Σύγκριση Συστημάτων Ψύξης-Θέρμανσης

Τα συστήματα που θα εξετάσουμε είναι:

Ενδοδαπέδιο σύστημα σωληνώσεων νερού συνδεδεμένο σε αντλία

θερμότητας

Μονάδες fan coil συνδεδεμένες με αντλία θερμότητας

Συστήματα Multi Split / VRV

Κεντρικό σύστημα κλιματισμού με αεραγωγούς

Ενδοδαπέδια θέρμανση/δροσισμός με αντλία θερμότητας

Η ενδοδαπέδια θέρμανση βασίζεται στην κυκλοφορία νερού με χαμηλή

θερμοκρασία προσαγωγής (από 30°C - 45°C) σε σωλήνες εγκιβωτισμένους στο

πάτωμα, επιτυγχάνοντας μέγιστη θερμοκρασία δαπέδου 26 - 30°C . Αντίστοιχα,

στη περίπτωση δροσισμού, η θερμοκρασία νερού προσαγωγής είναι 14-18°C

ενώ η θερμοκρασία δαπέδου ~20°C. Βασικό στοιχείο του συστήματος, αποτελεί

η αντλία θερμότητας οι οποία «αντλεί» την ενέργεια από τον εξωτερικό αέρα.

Χαρακτηριστικό τους, ο μεγάλος συντελεστής απόδοσης COP που κυμαίνεται

από 3,5 – 4.5, επιτυγχάνοντας έτσι χαμηλό κόστος λειτουργίας (Δηλαδή για 1KW

ηλεκτρικού ρεύματος που καταναλώνει, μια αντλία θερμότητας με COP 4,

αποδίδει περισσότερα από 4 KW θέρμανσης, ανάλογα και την θερμοκρασία

περιβάλλοντος).

Πρέπει να σημειωθεί επίσης, ότι το σύστημα αυτό μπορεί να προσφέρει και

Ζεστό Νερό Χρήσης με την χρήση δεξαμενής νερού, ενώ μπορεί να συνδυαστεί

και με ηλιακούς συλλέκτες για υποβοήθηση της θέρμανσης (ηλιοθερμία)

προσφέροντας ακόμα μεγαλύτερη οικονομία.

Σχηματική απεικόνιση ενδοδαπέδιας με αντλία θερμότητας

Αναλυτικά τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του συγκεκριμένου

συστήματος:

Πλεονεκτήματα

Ομοιόμορφη κατανομή θερμότητας (πλησιάζει την ιδανική) και σωστή

διαστρωμάτωση της θερμοκρασίας κατά ύψος

Μεγάλη επιφάνεια θέρμανσης που σημαίνει ότι απαιτείται μικρότερη

θερμοκρασία προσαγωγής και συνεπάγεται μικρότερο κόστος λειτουργίας

καθιστώντας την πιο οικονομική συγκριτικά με τις υπόλοιπες μεθόδους

(απαραίτητη η χρήση νυχτερινού τιμολογίου ΔΕΗ)

Αύξηση του ωφέλιμου χώρου από την απουσία των θερμαντικών σωμάτων

Δυνατότητα αυτονομίας σε κάθε δωμάτιο

Υγιεινό περιβάλλον και καθαροί χώροι καθώς λόγω των χαμηλών

θερμοκρασιών δεν δημιουργούνται ρεύματα αέρα ενώ δεν ξεραίνεται η

ατμόσφαιρα. Παράλληλα δεν λερώνουν οι τοίχοι όπως με τα συμβατικά

καλοριφέρ

Το ίδιο σύστημα μπορεί να προσφέρει και δροσισμό το καλοκαίρι ενώ με την

προσθήκη ορισμένων fan coil στους χώρους που απαιτούνται υψηλά ψυκτικά

φορτία, μειώνεται το συνολικό κόστος των μηχανολογικών εγκαταστάσεων

του κτιρίου.

Μικρό κόστος ετήσιας συντήρησης και μεγάλη διάρκεια ζωής της

εγκατάστασης

Προσφέρει και Ζεστό Νερό Χρήσης

Μειονεκτήματα

Μεγάλο κόστος εγκατάστασης, το οποίο αυξάνεται επιπλέον στην περίπτωση

αυτοματισμών (ανεξάρτητες ζώνες κλπ)

Μεγάλη αδράνεια του συστήματος (Η επιθυμητή θερμοκρασία αργεί να

επιτευχθεί από τη στη στιγμή που θα ξεκινήσει η λειτουργία του συστήματος)

Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή στην εγκατάσταση καθώς μπορεί να οδηγήσει

σε ανεπιθύμητα αποτελέσματα (παραμόρφωση δαπέδου κλπ)

Περιορισμοί στην επιλογή ξύλινου δαπέδου (απαιτείται ξύλο με χαμηλό

ποσοστό υγρασίας) ενώ η τοποθέτηση χαλιών πρέπει να έχει προβλεφθεί

πριν την εγκατάσταση ώστε να γίνει σωστή διαστασιολόγηση

Για ψύξη προσφέρει μόνο δροσισμό, γι’αυτό κρίνεται απαραίτητο και ο

συνδυασμός με fan coil (απαραίτητο επίσης και για την αφύγρανση του

χώρου)

Μονάδες fan coil συνδεδεμένες με αντλία θερμότητας

Η βασική αρχή λειτουργίας των fan coil είναι ίδια με αυτή των κλιματιστικών με

την διαφορά ότι στον εναλλάκτη έχουμε κυκλοφορία νερού και όχι φρέον. Το

νερό προσαγωγής για τη θέρμανση είναι 40 - 45°C. Η κατανομή θερμοκρασίας

στο χώρο γίνεται με τη βοήθεια ανεμιστήρα που διαθέτει κάθε στοιχείο σε

αντίθεση με τα απλά σώματα που γίνεται με συναγωγή χωρίς βεβιασμένη ροή.

Ομοίως με την ενδοδαπέδια που περιγράφθηκε παραπάνω, βασικό στοιχείο του

συστήματος είναι η αντλία θερμότητας, χαμηλών θερμοκρασιών Αντίστοιχα το

σύστημα αυτό μπορεί να προσφέρει και Ζεστό Νερό Χρήσης με την χρήση

δεξαμενής νερού, ενώ μπορεί να συνδυαστεί και με ηλιακούς συλλέκτες για

υποβοήθηση της θέρμανσης (ηλιοθερμία) προσφέροντας ακόμα μεγαλύτερη

οικονομία.

Σχηματική απεικόνιση συστήματος fan coil με αντλία θερμότητας

Πλεονεκτήματα

Ικανοποιεί τις απαιτήσεις του χρήστη στην άμεση ζήτηση.

Απόλυτη αυτονομία και έλεγχος σε κάθε δωμάτιο/χώρο

Κατάλληλο τόσο για θέρμανση αλλά και ψύξη

Μικρό κόστος εγκατάστασης και απόκτησης κάθε μονάδας fan coil

Ευκολία εγκατάστασης

Προσφέρονται διάφορες κατασκευαστικές μορφές των τερματικών μονάδων

ανάλογα με τον χώρο και την αρχιτεκτονική ή διακοσμητική άποψη (δαπέδου,

δαπέδου κρυφά, οροφής κτλ.)

Μικρότερο κόστος λειτουργίας σε σχέση με συμβατικές μεθόδους (~35% σε

σχέση με το πετρέλαιο)

Μειονεκτήματα

Η θέρμανση του χώρου γίνεται με αέρα με τις όποιες συνέπειες για την υγεία

του χρήστη (Σκόνες, σωματίδια, κλπ)

Απαιτείται συχνός καθαρισμός και συντήρηση των τερματικών μονάδων

Η βεβιασμένη κυκλοφορία αέρα θεωρείται κατά κανόνα ενοχλητική για τον

άνθρωπο

Μέχρι την επίτευξη θερμοκρασίας που οι μονάδες δεν λειτουργούν στην

χαμηλή στάθμη, είναι αυξημένη η στάθμη θορύβου

Ύπαρξη λεκάνης συμπυκνωμάτων

Συστήματα Multi Split / VRV-VRF

Τα multi split και τα VRV βασίζονται στην ίδια αρχή. Μία εξωτερική μονάδα

(συμπιεστής) η οποία συνδέεται με τις εσωτερικές μονάδες μέσω

χαλκοσωλήνων. Η θέρμανση/ψύξη γίνεται με βεβιασμένη κυκλοφορία αέρα. Η

λειτουργία των multi split και των VRV είναι η ίδια. Οι διαφορές τους είναι: α. Οι

εσωτερικές μονάδες των multi split συνδέονται με ξεχωριστό κύκλωμα

σωληνώσεων η κάθε μία σε αντίθεση με τα VRV που χρησιμοποιείται κοινό

κύκλωμα, β. Τα VRV μπορούν να δουλεύουν ταυτόχρονα με διαφορετικές

ρυθμίσεις το καθένα (δηλ. το ένα να προσδίδει θερμότητα, το άλλο ψύξη) γ. Τα

VRV έχουν δυνατότητα εξαερισμού του χώρου δ. Τα VRV επιτυγχάνουν την

επιθυμητή θερμοκρασία με απόκλιση ±0.5°C ε. Στο σύστημα VRV μπορούν να

συνδεθούν στην εξωτερική μονάδα μέχρι και 30 τερματικές μονάδες ενώ στα

multi split μέχρι 9.

Σχηματική απεικόνιση συστήματος VRV και Multi Split συστήματος

Πλεονεκτήματα

Ικανοποιεί τις απαιτήσεις του χρήστη στην άμεση ζήτηση.

Απόλυτη αυτονομία και έλεγχος σε κάθε δωμάτιο/χώρο

Κατάλληλο τόσο για θέρμανση αλλά και ψύξη

Ευκολία εγκατάστασης

Μικρότερο κόστος λειτουργίας σε σχέση με συμβατικές μεθόδους εφόσον

χρησιμοποιηθεί τεχνολογία inverter (COP ~3.5)

Μειονεκτήματα

Η θέρμανση του χώρου γίνεται με αέρα με τις όποιες συνέπειες για την υγεία

του χρήστη (Σκόνες, σωματίδια, κλπ)

Απαιτείται συχνός καθαρισμός και συντήρηση των τερματικών μονάδων,

ειδικά στην περίπτωση που χρησιμοποιούνται για ψύξη και θέρμανση.

Η βεβιασμένη κυκλοφορία αέρα θεωρείται κατά κανόνα ενοχλητική για τον

άνθρωπο

Μέχρι την επίτευξη θερμοκρασίας που οι μονάδες δεν λειτουργούν στην

χαμηλή στάθμη, είναι αυξημένη η στάθμη θορύβου. Πρέπει να σημειωθεί

όμως ότι τα κλιματιστικά τύπου inverter χαρακτηρίζονται από χαμηλές

στάθμες θορύβου συγκριτικά με τα κλασικά κλιματιστικά.

Μεγάλο κόστος αγοράς των VRV

Ζεστό νερό χρήσης έχουμε μόνο μέσω ηλιακών συλλεκτών ή ηλεκτρικής

αντίστασης

Απαιτείται η χρήση Freon (χλωροφθοράνθρακες)

Κεντρικό σύστημα κλιματισμού με αεραγωγούς

Ένα κεντρικό σύστημα κλιματισμού (στην περίπτωσή μας ημικεντρικός αφού

έχουμε χώρο <500m2) αποτελείται από μία κεντρική εξωτερική μονάδα, το δίκτυο

αεραγωγών, ανεμιστήρα, φίλτρα αέρα και τα στόμια εισαγωγής-εξαγωγής αέρα

στους χώρους. Υπάρχουν διάφορα συστήματα που μπορούν να επιλεχθούν, με

ιδανικές τις λύσεις της αντλίας θερμότητας που περιγράψαμε και παραπάνω ή

μονάδων inverter.

Σχηματική απεικόνιση ημικεντρικού κλιματισμού

Πλεονεκτήματα

Ικανοποιεί τις απαιτήσεις του χρήστη στην άμεση ζήτηση.

Κατάλληλο τόσο για θέρμανση αλλά και ψύξη

Έλεγχος των συντελεστών/παραγόντων που διαμορφώνουν τις συνθήκες του

χώρου (θερμοκρασία, υγρασία, κλπ)

Εξαερισμός-ανανέωση του αέρα των χώρων

Μικρότερο κόστος λειτουργίας σε σχέση με συμβατικές μεθόδους (πετρέλαιο,

κλπ)

Καλύτερος έλεγχος της ροής του αέρα (αποφυγή δημιουργία ρευμάτων)

Μειονεκτήματα

Η θέρμανση του χώρου γίνεται με αέρα με αποτέλεσμα να μη διατηρείται η

επιθυμητή θερμοκρασία μετά την παύση λειτουργίας.

Δυσκολία στην διαστασιολόγηση και την εγκατάσταση των αεραγωγών

Μεγάλο κόστος εγκατάστασης

Αδυναμία ελέγχου και αυτονομίας κάθε χώρου (Απαιτούνται damper τα οποία

αυξάνουν το κόστος και τη δυσκολία εγκατάστασης)

Αυξημένη στάθμη θορύβου στη περίπτωση που δε γίνει σωστή εγκατάσταση

ή υπάρχουν αναγκαστικά απότομες αλλαγές στην κατεύθυνση των

αεραγωγών

Οικονομική Σύγκριση

Τα μεγέθη που αναφέρονται παρακάτω είναι ενδεικτικά. Για λεπτομερή στοιχεία,

απαιτείται σωστή διαστασιολόγηση του χώρου, απωλειών κλπ και σωστή έρευνα

αγοράς. Κόστος Πετρελαίου Θέρμανσης: 1,40 € /lit

Θερμογόνος Ικανότητα: 11,9 kWh/lit Κόστος kWh 0,12 €

Κόστος Υγραερίου: 0,70 € /lit

Θερμογόνος Ικανότητα: 6,61 kWh/lit Κόστος kWh 0,11 €

Κόστος Pellets: 0,20 € /kg

Θερμογόνος Ικανότητα: 4,8 kWh/kg Κόστος kWh 0,04 €

Κόστος Πυρηνόξυλου: 0,08 € /kg

Θερμογόνος Ικανότητα: 4 kWh/kg Κόστος kWh 0,02 €

Κόστος Ηλεκτρικής Ενέργειας: 0,11 € /kWh

1

Κόστος kWh 0,11 € Κόστος Νυχτερινού

Τιμολογίου: 0,045 € /kWh

1

Κόστος kWh 0,045 €

Βαθμοί Απόδοσης Συστημάτων

Τύπος Συστήματος η Λέβητας Πετρελαίου 0,90 Λέβητας Υγραερίου 0,95 Λέβητας Pellets 0,80 Λέβητας Πυρήνα 0,80 Ηλεκτρική Θέρμανση 0,99 Αντλία Θερμότητας 4,20 Κλιματιστικό 3,50

Αποδιδόμενη ενέργεια 10000 kWh ετησίως

Με νυχτερινό τιμ. σε ποσοστό: 30,00%

Τύπος Συστήματος Απαιτούμενη Ενέργεια Κόστος Εξοικονόμηση % Κόστος Εξοικονόμηση %

Λέβητας Πετρελαίου* 11111,11 kWh 1.307,19 € - - - -

Λέβητας Υγραερίου 10526,32 kWh 1.114,74 € 192,45 € 14,72% - -

Λέβητας Pellets 12500,00 kWh 520,83 € 786,36 € 60,16% - -

Λέβητας Πυρήνα 12500,00 kWh 250,00 € 1.057,19 € 80,88% - -

Ηλεκτρική Θέρμανση 10101,01 kWh 1.111,11 € 196,08 € 15,00% 914,14 € 393,05 € 30,07%

Αντλία Θερμότητας 2380,95 kWh 261,90 € 1.045,28 € 79,96% 215,48 € 1.091,71 € 83,52%

Κλιματιστικό 2857,14 kWh 314,29 € 992,90 € 75,96% 258,57 € 1.048,62 € 80,22%

*σύστημα αναφοράς

Κόστος Μετατροπής Απόσβεση

Απόσβεση με Νυχτερινό

(% νυχτ.

Τιμ: 30,00% ) Λέβητας Υγραερίου 3.000,00 €

16 έτη -

Λέβητας Pellets 4.500,00 €

6 έτη - Λέβητας Πυρήνα 4.000,00 €

4 έτη -

Ηλεκτρική Θέρμανση 1.500,00 €

8 έτη 4 έτη Αντλία Θερμότητας 7.000,00 €

7 έτη 6 έτη

Κλιματιστικό 3.000,00 € 3 έτη 3 έτη

Με τη χρήση ενδοδαπέδιας θέρμανσης επιτυγχάνεται επιπλέον οικονομία 10-

20% καθώς η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή όλο το 24ωρο ενώ πρέπει να

σημειωθεί ότι η αντλία θερμότητας μπορεί να πετύχει συντελεστή απόδοσης έως

και 10, ανάλογα τις συνθήκες περιβάλλοντος. Παράλληλα με την χρήση ηλιακών

συλλεκτών για υποβοήθηση θέρμανσης (ηλιοθερμία) και ΖΝΧ επιτυγχάνεται

ακόμα επιπλέον οικονομία στο κόστος λειτουργίας αυξάνοντας όμως σημαντικά

το κόστος εγκατάστασης

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Α.Κλιματιστικά Split Unit

Β. Αντλία θερμότητας αέρος – νερού

Σε μια τυπική μονοκατοικία των 250m² για θέρμανση και ψύξη.

ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ :

Μονοκατοικία 250m² με 5 ενοίκους

Εσωτερική εγκατάσταση ενδοδαπέδιο ή επιτοίχιο σύστημα

Απώλειες θέρμανσης για καλό επίπεδο μονώσεων (90W/m²) : 22.5 kW

Ετήσια απαιτούμενη ενέργεια θέρμανσης (για την περιοχή της Αθήνας) : ~

22.500 kWhth

Παραγωγή ζεστού νερού χρήσης στους 50°C (ΔΤ=40°C) : 5άτομα x 50lt/day x

300days = 75.000lt/year

Aπαίτηση ενέργειας: 3.480 kWh

Φορτίο ψύξης : 20 kW

Ετήσια απαιτούμενη ενέργεια ψύξης (κατά προσέγγιση για περιοχή Αθηνών)

: ~ 7.000kWhth

Για τον προσδιορισμό της κατανάλωσης λαμβάνουμε υπ’όψη τα παρακάτω:

Α.Κλιματιστικά Split Unit

Βαθμός απόδοσης κλιματιστικού COP = 3,5

Άρα για την ετήσια κάλυψη της ενέργειας θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης

απαιτούνται:

22.500kWh / 3.5 +3.480= 10.903 kWh

Απαιτούμενη ηλεκτρική ισχύς ψύξης : 7.000kWth / 3.5 = 2.143 kWhel

Ετήσιο Κόστος Λειτουργίας

Θέρμανση & ΖΝΧ: 10.903 * 0,11 = 1.119€

Ψύξη : 2.143kWh * 0,11€/kWh = 235,73€

Σύνολο : 1.355€

Β.Αντλία Θερμότητας Αέρος - Νερού

Για τον προσδιορισμό της κατανάλωσης λαμβάνουμε υπ΄όψη τα παρακάτω:

Μέση τιμή βαθμού απόδοσης θέρμανσης-ψύξης COP = 4

Μέση τιμή βαθμού απόδοσης για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης COP =

Qth/Qel = 2

Άρα για την ετήσια καλυψη της ενέργειας θέρμανσης και ψύξης :

(22.500+7000)kWhth / 4= 7.375 kWhel

Και για την ετήσια κάλυψη της ενέργειας παραγωγής ζεστού νερού χρήσης

απαιτούνται :

3.480kWth / 2 = 1.740 kWhel

Ετήσιο Κόστος Λειτουργίας

Θέρμανση , ψύξη και ΖΝΧ : (7.375+1.740)*0,11 = 1.003€

Σύνολο : 1.003€ (-35%)

Κόστος αγοράς & εγκατάστασης

Η επιλογή της ενδοδαπέδιας με αντλία θερμότητας (και ορισμένα fan coil για

υποβοήθηση στη ψύξη) αποτελεί την πιο ακριβή λύση. Η απόσβεση όμως γίνεται

σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σε περίπτωση που συνδυαστεί με ηλιακούς

συλλέκτες το κόστος αυξάνεται αλλά η απόσβεση γίνεται αναλογικά σε μικρότερο

χρονικό διάστημα καθώς οι ανάγκες σε θέρμανση καλύπτονται έως 40% από την

ηλιακή ενέργεια. Το κόστος για μια μονοκατοικία 250m2 με αυτονομία ανά

δωμάτιο και επώνυμες μάρκες προϊόντων εκτιμάται στις 30.000€ (χωρίς

ηλιοθερμία).

Η πιο οικονομική λύση θεωρείται το σύστημα multi split με το κόστος αγοράς

εγκατάστασης να εκτιμάται στα 15.000 €