Γράφει ο Μοναχός Γρηγόρης, Μηχανολόγος Μηχανικός Α.Π.Θ. τεχνικός διευθυντής της Αέναος Α.Ε.

Πολύς λόγος γίνεται τα τελευταία χρόνια για τις αντλίες θερμότητας, λίγοι είναι όμως αυτοί που γνωρίζουν τι πραγματικά είναι οι συσκευές αυτές, και ακόμη λιγότεροι αυτοί που γνωρίζουν τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η αγορά και εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας.

Τι είναι όμως η αντλίες θερμότητας και γιατί αποτελούν την πιο συμφέρουσα λύση για τη θέρμανση και την ψύξη της σύγχρονης κατοικίας;

Η τεχνολογία των αντλιών θερμότητας δεν είναι πρόσφατο επίτευγμα. Χρησιμοποιούνται εδώ και αρκετά χρόνια, κυρίως για την θέρμανση και ψύξη μεγάλων επαγγελματικών και βιομηχανικών χώρων.

Οι πρόσφατες εξελίξεις στο σχεδιασμό και την κατασκευή των αντλιών θερμότητας επέτρεψε την μαζική παραγωγή τους σε μικρά μεγέθη, κατάλληλα για οικιακές εφαρμογές και αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο περισσότερος κόσμος μόλις πρόσφατα έμαθε για την ύπαρξη τους.

Αρχή λειτουργίας των αντλιών θερμότητας

Η αρχή λειτουργία των αντλιών θερμότητας είναι ίδια με αυτή που εφαρμόζεται στα κλιματιστικά, τα ψυγεία και όλες γενικά τις κλιματιστικές συσκευές.

Αυτό που κάνουν, είναι να αντιστρέφουν την φυσική ροή κίνησης της ενέργειας (που είναι από τον θερμό χώρο στον ψυχρό) και να μεταφέρουν ενέργεια από έναν ψυχρό χώρο σε έναν θερμότερο (από το περιβάλλον στο σπίτι μας σε λειτουργία θέρμανσης και από το σπίτι μας στο περιβάλλον σε λειτουργία ψύξης).

Το πώς το επιτυγχάνουν αυτό είναι δύσκολο να το κατανοήσει κάποιος που δεν είναι επαγγελματίας της θέρμανσης και της ψύξης. Επιγραμματικά μόνο θα αναφέρουμε ότι η αρχή λειτουργίας των αντλιών θερμότητας βασίζεται στον ψυκτικό κύκλο, όπου ένα ψυκτικό υγρό (που κοινώς αποκαλούμε φρέον) κινείται συνεχώς μεταξύ ενός συμπιεστή που το συμπιέζει και το υγροποιεί και μιας εκτονωτικής βαλβίδας όπου το υγρό εξατμίζεται (και άρα ψύχεται = απορροφά θερμότητα).

Η αντλία θερμότητας καταφέρνει να αντλεί ενέργεια κατά την εξάτμιση του ψυκτικού υγρού (όπου απορροφά ενέργεια το φρέον για να αεριοποιηθεί) και να την αποδίδει κατά την υγροποίηση του ψυκτικού υγρού (όπου το φρέον αποβάλλει ενέργεια για να υγροποιηθεί).

Βαθμός απόδοσης των αντλιών θερμότητας

Ο βαθμός απόδοσης των αντλιών θερμότητας ορίζεται ως ο λόγος

Μεταφερόμενη ενέργεια / Απορροφούμενη ενέργεια

Και μετράται με τον συντελεστή COP για την θέρμανση και EER για την ψύξη.

Οι σύγχρονες αντλίες θερμότητας inverter παρουσιάζουν βαθμούς απόδοσης της τάξης του 3,5 με 4, πράγμα που πρακτικά σημαίνει ότι για κάθε ένα kW ενέργειας που απορροφούν, μεταφέρουν 4.

Ενώ λοιπόν μια απλή ηλεκτρική συσκευή απορροφά 1 kW ηλεκτρικής ενέργειας και αποδίδει 1kW θερμικής ενέργειας στο χώρο, μια αντλία θερμότητας απορροφά 1kW ηλεκτρικής ενέργειας και αποδίδει στο χώρο 4kW θερμικής! Πράγμα που καθιστά τις αντλίες θερμότητας «πρωταθλητές» στην παροχή ενέργειας για τη θέρμανση και την ψύξη της κατοικίας μας.

Οι βαθμοί απόδοσης COP (θέρμανση) και EER (ψύξη) παρουσιάζουν διακυμάνσεις ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος και τη θερμοκρασία του νερού στο οποίο αποδίδουν την ενέργεια.  Δεν είναι δηλαδή σταθεροί συντελεστές, αλλά στιγμιαίοι και αλλάζουν για την ίδια συσκευή ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν.

Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται δύο άλλοι συντελεστές ο SCOP (εποχιακός βαθμός απόδοσης σε θέρμανση) και ο SEER (εποχιακός βαθμός απόδοσης σε ψύξη) οι οποίοι αποτελούν τον μέσο ετήσιο βαθμό απόδοσης που δεν εξαρτάται από τις στιγμιαίες συνθήκες, αλλά είναι ενδεικτικός για τη συμπεριφορά της συσκευής στη διάρκεια ενός έτους.

Αυτούς ακριβώς τους συντελεστές πρέπει να χρησιμοποιούμε όταν θέλουμε να συγκρίνουμε την ενεργειακή απόδοση αντλιών θερμότητας από διαφορετικούς κατασκευαστές.

Τα είδη των αντλιών θερμότητας

Ανάλογα με το από πού απορροφά και που αποβάλλει την ενέργεια, μια αντλία θερμότητας ονομάζεται:

• Αέρος – αέρος (αν αντλεί ενέργεια από τον αέρα και την αποδίδει στον αέρα) = το γνωστό μας κλιματιστικό
• Αέρος – νερού (όπου η αντλία αντλεί ενέργεια από τον αέρα και την αποδίδει σε κύκλωμα νερού) = οικιακές αντλίες θερμότητας
• Νερού – νερού (όπου η αντλία αντλεί ενέργεια από το νερό και την αποδίδει σε κύκλωμα νερού) = γεωθερμικές αντλίες θερμότητας.

Σε οικιακές εφαρμογές, είναι προτιμότερη η επιλογή αντλίας αέρος / νερού ή νερού / νερού, καθώς η απόδοση της θερμότητας μέσα στο σπίτι γίνεται με θερμαντικά σώματα ή ενδοδαπέδια θέρμανση οπότε η θέρμανση του σπιτιού είναι πιο «γλυκιά» σε αντίθεση με τα κλιματιστικά (αντλίες θερμότητας αέρα / αέρα) όπου ο αέρας του χώρου ξηραίνεται και η ποιότητα της θέρμανσης είναι κατώτερη.

Οι αντλίες θερμότητας νερού / νερού παρουσιάζουν αυξημένη ενεργειακή απόδοση, έχουν όμως και σημαντικά μεγαλύτερο κόστος εγκατάστασης, πράγμα που αυξάνει τον χρόνο απόσβεσης της επένδυσης μας.  Η επιλογή τους θα πρέπει να γίνεται με προσοχή και μόνο σε περιοχές με πολύ χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα (< 15οC)

Πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες πηγές ενέργειας:

• Πολύ χαμηλό κόστος λειτουργίας (πλησιάζει αυτό του πέλλετ, χωρίς να συνοδεύεται η χρήση τους από το κουβάλημα και την ταλαιπωρία που συνοδεύει το πέλλετ).
• Αθόρυβη λειτουργία.
• Εγκαθίστανται εύκολα και γρήγορα.
• Δεν απαιτούν ειδικό χώρο λεβητοστασίου
• Δεν απαιτούν δεξαμενή ή άλλο χώρο αποθήκευσης καυσίμου.
• Συνδυάζονται άψογα με συστήματα χαμηλής θερμοκρασίας όπως η ενδοδαπέδια θέρμανση
• Έχουν μηδαμινό κόστος συντήρησης και μεγάλη αξιοπιστία (όπως τα κλιματιστικά).
• Δεν απαιτούν να προπληρώνετε το κόστος αγοράς των καυσίμων.
• Είναι η φιλικότερη προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας.

Συμπεράσματα

Οι ἀντλίες θερμότητας αποτελούν την πλέον σύγχρονη λύση για τη θέρμανση και την ψύξη της κατοικίας του σήμερα, παρέχοντας συνθήκες άνεσης υψηλού επιπέδου με πολύ χαμηλό κόστος ενέργειας.

Ο χρόνος απόσβεσης της επένδυσης σε μια αντλία θερμότητας δεν ξεπερνά τα 5 χρόνια, ενώ από εκεί και μετά απολαμβάνουμε υψηλή ποιότητα θέρμανσης με ελάχιστο κόστος.

Αν λοιπόν μπορείτε να διαθέσετε τα επιπλέον χρήματα που απαιτεί η εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας, η συμβουλή είναι να προχωρήσετε, και να αντικαταστήσετε το πιθανότατα παρωχημένο σύστημα θέρμανσης του σπιτιού σας με το μέσο θέρμανσης του μέλλοντος.