Τρίτη, 18 Δεκεμβρίου 2012

Θέρμανση με αντλίες θερμότητας: λειτουργία, πλεονεκτήματα και κόστος


Οι αντλίες θερμότητας αποτελούν μια λύση θέρμανσης οικιακής και βιομηχανικής κλίμακας που προσελκύει ολοένα και περισσότερο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια.
—Τι  είναι η αντλία θερμότητας
Η αντλία θερμότητας είναι η συσκευή που αντλεί θερμική ενέργεια από μια θερμή δεξαμενή(αναφέρεται ως πηγή) που βρίσκεται σε χαμηλή θερμοκρασία προς μια καταβόθρα (συνήθως αέρας ή νερό) που βρίσκεται σε υψηλότερη θερμοκρασία είτε (α) με την χρήση μηχανικού έργου είτε (β) με την βοήθεια μιας θερμής δεξαμενής πολύ υψηλής θερμοκρασίας.
Η αρχή λειτουργίας της αντλίας θερμότητας πρωτοεφαρμόστηκε ως επί το πλείστον στα συνήθη ψυγεία και καταψύκτες, τα κλιματιστικά και εν συνεχεία σε συσκευές παραγωγής ζεστού νερού χρήσης. Πολλές φορές ταυτίζεται ο όρος Αντλία Θερμότητας με το κλιματιστικό.

Η διαφορά μεταξύ μιας αντλίας θερμότητας και ενός κοινού κλιματιστικού είναι ότι η αντλία θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη λειτουργώντας βάση του ίδιου θερμοδυναμικού κύκλου του οποίου η λειτουργία μπορεί να αντιστραφεί ανάλογα με την ανάγκη (θέρμανση ή ψύξη).
Σε ψυχρά κλίματα είναι μάλιστα σύνηθες να σχεδιάζονται και να κυκλοφορούν στην αγορά αντλίες θερμότητας μόνο για θέρμανση ενώ στα θερμότερα κλίματα είναι σύνηθες η χρήση αυτών των μηχανών τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη.
Στη μηχανή κλιματισμού που απαιτεί μηχανικό έργο (που με τη σειρά του απαιτεί συνήθως κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας) για την συντήρηση του θερμοδυναμικού κύκλου, ο όρος αντλία θερμότητας αναφέρεται σε μηχανές που λειτουργούν με την χρήση συμπιεζόμενου αερίου ως μέσο μεταφοράς της ενέργειας ανάμεσα σε πηγή και καταβόθρα.
Η μηχανή αυτή αποτελείται από κυκλοφορητή, συμπιεστή, βαλβίδα εκτόνωσης και εναλλάκτες θερμότηταςώστε η κατεύθυνση άντλησης της θερμικής ενέργειας να μπορεί να αντιστραφεί.
Για το λόγο αυτό συνήθως παρέχει θέρμανση και ψύξη εσωτερικών χώρων αλλά και ζεστό νερό χρήσης. Οι πιο κοινές πηγές άντλησης θερμότητας για τέτοιες μηχανές είναι ο ατμοσφαιρικός αέρας και το έδαφος. Ανάλογα με την φύση της πηγής και αντίστοιχα της καταβόθρας οι αντλίες θερμότητας διαχωρίζονται σε αέρα-αέρα, αέρα-νερού, εδάφους-αέρα και εδάφους-νερού.
—Πώς λειτουργεί
Ένας ανεμιστήρας ωθεί τον εξωτερικό αέρα στην αντλία θερμότητας όπου συναντά τον εξατμιστή. Αυτός είναι συνδεδεμένος σε ένα κλειστό σύστημα που περιέχει ένα ψυκτικό μέσο που μπορεί να μετατραπεί σε αέριο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Όταν ο εξωτερικός αέρας συναντάται με τον εξατμιστή το ψυκτικό μέσο μετατρέπεται σε αέριο.
Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ένα συμπιεστή, το αέριο φτάνει σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία στην οποία μπορεί να μεταφερθεί στο συμπυκνωτή του συστήματος θέρμανσης του σπιτιού.
Ταυτόχρονα, το ψυκτικό μέσο με τη βοήθεια του συμπυκνωτή επανέρχεται στην υγρή μορφή, έτοιμο να μετατραπεί σε αέριο για άλλη μια φορά και να συλλέξει νέα θερμότητα.
Το καλοκαίρι, το κύκλωμα ψύξης είναι ικανό να λειτουργήσει αντίστροφα ώστε να παρέχει ψύξη για όσο του ζητηθεί.
—Εξοικονόμηση ενέργειας
Η εξοικονόμηση κόστους υπολογίζεται σε 65% σε σύγκριση με το πετρέλαιο θέρμανσης και 40% με το φυσικό αέριο.
Ο καταναλωτής καταναλώνει 1 Kw  ηλεκτρικής ενέργειας για απόδοση 3 έως 5 Kw, ενώ η αντλία θερμότητας γίνεται φθηνότερη αν επιλεγεί το νυχτερινό τιμολόγιο ρεύματος.
—Ενδεικτικό κόστος 
Για την αγορά  μιας αντλίας θερμότητητας  ισχύος 16 Kw  η χαμηλότερη τιμή κυμαίνεται από 5.500 έως 6.500 ευρω ενώ η υψηλότερη  τιμή από  8.500 έως 9.000 ευρώ (χωρίς ΦΠΑ).
Οι ηλεκτρολογικές εργασίες κυμαίνονται από 1000 έως 2000 Ευρώ.
—Πλεονεκτήματα
Οι αντλίες θερμότητας έχουν πολλές χρήσεις (θέρμανση, ψύξη, ζεστό νερό στο σπίτι ή ζεστό νερό για εμπορικές χρήσεις), εξοικονομούν κόστος που απαιτείται για εισαγωγές ορυκτών καυσίμων, ενώ έχουν χαμηλές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Η αρχή λειτουργίας της Αντλίας Θερμότητας είναι η μεταφορά θερμότητας από κάποιο όριο χαμηλής θερμοκρασίας σε ένα υψηλότερο.
Η απαιτούμενη ενέργεια για θέρμανση και ψύξη απορροφάται κατά 70% από το περιβάλλον. Το υπόλοιπο 30% λαμβάνεται με τη μορφή της ηλεκτρικής ενέργειας.