ ακριβώς χρειάζεται υπολογισμός.
Το κρίσιμο ερώτημα δεν είναι η ηλικία του σώματος αλλά πόση θερμική ισχύ μπορεί να αποδώσει στη θερμοκρασία νερού στην οποία θέλουμε να λειτουργήσει η εγκατάσταση.
Σε ορισμένες κατοικίες τα υφιστάμενα θερμαντικά σώματα διαθέτουν ήδη επαρκή επιφάνεια ώστε να αποδώσουν την απαιτούμενη θερμική ισχύ σε χαμηλότερες θερμοκρασίες νερού.
Σε άλλες κατοικίες μπορεί να απαιτείται αντικατάσταση ορισμένων μόνο σωμάτων με μεγαλύτερης επιφάνειας, ενώ ορισμένες εγκαταστάσεις ενδέχεται να χρειάζονται εκτενέστερη προσαρμογή.
Η αύξηση της διαθέσιμης επιφάνειας εκπομπής μπορεί να επιτρέψει την απόδοση της απαιτούμενης θερμότητας με χαμηλότερη θερμοκρασία νερού, δημιουργώντας ευνοϊκότερες συνθήκες λειτουργίας για την αντλία θερμότητας.
«Υπάρχουν παλιά καλοριφέρ» δεν σημαίνει «δεν μπορεί να τοποθετηθεί αντλία θερμότητας». Σημαίνει ότι πρέπει να ελεγχθεί αν τα συγκεκριμένα σώματα επαρκούν στις νέες συνθήκες λειτουργίας.
Μπορεί ένα κτίριο που σήμερα δεν είναι ιδανικό να γίνει κατάλληλο;
Η δυνατότητα προσαρμογής του κτιρίου και της υφιστάμενης εγκατάστασης αποτελεί μία παράμετρο που συχνά παραβλέπεται κατά την αρχική αξιολόγηση.
Σε μια κατοικία με υψηλές θερμικές απώλειες μπορεί, για παράδειγμα, να απαιτείται υψηλή θερμοκρασία νερού για τη διατήρηση συνθηκών θερμικής άνεσης.
Οι συγκεκριμένες συνθήκες δεν αποτελούν κατ’ ανάγκη λόγο απόρριψης της αντλίας θερμότητας.
Μια στοχευμένη παρέμβαση στο κέλυφος μπορεί να μειώσει τις θερμικές απώλειες. Η αντικατάσταση ενός ανεπαρκούς θερμαντικού σώματος μπορεί να επιτρέψει την κάλυψη του απαιτούμενου φορτίου σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Η σωστή υδραυλική εξισορρόπηση και η αντιστάθμιση μπορούν επίσης να συμβάλουν στην αποτελεσματικότερη λειτουργία του συστήματος.
Η επίδραση αυτών των παρεμβάσεων μπορεί να αποτυπωθεί στην ακόλουθη αλληλουχία:
μικρότερες θερμικές απώλειες → μικρότερο θερμικό φορτίο → δυνατότητα κάλυψης των αναγκών με χαμηλότερη θερμοκρασία προσαγωγής, όπου το επιτρέπει το σύστημα εκπομπής → ευνοϊκότερες συνθήκες λειτουργίας της αντλίας → μικρότερη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.
Δεν απαιτείται όμως υποχρεωτικά πλήρης ενεργειακή ανακαίνιση πριν από κάθε εγκατάσταση. Ακόμη και κατοικίες χωρίς πλήρη θερμομόνωση μπορούν να λειτουργήσουν με αντλία θερμότητας, εφόσον το σύστημα σχεδιαστεί σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες τους.
Το ζητούμενο επομένως δεν είναι να γίνουν όσο το δυνατόν περισσότερες παρεμβάσεις, αλλά να εντοπιστούν εκείνες που έχουν πραγματικό τεχνικό και οικονομικό νόημα.
Πρώτα επιλέγουμε την αντλία ή πρώτα εξετάζουμε το κτίριο;
Η επιλογή ισχύος ή μοντέλου πριν ελεγχθούν οι πραγματικές ανάγκες του κτιρίου αντιστρέφει τη σωστή σειρά της διαδικασίας.
Πρώτα πρέπει να προσδιοριστούν οι θερμικές ανάγκες, οι απαιτούμενες θερμοκρασίες λειτουργίας και οι δυνατότητες της υφιστάμενης εγκατάστασης. Στη συνέχεια μπορεί να επιλεγεί ο εξοπλισμός που ανταποκρίνεται σε αυτές τις απαιτήσεις.
Η συγκεκριμένη σειρά αξιολόγησης αποκτά ιδιαίτερη σημασία κατά τη σύγκριση διαφορετικών εμπορικών προσφορών. Δύο προτάσεις με διαφορετική ισχύ, διαφορετικό εξοπλισμό ή διαφορετικό κόστος δεν μπορούν να αξιολογηθούν ουσιαστικά μόνο από την τιμή τους, εάν προηγουμένως δεν έχει προσδιοριστεί τι πραγματικά χρειάζεται το κτίριο.
Η τεχνική αξιολόγηση προηγείται της επιλογής εξοπλισμού — όχι το αντίστροφο.
Και με τις αυξήσεις στο ηλεκτρικό ρεύμα; Εξακολουθεί να συμφέρει;
Το γεγονός ότι μια αντλία χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια δεν σημαίνει ότι μία αύξηση στην τιμή του ρεύματος αρκεί από μόνη της για να κρίνουμε αν εξακολουθεί να αποτελεί οικονομική επιλογή.
Η ουσιαστική σύγκριση πρέπει να βασίζεται στο κόστος παραγωγής της ίδιας ποσότητας ωφέλιμης θερμότητας.
Σε απλοποιημένη μορφή:
Κόστος θερμότητας ≈ κόστος ηλεκτρικής ενέργειας / πραγματική εποχιακή απόδοση
Ενδεικτικά:
| Τιμή ηλεκτρικής ενέργειας | SCOP 2,5 | SCOP 3,0 | SCOP 4,0 |
|---|---|---|---|
| 0,15 €/kWh | 0,060 €/kWh | 0,050 €/kWh | 0,038 €/kWh |
| 0,20 €/kWh | 0,080 €/kWh | 0,067 €/kWh | 0,050 €/kWh |
| 0,25 €/kWh | 0,100 €/kWh | 0,083 €/kWh | 0,063 €/kWh |
| 0,30 €/kWh | 0,120 €/kWh | 0,100 €/kWh | 0,075 €/kWh |
Οι παραπάνω τιμές αποτελούν απλοποιημένα παραδείγματα της ενεργειακής συνιστώσας του κόστους και όχι πρόβλεψη λογαριασμού ή προσφορά λειτουργίας συγκεκριμένης εγκατάστασης.
Ο πίνακας αναδεικνύει τη σημασία της πραγματικής εποχιακής απόδοσης.
Με ηλεκτρική ενέργεια 0,20 €/kWh, μια εγκατάσταση που επιτυγχάνει εποχιακή απόδοση 4 αντιστοιχεί ενδεικτικά σε 0,05 €/kWh ωφέλιμης θερμότητας. Στην ίδια ακριβώς τιμή ηλεκτρικής ενέργειας, με εποχιακή απόδοση 2,5, το ποσό αυξάνεται σε 0,08 €/kWh.
Η διαφορά δεν προκύπτει από το τιμολόγιο ηλεκτρικής ενέργειας αλλά από την απόδοση του συστήματος στις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.
Το κόστος λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας δεν εξαρτάται μόνο από την τιμή του ρεύματος, αλλά και από την πραγματική εποχιακή απόδοση που μπορεί να επιτύχει το σύστημα στο συγκεκριμένο κτίριο.
Σε μία ολοκληρωμένη οικονομική αξιολόγηση είναι, επομένως, προτιμότερο να εξετάζονται διαφορετικά σενάρια τιμών ηλεκτρικής ενέργειας και εποχιακής απόδοσης, αντί η απόφαση να βασίζεται σε μία μόνο σημερινή τιμή.
Αντλία θερμότητας, πετρέλαιο ή φυσικό αέριο;
Η σύγκριση μόνο της τιμής μιας kWh ηλεκτρικής ενέργειας με την τιμή μιας kWh καυσίμου είναι παραπλανητική.
Ο λέβητας και η αντλία θερμότητας δεν μετατρέπουν την αγοραζόμενη ενέργεια σε ωφέλιμη θερμότητα με τον ίδιο τρόπο.
Στο πετρέλαιο και στο φυσικό αέριο πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η πραγματική απόδοση του συστήματος καύσης. Στην αντλία θερμότητας πρέπει αντίστοιχα να χρησιμοποιείται μια ρεαλιστική εποχιακή απόδοση.
Η σύγκριση όμως δεν τελειώνει στο ετήσιο ενεργειακό κόστος.
Στην τεχνικοοικονομική αξιολόγηση πρέπει επίσης να συνυπολογίζονται το αρχικό κόστος εγκατάστασης, οι ενδεχόμενες μετατροπές στο δίκτυο και στα θερμαντικά σώματα, το κόστος συντήρησης, το πραγματικό προφίλ χρήσης, η κατάσταση του υφιστάμενου συστήματος και ο αναμενόμενος χρόνος αξιοποίησης της επένδυσης.
Για παράδειγμα, η οικονομική λογική είναι διαφορετική για έναν ιδιοκτήτη που πρέπει ούτως ή άλλως να αντικαταστήσει έναν παλαιό λέβητα και διαφορετική για κάποιον που διαθέτει ένα πρόσφατο και αποδοτικό σύστημα θέρμανσης.
Επομένως το πραγματικό ερώτημα δεν είναι μόνο «ποιο σύστημα καταναλώνει λιγότερο;», αλλά «ποια επιλογή έχει το μεγαλύτερο τεχνικό και οικονομικό νόημα στη συγκεκριμένη κατοικία;»
Και αν ήδη θερμαίνω το σπίτι με κλιματιστικά;
Ένα σύγχρονο κλιματιστικό inverter είναι και αυτό αντλία θερμότητας αέρα-αέρα.
Επομένως η μετάβαση από αποδοτικά κλιματιστικά σε αντλία αέρα-νερού δεν σημαίνει αυτομάτως ότι θα υπάρξει μεγάλη εξοικονόμηση στην κατανάλωση.
Η επιλογή μπορεί να προσφέρει άλλα πλεονεκτήματα — διαφορετική κατανομή της θερμότητας, κεντρική λειτουργία, συνεργασία με υδραυλικό δίκτυο και, ανάλογα με τη διαμόρφωση, παραγωγή ζεστού νερού χρήσης — αλλά η οικονομική σύγκριση πρέπει και πάλι να γίνει με πραγματικά δεδομένα.
Η καταλληλότητα και το οικονομικό όφελος μιας αντλίας θερμότητας πρέπει, επομένως, να αξιολογούνται με βάση τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και το υφιστάμενο σύστημα θέρμανσης κάθε κατοικίας.
Η σωστή διαστασιολόγηση δεν σημαίνει «όσο μεγαλύτερη τόσο καλύτερη»
Μία υπερδιαστασιολογημένη αντλία δεν αποτελεί κατ’ ανάγκη ασφαλέστερη επιλογή.
Η υπερδιαστασιολόγηση μπορεί, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά και το εύρος διαμόρφωσης ισχύος της μονάδας, να αυξήσει τους κύκλους έναρξης και διακοπής λειτουργίας και να επηρεάσει αρνητικά την εποχιακή απόδοση.
Από την άλλη πλευρά, μία ανεπαρκώς διαστασιολογημένη εγκατάσταση μπορεί να δυσκολεύεται να καλύψει το απαιτούμενο φορτίο στις δυσμενέστερες συνθήκες.
Ο υπολογισμός των θερμικών απωλειών — ιδανικά ανά χώρο — αποτελεί βασική αφετηρία τόσο για την επιλογή της αντλίας όσο και για τον έλεγχο των θερμαντικών σωμάτων.
Η αντιστάθμιση είναι πολύ σημαντικότερη απ’ όσο φαίνεται
Μία σωστά ρυθμισμένη εγκατάσταση δεν χρειάζεται να λειτουργεί όλο τον χειμώνα στην ίδια υψηλή θερμοκρασία νερού.
Με την αντιστάθμιση, η θερμοκρασία προσαγωγής προσαρμόζεται στις εξωτερικές συνθήκες.
Σε ηπιότερες εξωτερικές συνθήκες, το σύστημα μπορεί να λειτουργεί με χαμηλότερη θερμοκρασία νερού. Η λειτουργία αυτή επιτρέπει στην αντλία να επιτυγχάνει υψηλότερη απόδοση για σημαντικό μέρος της περιόδου θέρμανσης.
Η σωστή ρύθμιση της καμπύλης θέρμανσης αποτελεί επομένως μέρος της ενεργειακής απόδοσης της εγκατάστασης και όχι μία ασήμαντη ρύθμιση μετά την τοποθέτηση.
Πότε δημιουργούνται οι ευνοϊκότερες συνθήκες;
Μια αντλία θερμότητας αποκτά συνήθως μεγαλύτερο τεχνικό και οικονομικό ενδιαφέρον όταν το κτίριο μπορεί να καλύψει τις θερμικές του ανάγκες με σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες προσαγωγής, το σύστημα έχει διαστασιολογηθεί σύμφωνα με τις πραγματικές θερμικές απώλειες και υπάρχει επαρκής ετήσια χρήση ώστε η εξοικονόμηση λειτουργίας να μπορεί να δικαιολογήσει την αρχική επένδυση.
Ιδιαίτερη σημασία έχει και ποιο σύστημα πρόκειται να αντικαταστήσει.
Η ίδια εγκατάσταση μπορεί να αποτελεί πολύ ελκυστική επένδυση όταν αντικαθιστά ένα παλαιό και δαπανηρό σύστημα θέρμανσης, αλλά να εμφανίζει πολύ μεγαλύτερο χρόνο απόσβεσης όταν συγκρίνεται με ένα ήδη σύγχρονο και αποδοτικό σύστημα.
Το «συμφέρει» δεν αποτελεί χαρακτηριστικό της ίδιας της αντλίας θερμότητας, αλλά προκύπτει από τη σχέση μεταξύ κτιρίου, εγκατάστασης, τρόπου χρήσης, κόστους ενέργειας και αρχικής επένδυσης.
Πότε η επιλογή χρειάζεται μεγαλύτερη προσοχή;
Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες η απόφαση χρειάζεται πιο προσεκτική τεχνικοοικονομική διερεύνηση.
Μεγαλύτερη προσοχή απαιτείται σε κτίρια με υψηλές θερμικές απώλειες, σε εγκαταστάσεις που απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες νερού, όταν υπάρχουν περιορισμένες δυνατότητες προσαρμογής των θερμαντικών σωμάτων ή του δικτύου, καθώς και σε κατοικίες με πολύ μικρή ετήσια χρήση ή με υψηλό συνολικό κόστος εγκατάστασης σε σχέση με την αναμενόμενη εξοικονόμηση.
Καμία από αυτές τις συνθήκες, όμως, δεν αποτελεί από μόνη της αυτόματο λόγο αποκλεισμού.
Για παράδειγμα, στοχευμένες παρεμβάσεις στο κέλυφος ή στο σύστημα εκπομπής μπορούν να μεταβάλουν ουσιαστικά τις συνθήκες λειτουργίας της εγκατάστασης. Σε άλλες περιπτώσεις, η οικονομική ανάλυση μπορεί να δείξει ότι οι απαιτούμενες πρόσθετες παρεμβάσεις είναι δυσανάλογες προς το αναμενόμενο όφελος.
Μια κατοικία που αρχικά εμφανίζει λιγότερο ευνοϊκές συνθήκες για την εγκατάσταση αντλίας θερμότητας μπορεί, μετά από συγκεκριμένες και στοχευμένες παρεμβάσεις, να καταστεί σημαντικά καταλληλότερη για την αποδοτική λειτουργία του συστήματος.
Τι πρέπει να γνωρίζουμε πριν επιλέξουμε αντλία θερμότητας;
Πριν από την επιλογή εξοπλισμού πρέπει να έχουμε σαφή εικόνα τουλάχιστον για:
- τις θερμικές απώλειες του κτιρίου και των επιμέρους χώρων,
- τις κλιματικές συνθήκες της περιοχής,
- τα υπάρχοντα θερμαντικά σώματα και την απόδοσή τους,
- την απαιτούμενη θερμοκρασία προσαγωγής,
- την κατάσταση και τις δυνατότητες του υδραυλικού δικτύου,
- τις ανάγκες σε ζεστό νερό χρήσης,
- το πραγματικό προφίλ χρήσης της κατοικίας,
- το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και την εναλλακτική λύση με την οποία συγκρίνεται η επένδυση.
Με βάση τα παραπάνω δεδομένα μπορεί να προσδιοριστεί τεκμηριωμένα η κατάλληλη ισχύς, η τεχνολογία και η συνολική διαμόρφωση του συστήματος.
Η αντλία θερμότητας ως μέρος ενός ολοκληρωμένου συστήματος
Η επιλογή ενός μηχανήματος με υψηλό ονομαστικό COP δεν εξασφαλίζει από μόνη της χαμηλό κόστος λειτουργίας.
Η πραγματική απόδοση προκύπτει όταν κτίριο, αντλία, θερμαντικά σώματα, υδραυλικό δίκτυο και αυτοματισμοί έχουν μελετηθεί και ρυθμιστεί ώστε να λειτουργούν ως ενιαίο σύστημα.
Σε μία κατοικία η σωστή λύση μπορεί να είναι η άμεση εγκατάσταση αντλίας θερμότητας.
Σε μία δεύτερη μπορεί να προηγείται μία μικρή και στοχευμένη παρέμβαση.
Σε μία τρίτη, η τεχνικοοικονομική αξιολόγηση μπορεί να δείξει ότι η επένδυση δεν αποτελεί ακόμη την καλύτερη επιλογή.
Οι διαφορετικές αυτές περιπτώσεις δεν αποτελούν περιορισμό της τεχνολογίας, αλλά αναδεικνύουν τη σημασία του σωστού σχεδιασμού και της κατάλληλης εφαρμογής της.
Η οικονομικότερη αντλία θερμότητας δεν είναι απαραίτητα εκείνη με τη χαμηλότερη τιμή αγοράς ούτε εκείνη με το υψηλότερο ονομαστικό COP. Είναι εκείνη που έχει επιλεγεί και ρυθμιστεί ώστε να συνεργάζεται σωστά με τις πραγματικές ανάγκες του κτιρίου.
Σκέφτεστε εγκατάσταση αντλίας θερμότητας;
Πριν από την επιλογή του εξοπλισμού, πρέπει να αξιολογηθούν το κτίριο, το υφιστάμενο σύστημα θέρμανσης και οι πραγματικές ενεργειακές του ανάγκες.
Η αξιολόγηση αυτή επιτρέπει να προσδιοριστεί αν η αντλία θερμότητας αποτελεί κατάλληλη επιλογή για το συγκεκριμένο ακίνητο, ποια χαρακτηριστικά πρέπει να έχει το σύστημα και αν υπάρχουν στοχευμένες παρεμβάσεις που μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση και το αναμενόμενο κόστος λειτουργίας του.
ΕΛΕΓΞΤΕ ΑΝ Η ΑΝΤΛΙΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΤΑΙΡΙΑΖΕΙ ΣΤΟ ΑΚΙΝΗΤΟ ΣΑΣ →
