ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑikee.lib.auth.gr/record/309977/files...ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ...

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΑΓΙΣ Μ. ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Παραμετρική ανάλυση των συντελεστών απόδοσης σε θέρμανση και

ψύξη και εκτίμηση των εποχιακών βαθμών απόδοσης για θέρμανση σε

αντλίες θερμότητας εδάφους νερού για τις 4 κλιματικές ζώνες της

Ελλάδας

ΠΑΠΑΜΙΧΟΣ ΟΡΕΣΤΗΣ

ΑΕΜ: 5528

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΠΑΚΩΣΤΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ

ΑΡΜΟΔΙΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ: ΜΟΥΖΕΒΙΡΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ, ΜΗΧ. ΜΗΧ, Msc

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2019

1. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

2. ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

3. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΣ ΤΟΜΕΑΣ

4. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

5. Υπεύθυνος: Αναπληρωτής Καθηγητής Παπακώστας Κωνσταντίνος

6. Αρμόδιος Παρακολούθησης: Μουζεβίρης Γεώργιος

7. Τίτλος εργασίας:

Παραμετρική ανάλυση των συντελεστών απόδοσης σε θέρμανση και ψύξη και εκτίμηση των εποχιακών βαθμών

απόδοσης για θέρμανση σε αντλίες θερμότητας εδάφους νερού για τις 4 κλιματικές ζώνες της Ελλάδας

8. Ονοματεπώνυμο φοιτητή (-ών): Παπαμίχος Ορέστης

9. Αριθμός μητρώου: 5528

10. Θεματική περιοχή: Θέρμανση- Κλιματισμός

11. Ημερομηνία έναρξης: 10/2018

12. Ημερομηνία παράδοσης: 11/2019

13. Αριθμός εργασίας:

14. Περίληψη:

H αυξανόμενη κατανάλωση ενέργειας λόγω της πληθυσμιακής αύξησης και της

οικονομικής ανάπτυξης, σε συνδυασμό με την μείωση των αποθεμάτων των ορυκτών

καυσίμων έχει οδηγήσει στην αναζήτηση εναλλακτικών μεθόδων θέρμανσης με

εκμετάλλευση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Η αντλία θερμότητας αποτελεί μία

από τις πλέον σύγχρονες και φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογία θέρμανσης με

υψηλή αποδοτικότητα, η οποία θεωρείται ότι χρησιμοποιεί ενέργεια από το περιβάλλον.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αρχικά περιγράφονται ο τρόπος λειτουργίας και

τα βασικά χαρακτηριστικά των αντλιών θερμότητας εδάφους-νερού και δίνονται

λειτουργικά διαγράμματα συστημάτων θέρμανσης με αντλίες θερμότητας αυτού του

τύπου. Στη συνέχεια πραγματοποιείται και παρουσιάζεται μία παραμετρική μελέτη των

συντελεστών απόδοσης αντλιών θερμότητας εδάφους-νερού σε θέρμανση (COP) και

ψύξη (EER), σε συσχέτιση με την αποδιδόμενη θερμική και ψυκτική ισχύ τους καθώς

και με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εδάφους και του νερού που προσάγεται

από την αντλία θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης ή από το σύστημα ψύξης προς την

αντλία θερμότητας αντίστοιχα. Η μελέτη έγινε για ένα σύνολο μοντέλων τα οποία

επιλέχθηκαν από 7 κατασκευαστικές εταιρείες.

Στο δεύτερο τμήμα της διπλωματικής εργασίας περιγράφεται η μεθοδολογία για τον

υπολογισμό του εποχιακού βαθμού απόδοσης σε θέρμανση (Seasonal Coefficient of

Performance/SCOP) αντλιών θερμότητας εδάφους-νερού, η οποία περιέχεται στο

ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ 14825:2016. Η μεθοδολογία αυτή εφαρμόστηκε για ένα τυπικό

κτήριο πολυκατοικίας σε τέσσερις αντιπροσωπευτικές πόλεις (Αθήνα, Ηράκλειο,

Θεσσαλονίκη, Φλώρινα) των τεσσάρων κλιματικών ζωνών της Ελλάδας (Α, Β, Γ και Δ)

και υπολογίστηκαν οι εποχιακοί βαθμοί απόδοσης σε θέρμανση ενός δείγματος από τις

αντλίες θερμότητας των 7 εταιρειών. Τα αποτελέσματα της εργασίας παρουσιάζονται

σε διαγράμματα και αναλύονται στα συμπεράσματα.

15. Στοιχεία εργασίας: Αρ. Σελίδων: 135 Αρ. Εικόνων: 49 Αρ. Πινάκων: 68 Αρ. Διαγραμμάτων:26 Αρ. Παραρτημάτων: 2 Αρ. Παραπομπών: 45

16. Λέξεις κλειδιά:

• Αντλίες θερμότητας εδάφους-νερού

• Αβαθής γεωθερμία

• Βαθμός απόδοσης COP

• Βαθμός απόδοσης EER

• Εποχιακός βαθμός απόδοσης σε θέρμανση (SCOP)

17. Σχόλια:

18. Συμπληρωματικές παρατηρήσεις: 19. Βαθμός:

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Το ενεργειακό πρόβλημα είναι σήμερα ένα από τα πλέον σημαντικά θέματα που

απασχολούν την παγκόσμια κοινότητα. Η ενέργεια είναι ένα αγαθό με συνεχώς αυξανόμενη

ζήτηση, ενώ οι επιπτώσεις από τη χρήση της στο περιβάλλον είναι καθοριστικές. Τα κτίρια

κατέχουν ένα πολύ σημαντικό ποσοστό στη συνολική τελική κατανάλωση ενέργειας, ενώ

σημαντικό είναι και το ποσοστό συμμετοχής της θέρμανσης των χώρων στη συνολική

κατανάλωση ενέργειας.

Στις περισσότερες περιπτώσεις τα συστήματα θέρμανσης λειτουργούν με την καύση

ορυκτών καυσίμων (πετρέλαιο, φυσικό αέριο), με αποτέλεσμα την αυξανόμενη εκπομπή

αερίων του θερμοκηπίου, μεταξύ των οποίων και CO2, τα οποία οδηγούν στην υπερθέρμανση

του πλανήτη.

Στο πλαίσιο εφαρμογής συστημάτων θέρμανσης φιλικών προς το περιβάλλον, η αντλία

θερμότητας είναι μία λύση η οποία έχει ολοένα και μεγαλύτερη εφαρμογή και αναμένεται να

εξελιχθεί σε ένα από τα κυρίαρχα συστήματα θέρμανσης.

Οι ΑΘ παρέχουν ενέργεια, της οποία το μεγαλύτερο μέρος προέρχεται από πηγές (έδαφος,

νερό, αέρας, ήλιος) που θεωρούνται ανεξάντλητες και μηδενικού ανθρακικού αποτυπώματος.

Για την λειτουργία τους απαιτούν ηλεκτρικό ρεύμα, ενώ η απόδοση τους, σε σχέση με τις

συσκευές που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα, μπορεί να είναι πολλαπλάσια.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η συγκριτική ανάλυση των

συντελεστών απόδοσης σε θέρμανση (Coefficient of Performance) και ψύξη (Energy

Efficiency Ratio), των ΑΘ εδάφους-νερού που διατίθενται στην Ελλάδα και ο υπολογισμός του

εποχιακού συντελεστή απόδοσης σε λειτουργία θέρμανσης (SCOP) με βάση το ευρωπαϊκό

πρότυπο ΕΝ14825:2016.

Στο πρώτο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας γίνεται μία αναφορά στις Ανανεώσιμες

Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ).

Στο δεύτερο κεφάλαιο αναπτύσσεται η έννοια του όρου της γεωθερμίας και οι δυνατότητες

εκμετάλλευσής της στην Ελλάδα.

Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά, ο τρόπος λειτουργίας

καθώς και οι πηγές και αποδέκτες των ΑΘ.

Στο τέταρτο και πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συστήματα αβαθούς γεωθερμίας (τα

βασικά χαρακτηριστικά τους και οι κατασκευαστικές διαμορφώσεις) και δίνονται λειτουργικά

διαγράμματα συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παρασκευής ζεστού νερού χρήσης ΖΝΧ με

γεωθερμικές ΑΘ νερού/μίγμα νερού αιθυλενογλυκόλης- νερού.

Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από την συσχέτιση των συντελεστών

απόδοσης COP και EER α)με τη θερμική και την ψυκτική ισχύ των ΑΘ εδάφους-νερού και β)

με τη διαφορά της θερμοκρασίας του νερού προσαγωγής από την ΑΘ στο κύκλωμα

θέρμανσης/ψύξης και της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού από τον γεωεναλλάκτη στην

ΑΘ. Οι ΑΘ επιλέχθηκαν από τα τεχνικά εγχειρίδια 7 κατασκευαστικών εταιρειών.

Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μεθοδολογία για τον υπολογισμό του εποχιακού

βαθμού απόδοσης σε θέρμανση (Seasonal Coefficient of Performance/SCOP) η οποία

περιέχεται στο ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ 14825:2016.

Στο όγδοο κεφάλαιο γίνεται η εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθοδολογίας για ένα τυπικό

κτίριο σε τέσσερις αντιπροσωπευτικές πόλεις των τεσσάρων κλιματικών ζωνών της Ελλάδας

(Αθήνα, Ηράκλειο, Θεσσαλονίκη, Φλώρινα), υπολογίζονται οι εποχιακοί βαθμοί απόδοσης

ενός δείγματος από τις αντλίες θερμότητας των 7 εταιρειών και δίνονται τα αποτελέσματα υπό

μορφή διαγραμμάτων.

Στο ένατο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την παραπάνω

μελέτη.

Σε αυτό το σημείο θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους με βοήθησαν τόσο κατά τη

διάρκεια συγγραφής της διπλωματικής εργασίας, όσο και καθ’ όλη τη διάρκεια των σπουδών

μου στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Α.Π.Θ. Αρχικά, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον

Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Παπακώστα Κωνσταντίνο για την ιδέα της διπλωματικής εργασίας

και για τη συνεχή υποστήριξη και καθοδήγηση καθ’ όλη τη διάρκεια εκπόνησής της.

Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον υποψήφιο διδάκτορα του Τμήματος Μηχανολόγων

Μηχανικών κ. Μουζεβίρη Γεώργιο για τις συμβουλές του και τις επισημάνσεις του. Η συμβολή

του ήταν καθοριστική για την εκπόνηση της εργασίας μου.

Ορέστης Παπαμίχος

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

1. Ήπιες μορφές ενέργειας……………………………………………….......................1

2. Γεωθερμία……………………………………………………………………..............4

3. Αντλίες θερμότητας

3.1 Ιστορική αναδρομή…………………………………………………………………..10

3.2 Ορισμός……………………………………………………………………...……….11

3.3 Πλεονεκτήματα-Μειονεκτήματα…………………………………………..………...12

3.4 Αρχή λειτουργίας………………………………………………………………….....13

3.5 Κύρια μέρη συστήματος αντλίας θερμότητας……………………………………….16

3.6 Βαθμός απόδοσης…………………………………………………………………....19

3.7 Πηγές και αποδέκτες θερμότητας…………………………………………………....22

3.7.1 Αέρας…………………………………………………………………………....22

3.7.2 Νερό……………………………………………………………………………..23

3.7.3 Έδαφος…………………………………………………………………………..24

3.7.4 Ήλιος…………………………………………………………………………….25

4. Συστήματα αβαθούς γεωθερμίας

4.1 Συστήματα ανοικτού κύκλου…………………………………………………..….....26

4.2 Συστήματα κλειστού κύκλου………………………………………………………...28

4.3 Συστήματα απευθείας εκτόνωσης…………………………………………………....33

4.4 Υβριδικά συστήματα……………………………………………………………...….34

4.5 Περιγραφή λειτουργίας ενός τυπικού γεωθερμικού συστήματος…………………...36

4.6 Κατασκευαστικές διαμορφώσεις κλειστών γεωθερμικών συστημάτων…………......40

5. Λειτουργικά διαγράμματα γεωθερμικών συστημάτων

5.1 Περιγραφή συσκευών…………………………………………………………….......45

5.2 Λειτουργικά διαγράμματα…………………………………………………………....50

6. Συγκριτική ανάλυση των συντελεστών απόδοσης COP και EER αντλιών

θερμότητας εδάφους-νερού

6.1 Γενικά…………………………………………………………………………..…….58

6.2 Στοιχεία δείγματος…………………………………………………………………...58

6.3 Παρουσίαση αποτελεσμάτων………………………………………………………...60

6.3.1 Συσχέτιση του συντελεστή COP με την θερμική ισχύ ΑΘ…………………….....60

6.3.2 Συσχέτιση του συντελεστή EER με την ψυκτική ισχύ ΑΘ……………..…….…63

6.3.3 Συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης COP με τη διαφορά (ΔΤ) της θερμοκρασίας

προσαγωγής νερού από τον γεωεναλλάκτη από την θερμοκρασία εξόδου του

νερού από την ΑΘ ……………………………………………………………….65

6.3.4 Συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης ΕΕR με την διαφορά (ΔΤ) της θερμοκρασίας

προσαγωγής νερού στον συμπυκνωτή της ΑΘ από την θερμοκρασία εξόδου του

νερού από τον εξατμιστή της ΑΘ ………………………………………………..68

7. Μεθοδολογία για τον υπολογισμό του εποχιακού βαθμού απόδοσης σε θέρμανση

SCOP (ΕΝ 14825:2016)

7.1 Γενικά ……………….……………………………………………………………….71

7.2 Ορισμοί……………………………………………………………..………………..72

7.3 Υπολογισμός της ενεργειακής απόδοσης εποχιακής θέρμανσης χώρου ns……...…..74

7.4 Υπολογισμός του εποχιακού βαθμού απόδοσης SCOP…………………...………....77

7.5 Υπολογισμός των εποχιακών συντελεστών απόδοσης SCOPON και SCOPNET……...79

7.6 Ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου για την λειτουργία θέρμανσης……….…. 80

7.7 Υπολογισμός του συντελεστή απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin…………..……..84

7.8 Διαδικασία υπολογισμού των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOPon και SCOPnet....85

8. Υπολογισμός εποχιακού βαθμού απόδοσης για θέρμανση στις τέσσερις κλιματικές

ζώνες της Ελλάδας σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ14825

8.1 Κλιματικά δεδομένα……………………………………………………………..…...89

8.2 Περιγραφή του κτιρίου……………………………………………………………….90

8.2.1 Συντελεστής θερμικών απωλειών ΗΒ………………………………………......90

8.2.2 Θερμικό φορτίο σχεδιασμού………………………………………….………..91

8.3 Επιλογή ΑΘ νερού/brine-νερού………………….……………….………….……....92

8.4 Υπολογισμός των απαραίτητων μεταβλητών για την εκτίμηση των συντελεστή SCOP

και SCOPon…………………………………………………………………..…….....93

8.4.1 Θερμοκρασιακά δεδομένα bin (σε h) της Αθήνας……………………………....94

8.4.2 Υπολογισμός της θερμοκρασίας προσαγωγής στις ονομαστικές συνθήκες μερικού

φορτίου……………………………………………………………………...…...94

8.4.3 Υπολογισμός της θερμικής ισχύος ΑΘ και του συντελεστή απόδοσης COPd…..95

8.4.4 Υπολογισμός του συντελεστή απόδοσης COPbin της ΑΘ σε λειτουργία μερικού

φορτίου…………………………………………………………………………..96

8.4.5 Υπολογισμός της κατανάλωσης ενέργειας……………………………...…….....97

8.4.6 Υπολογισμός των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOP και SCOPon………........97

8.4.7 Τελικά αποτελέσματα…………………………………………..……………...103

9. Συμπεράσματα………………………………………………………………...........109

Βιβλιογραφία……………………………………………………..………………...113

Παράρτημα Α…………………………………………………...……………..…....116

Παράρτημα Β…………………………………………………………...…………..118

1. Ήπιες μορφές ενέργειας

-ΕΚΣΔ- - 1 -

1. ΗΠΙΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Στις μέρες μας, το μεγαλύτερο ποσοστό της ενεργειακής ζήτησης εξυπηρετείται από μη

ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (πετρέλαιο, φυσικό αέριο, άνθρακας), οι οποίες όμως δεν είναι

ανεξάντλητες. Ακόμη, από τη χρήση ορυκτών καυσίμων απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα

διοξείδιο του άνθρακα (CO2), σωματίδια, αιθάλη και αέριοι ρύποι, όπως το διοξείδιο του θείου

(SO2) και τα οξείδια του αζώτου (NOX) δημιουργώντας καταστροφές στο περιβάλλον, με αιχμή

το γνωστό σε όλους φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Αντίθετα, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), δηλαδή η αιολική ενέργεια, η ηλιακή

ενέργεια, η γεωθερμία, η υδροηλεκτρική ενέργεια, η βιομάζα, το υδρογόνο καθώς και η

ενέργεια κυμάτων αποτελούν σημαντικές και ανεξάντλητες πηγές ενέργειας.

Ο άνθρωπος χρησιμοποίησε κάποιες από τις ΑΠΕ από τα πρώτα στάδια της εξέλιξης του.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η καύση ξύλων και η χρήση ζωικών αποβλήτων

(βιομάζα) για την κάλυψη των αναγκών για θέρμανση, φωτισμό και αργότερα για τη

μεταλλουργία και υαλουργία από την λίθινη ακόμη εποχή. Επίσης, η αιολική ενέργεια βρίσκει

εφαρμογές εδώ και εκατοντάδες χρόνια στην ύδρευση και άρδευση, ενώ αποτέλεσε και την

πρώτη κινητήρια δύναμη για την κίνηση πλοίων και ανεμόμυλων, όπως π.χ. η κατασκευή του

πρώτου ανεμόμυλου με κατακόρυφο άξονα που χρονολογείται από το 644 μ.Χ. στο Ιράν[1].

Ωστόσο, τη σημερινή εποχή οι ΑΠΕ χρησιμοποιούνται με έναν τελείως διαφορετικό και πιο

αποδοτικό τρόπο.

Πιο αναλυτικά, οι διάφορες μορφές ΑΠΕ είναι:

1. Η ηλιακή ενέργεια, η οποία χαρακτηρίζεται ως το σύνολο των διαφόρων μορφών

ενέργειας (θερμότητα, ενέργεια ακτινοβολίας) που προέρχονται από τον ήλιο. Αποτελεί την

πρώτη μορφή ενέργειας που έχει χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο, είναι ανεξάντλητη και

απαραίτητη για οποιαδήποτε φυσική λειτουργία και για την ύπαρξη ζωής στον πλανήτη. Η

ενέργεια που προσφέρει αξιοποιείται μέσω ενεργητικών (ηλιακοί συλλέκτες), παθητικών

(θερμοκήπια, ηλιακοί τοίχοι π.χ. Trompe, ηλιακά αίθρια) και φωτοβολταϊκών ηλιακών

συστημάτων [2].

2. Η αιολική ενέργεια, η οποία χαρακτηρίζεται ως η ενέργεια που παράγεται από την

κίνηση του ανέμου. Χρησιμοποιείται στην εποχή μας για τη μετατροπή της κινητικής

ενέργειας του ανέμου σε ηλεκτρική μέσω των ανεμογεννητριών αλλά και στις θαλάσσιες

μεταφορές. Στην Ελλάδα λόγω των μεγάλων ακτογραμμών και του μεγάλου πλήθους νησιών,

το εκμεταλλεύσιμο αιολικό δυναμικό λόγω των ισχυρών ανέμων εκτιμάται ότι αντιπροσωπεύει

το 13,6 % των ηλεκτρικών αναγκών της χώρας [3].


-ΕΚΣΔ- - 2 -

3. Η βιομάζα, που ορίζεται ως κάθε οργανική ύλη που προέρχεται άμεσα ή έμμεσα από

τον φυτικό κόσμο και αποδίδει θερμότητα είτε με απευθείας καύση, είτε έχοντας υποστεί

πρώτα κάποια επεξεργασία. Η βιομάζα είναι αποτέλεσμα της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας

των φυτικών οργανισμών. Η ξυλεία, τα υπολείμματα των γεωργικών καλλιεργειών (στελέχη,

κλαδιά, φύλλα, άχυρο, κλαδοδέματα κ.λπ.) και τα υπολείμματα επεξεργασίας γεωργικών

προϊόντων (υπολείμματα εκκοκκισμού βαμβακιού, πυρηνόξυλο, πυρήνες φρούτων κ.λπ.)

αποτελούν κάποια παραδείγματα βιομάζας.

4. Η υδροηλεκτρική ενέργεια, η οποία είναι η ενέργεια που αποταμιεύεται ως δυναμική

ενέργεια με τη συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων νερού σε υψομετρική διαφορά και αποδίδεται

ως κινητική μέσω υδατόπτωσης. Αυτό συμβαίνει κυρίως με την χρήση υδροταμιευτήρων ή

φραγμάτων, μετατρέποντας τη δυναμική ενέργεια του νερού σε κινητική μέσω υδατόπτωσης

και στη συνέχεια σε ηλεκτρική ενέργεια με την τοποθέτηση υδροστροβίλων και

ηλεκτρογεννητριών. Όσο μεγαλύτερο είναι το υψόμετρο καθώς και ο όγκος του νερού τόσο

μεγαλύτερη είναι και η ενέργεια που περιέχει.

5. Η γεωθερμία, η οποία χαρακτηρίζεται ως η φυσική θερμική ενέργεια της γης που

διαρρέει από το θερμό εσωτερικό του πλανήτη προς την επιφάνεια. Η μετάδοση θερμότητας

μπορεί να γίνει είτε με αγωγή από το εσωτερικό προς την επιφάνεια είτε μέσω ρευμάτων

μεταφοράς, που περιορίζονται όμως κοντά στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών λόγω

ηφαιστειακών και υδροθερμικών φαινομένων. Ανάλογα με το επίπεδο θερμοκρασίας μπορεί

να χρησιμοποιηθεί για διάφορες εφαρμογές όπως παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θέρμανση

χώρων και θερμοκηπίων καθώς και για θέρμανση ή και ξήρανση ξυλείας και αγροτικών

προϊόντων. Είναι μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας και είναι ανεξάρτητη από τις καιρικές

συνθήκες.

6. Το υδρογόνο (H2), το οποίο είναι το ελαφρύτερο αέριο στη φύση και υπάρχει σε

αφθονία στην γη σε ενώσεις όπως είναι το Η2Ο και οι υγροί και αέριοι υδρογονάνθρακες

(πετρέλαιο, φυσικό αέριο). Το βασικό του πλεονέκτημα είναι ότι κατά την «καύση» του δεν

ρυπαίνει την ατμόσφαιρα, διότι παράγει μόνο θερμότητα και νερό. Το υδρογόνο μπορεί να

παραχθεί από την ηλεκτρόλυση του νερού, δηλ. τη διάσπαση του νερού με χρήση ηλεκτρικού

ρεύματος σε Η2 και Ο2 και μάλιστα με τη χρήση ΑΠΕ. Επομένως, εφόσον θα παράγεται από

το Η2Ο και η χρήση του θα εκλύει Η2Ο, το υδρογόνο θεωρείται πρακτικά ανεξάντλητο.

Εκτιμάται ότι μακροπρόθεσμα το υδρογόνο θα αποτελέσει σημαντικό φορέα ενέργειας,

παράλληλα με τον ηλεκτρισμό, όπου θα υποκαταστήσει τα αέρια και υγρά καύσιμα στη

θέρμανση και τις μεταφορές. Μεσοπρόθεσμα μπορεί να αποτελέσει μέσο αποθήκευσης της

πλεονάζουσας ενέργειας από ΑΠΕ σε κυψέλες καυσίμου.


-ΕΚΣΔ- - 3 -

7. Η κυματική ενέργεια, η οποία είναι η ενέργεια που προκύπτει από την κινητική ενέργεια

των κυμάτων και των ρευμάτων των θαλασσών και των ωκεανών. Αυτή η ενέργεια είναι

εκμεταλλεύσιμη ιδιαίτερα σε περιοχές με υψηλό αιολικό δυναμικό. Τα κύματα είναι μία ισχυρή

πηγή ενέργειας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και

για αφαλάτωση και παραγωγή γλυκού νερού χρήσης.

Η Ελλάδα διαθέτει πολύ υψηλό υδροδυναμικό λόγω του ευνοϊκού παράγοντα της

μορφολογίας του εδάφους της. Ωστόσο, κατέχει το μικρότερο ποσοστό αξιοποίησης του

εκμεταλλεύσιμου υδροδυναμικού στην Ευρώπη και έναν από τους μικρότερους ετήσιους

συντελεστές εκμετάλλευσης της υδροηλεκτρικής ισχύος[4]. Επιπρόσθετα, διαθέτει ένα

αξιόλογο δυναμικό και στις υπόλοιπες ΑΠΕ, γεγονός που μπορεί να προσφέρει μία πραγματική

εναλλακτική λύση για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών. Σύμφωνα με επίσημα στοιχεία

της Eurostat, η συμμετοχή των ΑΠΕ στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα

έφτασε το 24,48%, εντός του 2017, στις μεταφορές το 4%, στις εφαρμογές θέρμανσης/ψύξης

το 26,57%, ενώ στο σύνολο της παραγωγής ενέργειας άγγιξε το 16,95%[5].

2. Γεωθερμία

-ΕΚΣΔ- - 4 -

2. ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ

Όπως αναφέρθηκε, ο όρος γεωθερμία αναφέρεται στην θερμότητα που βρίσκεται

κατανεμημένη, ανάλογα με το βάθος, κάτω από την επιφάνεια της γης και αναδύεται από αυτήν

μέσω κάποιων φυσικών μηχανισμών. Η ενέργεια αυτή προέρχεται από τον πυρήνα της γης,

από τη διάσπαση των ραδιενεργών ισοτόπων του ουρανίου, του καλίου και διάφορων άλλων

στοιχείων και αναδύεται στην επιφάνεια είτε μέσω ηφαιστειακών εκροών, είτε μέσω

ρηγμάτων του υπεδάφους, από όπου αναβλύζουν ατμοί και θερμό νερό. Το νερό ή brine (μίγμα

νερού-αιθυλενογλυκόλης), μέσω του οποίου αναδύεται ένα μέρος της θερμότητας της γης

καλείται γεωθερμικό ρευστό. Μία ένδειξη της διακύμανσης της θερμοκρασίας του εδάφους

από τον πυρήνα της γης μέχρι την επιφάνεια του εδάφους παρουσιάζεται στην εικόνα 2.1.

Εικόνα 2.1: Διακύμανση θερμοκρασίας εδάφους ανάλογα με το βάθος [6]

Η γεωθερμική ενέργεια, ανάλογα με την θερμοκρασία των ρευστών που ανέρχονται προς

την επιφάνεια, χαρακτηρίζεται ως:

• Υψηλής ενθαλπίας, για θερμοκρασίες ρευστών άνω των 150℃, η οποία

χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τη διαδικασία του κύκλου

Rankine.

• Μέσης ενθαλπίας, για θερμοκρασίες ρευστών από 100-150℃, που χρησιμοποιείται για

τη θέρμανση ή και ξήρανση ξυλείας και αγροτικών προϊόντων αλλά και σε μικρές μονάδες

παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.


-ΕΚΣΔ- - 5 -

• Χαμηλής ενθαλπίας, για θερμοκρασίες ρευστών μικρότερες των 100℃, που

χρησιμοποιείται για τη θέρμανση κτηριακών χώρων, για θέρμανση θερμοκηπίων και για την

παραγωγή γλυκού νερού από το θαλασσινό μέσω της διαδικασίας της αντίστροφης ώσμωσης.

Στην ευρεία έννοια του όρου γεωθερμία, εντάσσεται και η θερμική ενέργεια που

προέρχεται από την αποθήκευση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια της

γης και συναντάται με θερμοκρασίες 15÷25℃. Ένας ακόμη μηχανισμός, ασθενέστερος στις

περισσότερες περιπτώσεις, είναι αυτός της μεταφοράς θερμότητας από τα βαθύτερα στρώματα

της γης προς την επιφάνειά της. Σε αυτές τις περιπτώσεις χρησιμοποιείται ο όρος αβαθής

γεωθερμία (earth energy) εφόσον το βάθος εκμετάλλευσης είναι μικρό, περίπου ως 150m από

την επιφάνεια της γης. Η αβαθής γεωθερμία χρησιμοποιείται κυρίως σε συστήματα θέρμανσης,

ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού χρήσης σε κτηριακές εγκαταστάσεις.

Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της αβαθούς γεωθερμίας είναι η σχετική σταθερότητα της

θερμοκρασίας του εδάφους καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, κάτω από ένα ορισμένο βάθος,

λόγω της μεγάλης θερμοχωρητικότητας του εδάφους. Κατά τη θερινή περίοδο, η προσπίπτουσα

ηλιακή ακτινοβολία αποθηκεύεται στο έδαφος ως θερμότητα, ενώ κατά τη διάρκεια της

χειμερινής (ψυχρής) περιόδου αφαιρείται θερμότητα από το έδαφος, σε μικρά βάθη. Ο

μηχανισμός αυτός της αποθήκευσης και αποβολής θερμότητας έχει μεγάλη χρονική διάρκεια

και γίνεται με κάποια χρονική υστέρηση. Σε πολύ μικρά βάθη (έως 2m), παρατηρείται μικρή

χρονική υστέρηση και μία σημαντική διακύμανση της θερμοκρασίας του εδάφους, όσο όμως

μεγαλώνει το βάθος η χρονική υστέρηση μεγαλώνει και η διακύμανση αυτή γίνεται όλο και

μικρότερη ενώ ουσιαστικά μηδενίζεται σε βάθος κάτω από τα 5÷10 m. Έτσι η θερμοκρασία

του υπεδάφους, σε βάθος περίπου 10÷100 μέτρα, παραμένει ουσιαστικά σταθερή περίπου

στους 18÷22℃ ανάλογα με τη γεωγραφική θέση της περιοχής [7]. Σε τέτοια βάθη, η

θερμοκρασία του υπεδάφους της χώρας μας βρίσκεται ανάμεσα στους 18÷20℃. Έπειτα από

έρευνες του Κέντρου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας τα στοιχεία που προέκυψαν για την μέση

θερμοκρασία του υπεδάφους της χώρας μας στα 8 m είναι:

• Κεντρική Ελλάδα: 13÷15℃

• Βόρεια Ελλάδα:12÷14℃

• Νότια Ελλάδα:14÷16℃

• Νησιωτικές περιοχές: 15÷17℃

• Ορεινές περιοχές: κατά 2℃ μικρότερο


-ΕΚΣΔ- - 6 -

Εικόνα 2.2: Αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας α) το χειμώνα και β) το καλοκαίρι

[8]

Στις εφαρμογές, λοιπόν, της αβαθούς γεωθερμίας «εκμεταλλευόμαστε» ακριβώς την

περιοχή αυτή του υπεδάφους που παρουσιάζει σταθερότητα στη διακύμανση των

θερμοκρασιών ως πηγή θερμότητας ή ως περιοχή για την απόρριψη θερμότητας.

Η αβαθής γεωθερμία αποτελεί μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, που είναι διαθέσιμη και

εκμεταλλεύσιμη παντού. Για την εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμίας χρησιμοποιούνται

συστήματα τα οποία είναι συζεύξεις διατάξεων και συσκευών και αποτελούνται από τρία

βασικά τμήματα:

α) τον γεωθερμικό εναλλάκτη, μέσω του οποίου είναι δυνατή η απορρόφηση θερμότητας

από το υπέδαφος στη διάρκεια του χειμώνα (λειτουργία σε θέρμανση) ή η απόρριψη

θερμότητας στο υπέδαφος στη διάρκεια του καλοκαιριού (λειτουργία σε ψύξη),

β) τη γεωθερμική αντλία θερμότητας, για την μετάδοση θερμότητας από τους

γεωεναλλάκτες προς το κτίριο και

γ) το σύστημα θέρμανσης και ψύξης του κτιρίου, με πιο συνηθισμένα το ενδοδαπέδιο

σύστημα ή το σύστημα με fan-coils.

Μία γενικευμένη περιγραφή της λειτουργίας του συστήματος αυτού είναι ότι κατά τη

διάρκεια του χειμώνα το ρευστό που ρέει στον γεωεναλλάκτη απορροφά την θερμότητα που

βρίσκεται αποθηκευμένη στο υπέδαφος και την μεταφέρει στην αντλία θερμότητας, η οποία με

την σειρά της μεταφέρει την θερμότητα μέσα στο κτίριο. Αντίστοιχα, κατά τη θερινή

λειτουργία η θερμότητα που εισέρχεται ή παράγεται στο κτίριο απάγεται και μεταφέρεται μέσω

της αντλίας θερμότητας στον γεωεναλλάκτη ο οποίος αποθέτει αυτή τη θερμότητα στο

υπέδαφος. Μια σχηματική αναπαράσταση ενός τυπικού γεωθερμικού συστήματος

απεικονίζεται στην εικόνα 2.3.


-ΕΚΣΔ- - 7 -

Εικόνα 2.3: Σχηματική απεικόνιση γεωθερμικού συστήματος

Η εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμίας με γεωθερμικά συστήματα παρουσιάζει κάποια

σημαντικά οφέλη:

• Είναι διαθέσιμη παντού και είναι αρκετά εύκολη η αξιοποίηση της

• Πλεονεκτεί έναντι χρήσης συμβατικών συστημάτων διότι παράγεται ενέργεια σε

χαμηλό κόστος

• Έχει αθόρυβη λειτουργία

• Απαιτείται μικρότερος χώρος εγκατάστασης

• Έχει μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης από τα συμβατικά συστήματα

• Μειώνεται η ενεργειακή εξάρτηση μιας χώρας, λόγω μείωσης των εισαγωγών ορυκτών

καυσίμων

• Η έκταση γης που απαιτείται για την αξιοποίηση της είναι αρκετά μικρότερη από αυτή

που απαιτούν άλλες μορφές ενέργειας, όπως παρουσιάζεται στον πίνακα 2.1.

Πίνακας 2.1: Απαιτήσεις σε έκταση γης για τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρικής

ενέργειας [9]

Μορφή ενέργειας Απαιτούμενη Έκταση Γης σε m2/παραγόμενη GWH

Άνθρακας 3640

Βιοαέριο 3600

Ηλιακά-Θερμικά 3560

Φωτοβολταϊκά 3237

Αιολική 1335

Γεωθερμία 404


-ΕΚΣΔ- - 8 -

Ωστόσο, το πρόβλημα για την εκμετάλλευση της γεωθερμικής ενέργειας εστιάζεται κυρίως

στο αρχικό κόστος για την εγκατάσταση της απαιτούμενης διάταξης για την άντληση και

απόρριψη θερμότητας από το έδαφος.

Η Ελλάδα λόγω κατάλληλων γεωλογικών συνθηκών, έχει πλούσιο γεωθερμικό δυναμικό,

κυρίως στον τομέα της αβαθούς γεωθερμίας. H μέση τιμή της θερμοκρασίας του υπεδάφους σε

βάθος μεγαλύτερο των 2 m κυμαίνεται μεταξύ 14℃ έως 18℃. Για την χαρτογράφηση του

γεωθερμικού δυναμικού της χώρας σε μία έγκυρη βάση δεδομένων, η Ε.Ε. χρηματοδότησε το

Ευρωπαϊκό πρόγραμμα Thermomap [10], το οποίο δίνει έμφαση στην αβαθή γεωθερμική

ενέργεια (μέχρι βάθος 10 m από την επιφάνεια του εδάφους). Μέσω της εφαρμογής

MapViewer, δημιουργήθηκε ένας ευρωπαϊκός διαδραστικός χάρτης από τον οποίο μπορούν να

ληφθούν πληροφορίες για το αβαθές γεωθερμικό δυναμικό μίας περιοχής/χώρας. Στις εικόνες

2.4 και 2.5 δίνεται μία εκτίμηση του ρηχού γεωθερμικού δυναμικού της Ευρώπης και της

Ελλάδας αντίστοιχα.

Εικόνα 2.4:Εκτίμηση ρηχού γεωθερμικού δυναμικού Ευρώπης [10]

Εικόνα 2.5: Εκτίμηση ρηχού γεωθερμικού δυναμικού Ελλάδας [10]


-ΕΚΣΔ- - 9 -

Στους χάρτες αυτούς διακρίνεται η καταλληλόλητα των βόρειων ευρωπαϊκών χωρών για

την εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμίας, όπου η θερμική αγωγιμότητα ξεπερνάει στις

εμφανιζόμενες κόκκινες περιοχές του χάρτη τα 1,2 W/mK. Σε ότι αφορά τον ελλαδικό χώρο

παρατηρείται ότι η γεωθερμική ροή είναι σε πολλές περιοχές εντονότερη από την μέση γήινη,

καθώς η θερμική αγωγιμότητα σχεδόν σε όλη τη χώρα κυμαίνεται από 1-1,1 W/mK ενώ σε

κάποιες περιοχές όπως είναι η Καβάλα και το Μέτσοβο ξεπερνάει τα 1,2 W/mK. Προσπάθειες

για την εκμετάλλευση της αβαθούς γεωθερμίας έχουν γίνει στη Μήλο και στη Νίσυρο όπου

έχουν βρεθεί σπουδαία γεωθερμικά πεδία υψηλής ενθαλπίας, όμως δυστυχώς η προσπάθεια για

την αξιοποίησή τους δεν έχει ακόμη ευδοκιμήσει. Επιπρόσθετα, μεγάλες δυνατότητες

υπάρχουν σε πολλά μεγάλα νησιά του Κεντρικού και Βόρειου Αιγαίου και σε λεκάνες της

Βόρειας Ελλάδας, όπου έχουν βρεθεί γεωθερμικά πεδία μέσης ενθαλπίας [11]. Παρόλα αυτά,

σήμερα αξιοποιούνται μόνο τα γεωθερμικά πεδία χαμηλής ενθαλπίας, με τα περισσότερα από

αυτά να βρίσκονται στο βόρειο μέρος της χώρας και σε νησιά του ανατολικού Αιγαίου [12].


-ΕΚΣΔ- - 10 -

3. ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

3.1 Ιστορική αναδρομή

Η ιστορική εξέλιξη των αντλιών θερμότητας βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην επινόηση

και εξέλιξη των ψυκτικών μηχανών. Σύμφωνα με ιστορικά δεδομένα, το 1748 μπορεί να

θεωρηθεί ως “επιστημονική αρχή” της αντλίας θερμότητας όπου ο William Cullen απέδειξε

την δυνατότητα τεχνητής ψύξης.

Το 1824, ο Nicolas Leonard Sandi Carnot, που είναι γνωστός και ως «Ο πατέρας της

θερμοδυναμικής», ανέπτυξε την θεωρητική θεμελίωση των ψυκτικών μηχανών. Μελετώντας

τη λειτουργία της ατμομηχανής κατέληξε στο συμπέρασμα πως όλη η διαδικασία που αφορά

την μετατροπή της θερμότητας σε ισχύ είναι δυνατόν να αντιστραφεί. Λίγα χρόνια αργότερα,

ο Αμερικανός εφευρέτης, J.Perkins, ανέπτυξε την πρώτη ψυκτική μηχανή, η οποία

περιλάμβανε όλα τα στοιχεία που εμπεριέχουν μέχρι και οι σημερινές, σύγχρονες αντλίες

θερμότητας. Ουσιαστικά αποτελούνταν από έναν συμπιεστή, ένα στοιχείο μείωσης πίεσης, ένα

στοιχείο απορρόφησης θερμότητας (εξατμιστής) και ένα στοιχείο μεταφοράς θερμότητας. Ως

μέσο μεταφοράς θερμότητας χρησιμοποίησε τον αιθέρα.

Το 1852, ο William Tomson Kelvin, θεωρείται αυτός ο οποίος ανακάλυψε ότι μία ψυκτική

μηχανή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση, αντλώντας θερμότητα από το περιβάλλον.

Το 1859, ο Γάλλος μηχανικός, Ferdinand Philippe Edouard Carré, ανακάλυψε ότι

μπορούσε να χρησιμοποιήσει την αμμωνία (NH3) ως ψυκτικό μέσο για την λειτουργία μίας

ψυκτικής μηχανής. Το γεγονός αυτό οδήγησε στην δημιουργία μιας πιο ασφαλούς ψυκτικής

μηχανής, διότι και ο αιθέρας είναι ιδιαίτερα εύφλεκτος.

Στα μέσα περίπου του 19ου αιώνα, o Αμερικανός εφευρέτης Robert C.Webber,

κατασκεύασε την πρώτη αντλία θερμότητας (ΑΘ) με πηγή το έδαφος χρησιμοποιώντας freon

ως ψυκτικό μέσο για αυξημένη απόδοση. Κατά την διάρκεια πειραμάτων με έναν καταψύκτη,

διαπίστωσε ότι στην έξοδο των σωλήνων του συστήματος αναπτύσσονταν υψηλές

θερμοκρασίες. Το γεγονός αυτό τον βοήθησε στην ανάπτυξη βασικών στοιχείων της αντλίας

θερμότητας. Αρχικά κατασκεύασε έναν εναλλάκτη θερμότητας, συνδέοντας τις σωληνώσεις

που εξέρχονται από έναν καταψύκτη με ένα θερμοδοχείο. Στη συνέχεια, σύνδεσε το

θερμοδοχείο αυτό με ένα δίκτυο σωληνώσεων, μέσα στο οποίο κυκλοφορούσε ζεστό νερό και

τοποθετώντας έναν μικρό ανεμιστήρα στο δίκτυο σωληνώσεων, ξεκίνησε να εισάγει ζεστό

αέρα μέσα στο κτίριο [13].

Από το 1950 και μετά, πραγματοποιήθηκαν αρκετές βελτιώσεις στο σχεδιασμό και τα

συστήματα ελέγχου των ΑΘ και έτσι άρχισαν σταδιακά να εισέρχονται στην αγορά. Με την

πετρελαϊκή κρίση στη δεκαετία του 1970, το ενδιαφέρον για την θέρμανση των κτιρίων

στράφηκε σε εναλλακτικές μεθόδους. Το γεγονός αυτό οδήγησε στην ευρεία εγκατάσταση

αντλιών θερμότητας με τις περισσότερες εγκαταστάσεις να γίνονται στην Γερμανία. Παρόλα


-ΕΚΣΔ- - 11 -

αυτά, με την είσοδο στην δεκαετία του 1980 και την πτώση των τιμών του πετρελαίου η λύση

των αντλιών θερμότητας έπαψε να είναι τόσο ελκυστική και έτσι η ζήτηση περιορίστηκε.

Με την είσοδο στον 21ο αιώνα, έχει γίνει επιτακτική η ανάγκη χρήσης μεθόδων φιλικών

προς το περιβάλλον με σκοπό την μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων. Έτσι περίπου από το 2005

και μετά οι αντλίες θερμότητας έχουν καθιερωθεί στην αγορά και θεωρούνται ως μία πολλά

υποσχόμενη τεχνολογία για θέρμανση και ψύξη σε κτίρια, διότι μολονότι απαιτούν για τη

λειτουργία τους ηλεκτρική ενέργεια με μεγάλο κόστος και υψηλό ανθρακικό αποτύπωμα, η

περισσότερη ενέργεια που παρέχουν μπορεί να αντληθεί από ανανεώσιμες πηγές του

περιβάλλοντος που θεωρούνται ανεξάντλητες και μηδενικού ανθρακικού αποτυπώματος.

Επιπλέον έχουν αυξημένη απόδοση σε σχέση με συσκευές που χρησιμοποιούν ορυκτά

καύσιμα.

3.2 Ορισμός

Αντλία θερμότητας (ΑΘ) καλείται η μηχανολογική διάταξη που επιτρέπει την μεταφορά

θερμικής ενέργειας από ένα χώρο χαμηλής θερμοκρασίας σε ένα χώρο υψηλότερης

θερμοκρασίας. Όπως γίνεται φανερό από τον παραπάνω ορισμό, ο σχεδιασμός των ΑΘ

βασίζεται στην μεταφορά θερμικής ενέργειας με φορά αντίθετη από την φυσική της ροή. Για

να επιτευχθεί αυτό απαιτείται η κατανάλωση έργου, το οποίο ως επί το πλείστον είναι

ηλεκτρική ενέργεια, ενώ είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν και υγρά ή αέρια καύσιμα σε

μηχανές εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ).

Η δυνατότητά της να «αντλεί» θερμότητα από μια πηγή χαμηλής θερμοκρασίας και να την

μεταφέρει σε έναν αποδέκτη υψηλότερης θερμοκρασίας είναι που της προσδίδει και την

ονομασία της. Πιο συγκεκριμένα, στην περίπτωση θέρμανσης ενός χώρου σε θερμοκρασία

υψηλότερη του περιβάλλοντος, ορίζεται ως σύστημα υψηλής θερμοκρασίας ο θερμαινόμενος

χώρος και ως σύστημα χαμηλής θερμοκρασίας το περιβάλλον. Αντίστοιχα, για την διαδικασία

της ψύξης ενός χώρου σε θερμοκρασία μικρότερη του περιβάλλοντος, χαρακτηρίζεται ως

σύστημα υψηλής θερμοκρασίας το περιβάλλον και ως σύστημα χαμηλής θερμοκρασίας ο

ψυχόμενος χώρος.

Ουσιαστικά λοιπόν σε εφαρμογές θέρμανσης, η ΑΘ απορροφά θερμική ενέργεια από το

περιβάλλον και την μεταφέρει στο θερμαινόμενο χώρο, ενώ αντίστοιχα σε εφαρμογές ψύξης,

η ΑΘ απορροφά θερμότητα από τον χώρο και την μεταφέρει στο περιβάλλον. Ένα βασικό

κριτήριο κατηγοριοποίησης των ΑΘ είναι το μέσο που χρησιμοποιούν για να μεταφέρουν την

θέρμανση ή την ψύξη και την πηγή που χρησιμοποιούν για να αντλήσουν ενέργεια από το

περιβάλλον, δηλαδή είτε από τον αέρα, είτε από το νερό (π.χ. ποτάμια, λίμνες) είτε από το

έδαφος.


-ΕΚΣΔ- - 12 -

Κατά τη λειτουργία της ΑΘ η θερμότητα που μεταφέρεται στον αποδέκτη περιλαμβάνει

την θερμότητα που αντλείται από την πηγή χαμηλής θερμοκρασίας και την ηλεκτρική ενέργεια

που καταναλώνεται για την λειτουργία του συμπιεστή.

Η ΑΘ είναι μία διάταξη, η οποία καταναλώνει ένα μικρό ποσό ενέργειας προκειμένου να

μεταφέρει στον αποδέκτη πολλαπλάσια ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση και

ψύξη κτιρίων.

3.3 Πλεονεκτήματα-Μειονεκτήματα

Η εγκατάσταση και χρήση γεωθερμικών συστημάτων με αντλίες θερμότητας

παρουσιάζουν ορισμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα έναντι των λοιπών συμβατικών

συστημάτων.

Μερικά από τα πλεονεκτήματα είναι:

• Η γεωθερμική ενέργεια είναι διαθέσιμη 24 ώρες τη μέρα, 365 μέρες το χρόνο.

• Μικρότερη δέσμευση χώρου καθώς δεν χρησιμοποιείται δεξαμενή αποθήκευσης

καυσίμου και καπνοδόχος.

• Μεγαλύτερες αποδόσεις σε σύγκριση με τα συστήματα θέρμανσης που χρησιμοποιούν

ορυκτά καύσιμα.

• Κατατάσσονται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και συμβάλλουν στην προστασία

του περιβάλλοντος από εκπομπές ρύπων.

• Αντλείται δωρεάν ενέργεια από το υπέδαφος, ανεξαρτήτως των καιρικών συνθηκών.

• Ανήκουν στα ασφαλέστερα συστήματα θέρμανσης, διότι δεν εκπέμπουν ρύπους και δεν

υπάρχει καύση.

• Μπορούν να συνδυαστούν εύκολα, ακόμη και σε παλιά κτίρια με το ήδη υπάρχον

σύστημα θέρμανσης με λέβητα ή και με άλλες ανανεώσιμες πηγές, όπως για παράδειγμα τα

ηλιοθερμικά συστήματα ή τους λέβητες βιομάζας.

• Οι γεωθερμικοί εναλλάκτες έχουν πολύ μεγάλο χρόνο ζωής.

• Χαμηλότερο κόστος συντήρησης του εξοπλισμού.

Ορισμένα μειονεκτήματα των συστημάτων αντλιών θερμότητας αποτελούν:

• Το κόστος αγοράς και εγκατάστασης είναι αρκετά υψηλότερο συγκριτικά με άλλα

συστήματα θέρμανσης.

• Σε περιπτώσεις μεγάλων θερμοκρασιακών διαφορών μεταξύ πηγής και αποδέκτη η

απόδοση των ΑΘ μειώνεται. Αυτό συμβαίνει κατά κύριο λόγο σε ακραίες καιρικές συνθήκες

και επηρεάζει σε μεγαλύτερο βαθμό τις αντλίες που χρησιμοποιούν ως πηγή ή αποδέκτη

θερμότητας τον αέρα. Βέβαια, στις περισσότερες περιοχές στον Ελλαδικό χώρο δεν

εμφανίζονται ακραίες θερμοκρασίες καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, οπότε οι αντλίες

θερμότητας λειτουργούν με έναν καλό βαθμό απόδοσης.

• Σε κλειστά συστήματα υπάρχει δυσκολία επισκευής σε περίπτωση διαρροής.

• Για συστήματα ανοιχτού κυκλώματος απαιτείται μεγάλη παροχή καθαρού νερού.


-ΕΚΣΔ- - 13 -

Έτσι, γίνεται αντιληπτό ότι οι ΑΘ είναι σχεδιασμένες για να ανταποκρίνονται με όσο το

δυνατόν καλύτερο τρόπο στις πολλαπλές ανάγκες μιας σύγχρονης ή και ήδη υπάρχουσας

κατοικίας. Το γεγονός αυτό βάζει τις βάσεις για να εξελιχθούν σε ένα από τα κυρίαρχα

συστήματα στο άμεσο μέλλον σε ότι αφορά την θέρμανση, ψύξη και παραγωγή ζεστού νερού

χρήσης στα κτίρια.

3.4 Αρχή λειτουργίας

Η αρχή λειτουργίας μίας ΑΘ βασίζεται στον θεωρητικό κύκλο της μηχανής Carnot (εικόνα

3.1-α). Για την λειτουργία μίας μηχανής Carnot απαιτούνται δύο θερμοδοχεία, ένα χαμηλής

(TC) και ένα υψηλής θερμοκρασίας (ΤΗ). Αποτέλεσμα από την διαδικασία λειτουργίας είναι η

παραγωγή μηχανικού έργου με την πρόσδοση θερμότητας.

Η λειτουργία μίας ΑΘ αποτυπώνεται με την αντιστροφή του κύκλου Carnot, κατά την

οποία, με την κατανάλωση μηχανικού έργου δίνεται η δυνατότητα για πρόσδοση/απαγωγή

θερμότητας (εικόνα 3.1-β). Όπως έχει γίνει ήδη αντιληπτό, η αντλία θερμότητας δεν παράγει

θερμότητα, παρά μόνο την μεταφέρει. Η άντληση θερμότητας από την πηγή χαμηλής

θερμοκρασίας στον αποδέκτη υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να γίνει με διάφορους

θερμοδυναμικούς κύκλους, με πιο διαδεδομένους αυτόν της συμπίεσης ατμών και τον κύκλο

απορρόφησης.

Εικόνα 3.1: Αρχή λειτουργίας α) κύκλου Carnot και β) αντλίας θερμότητας

Στις κτιριακές και ιδιαίτερα στις οικιακές εφαρμογές, η πλειονότητα των ΑΘ λειτουργεί

με ηλεκτροκίνητους συμπιεστές. Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα ψυκτικά ρευστά έχουν πολύ

χαμηλή θερμοκρασία ζέσεως (από -25οC μέχρι -40οC σε ατμοσφαιρική πίεση).

Ο θερμοδυναμικός κύκλος συμπίεσης των ΑΘ αποτελείται από τέσσερα στάδια (εικόνα

3.2) [14]:

1. την εξάτμιση, όπου το ψυκτικό ρευστό αντλώντας θερμότητα από την πηγή χαμηλής

θερμοκρασίας Το, εξατμίζεται υπό χαμηλή πίεση po.

2. τη συμπίεση, κατά την οποία ο ατμός του ψυκτικού ρευστού συμπιέζεται σε υψηλότερη

πίεση p αυξάνοντας παράλληλα και τη θερμοκρασία.


-ΕΚΣΔ- - 14 -

3. τη συμπύκνωση, όπου ο ατμός του ψυκτικού ρευστού που βρίσκεται σε υψηλή πίεση

p συμπυκνώνεται υπό υψηλή θερμοκρασία Τ με αποτέλεσμα την έκλυση θερμότητας.

4. την εκτόνωση, όπου το υγρό ψυκτικό ρευστό εκτονώνεται απότομα από την υψηλή p

στη χαμηλή πίεση pο, με αποτέλεσμα την απότομη πτώση της θερμοκρασίας.

Εικόνα 3.2: Σχηματική απεικόνιση λειτουργίας αντλίας θερμότητας [14]

Η αρχή λειτουργίας μίας αντλίας θερμότητας μπορεί να αποτυπωθεί και σε ένα

λογαριθμικό διάγραμμα p-h. Μία σχηματική αναπαράσταση ενός λογαριθμικού διαγράμματος

p-h αποτυπώνεται στην εικόνα 3.3.

Εικόνα 3.3: Απεικόνιση του θερμοδυναμικού κύκλου συμπίεσης ατμών μιας ΑΘ σε

λογαριθμικό διάγραμμα p-h [14]

Όπως αποτυπώνεται στην Εικόνα 3.3 πραγματοποιούνται έξι διεργασίες:

I. Εξάτμιση ΙΙ. Συμπίεση III. Συμπύκνωση IV. Εκτόνωση V. Υπερθέρμανση

VI. Υπόψυξη


-ΕΚΣΔ- - 15 -

Κατά την διαδικασία λειτουργίας λαμβάνουν χώρα οι παρακάτω μεταβολές:

1-2: Ισεντροπική συμπίεση με κατανάλωση μηχανικού έργου W, το οποίο μετατρέπεται

σε θερμότητα αυξάνοντας την ενθαλπία του ψυκτικού ρευστού.

2-2΄: Ψύξη του υπέρθερμου ατμού του ψυκτικού ρευστού έως τη γραμμή συμπύκνωσης.

2΄-3΄:Ψύξη του υπέρθερμου ατμού του ψυκτικού ρευστού υπό σταθερή πίεση στον

συμπυκνωτή.

3΄-3: Υπόψυξη του ψυκτικού ρευστού που βρίσκεται σε κατάσταση κορεσμού

προκειμένου να φτάσει σε κατάσταση υπόψυκτου υγρού.

3-4: Εκτόνωση του υγρού ψυκτικού, υπό σταθερή ενθαλπία, στην εκτονωτική βαλβίδα

προκειμένου να φθάσει στην κατάσταση υγρού ατμού.

4-1΄΄: Εξάτμιση του υγρού ατμού, απορροφώντας θερμότητα, υπό σταθερή πίεση και

θερμοκρασία.

1΄΄-1΄: Υπερθέρμανση υπό σταθερή πίεση με σκοπό την αποφυγή σχηματισμού σταγόνων

υγρού ψυκτικού μέσου μέσα στον συμπιεστή.

1΄-1: Υπερθέρμανση στη γραμμή αναρρόφησης.

Στο λογαριθμικό διάγραμμα μπορεί να αποτυπωθεί η σημασία της υπερθέρμανσης, της

υπόψυξης καθώς και της θερμοκρασίας εξόδου του ψυκτικού ρευστού από τον συμπιεστή,

καθώς πολύ υψηλή θερμοκρασία εξόδου μπορεί να οδηγήσει είτε σε πάρα πολύ χαμηλές

θερμοκρασίες εξάτμισης, είτε σε έλλειψη ψυκτικού ρευστού ή ακόμα και στην φθορά του

συμπιεστή. Αντίστοιχα, ανεπαρκής υπερθέρμανση οδηγεί σε εισαγωγή υγρού στον συμπιεστή,

μειώνοντας τον συντελεστή ενεργειακής απόδοσης COP ή την εμφάνιση βλάβης στον

συμπιεστή, ενώ σε περιπτώσεις πολύ μικρής υπόψυξης υπάρχει έλλειψη ψυκτικού ρευστού

οδηγώντας σε χαμηλότερο συντελεστή απόδοσης COP. Επιπρόσθετα, στο λογαριθμικό

διάγραμμα παρουσιάζονται τα ποσά ενέργειας που μεταφέρονται κατά την διάρκεια των

επιμέρους διεργασιών ως διαφορές ενθαλπίας με την μορφή ευθύγραμμων τμημάτων. Πιο

συγκεκριμένα[14]:

h2-h1: Κατανάλωση ενέργειας στον συμπιεστή σε kJ/kg.

h2-h3: Θερμότητα που εκλύεται από το ψυκτικό ρευστό στον συμπυκνωτή σε kJ/kg.

h1-h4: Θερμότητα που προσλαμβάνει το ψυκτικό ρευστό στον εξατμιστή σε kJ/kg.


-ΕΚΣΔ- - 16 -

3.5 Κύρια μέρη συστήματος αντλίας θερμότητας

Για τη λειτουργία μίας ΑΘ όπως περιγράφηκε παραπάνω, απαιτούνται κάποια βασικά

λειτουργικά μέρη, τα οποία για μία ΑΘ εδάφους-νερού απεικονίζονται στην εικόνα 3.4.

Εικόνα 3.4: Απεικόνιση λειτουργίας ΑΘ εδάφους-νερού[14]

Το ψυκτικό ρευστό είναι το μέσο με το οποίο επιτυγχάνεται το επιθυμητό αποτέλεσμα

στις ΑΘ. Είναι το ρευστό που κυκλοφορεί σε όλο το σύστημα και απορροφά θερμότητα μέσω

της εξάτμισης σε χαμηλή πίεση και θερμοκρασία στον εξατμιστή, και εκλύει θερμότητα μέσω

της συμπύκνωσης σε υψηλή πίεση και θερμοκρασία στον συμπυκνωτή. Η διαδικασία αυτή

πραγματοποιείται μέσω του μετασχηματισμού του ψυκτικού ρευστού από υγρό σε αέριο στον

εξατμιστή και αντίστροφα, από αέριο σε υγρό, στον συμπυκνωτή. Τα ψυκτικά ρευστά

ταξινομούνται ανάλογα με την χημική σύσταση των μορίων τους σε κάποιες κατηγορίες, όπως

παρουσιάζεται στον πίνακα 3.1. Ένα τυπικό χαρακτηριστικό ψυκτικό ρευστό που

χρησιμοποιείται στις αντλίες θερμότητας είναι το R407C, το σημείο βρασμού του οποίου σε

ατμοσφαιρική πίεση είναι -43,9οC. Για να είναι ιδανικό ένα ψυκτικό ρευστό για μία εφαρμογή

πρέπει να έχει καλές θερμοδυναμικές ιδιότητες, δηλαδή μικρό ειδικό όγκο, υψηλή λανθάνουσα

θερμότητα εξάτμισης, χαμηλή θερμοκρασία βρασμού, θετική πίεση εξάτμισης, σχετικά χαμηλή

πίεση συμπύκνωσης και να είναι ασφαλές (μη εύφλεκτο, μη τοξικό και μη ερεθιστικό).


-ΕΚΣΔ- - 17 -

Πίνακας 3.1: Τύποι ψυκτικών μέσων[14]

CFC

Χλωροφθοράνθρακες − πλήρως αλογονωμένο μόριο (δεν υπάρχει άτομο

υδρογόνου), π.χ. R12

HCFC Μερικώς αλογονωμένοι χλωροφθοράνθρακες: Μερικά άτομα χλωρίου έχουν

αντικατασταθεί από άτομα υδρογόνου, π.χ. R22.

HFC Μερικώς αλογονωμένοι φθοράνθρακες (καθόλου χλώριο): Μερικά άτομα

φθορίου αντικαθίστανται από άτομα υδρογόνου, π.χ. R134a.

HC Υδρογονάνθρακες (καθόλου χλώριο ή φθόριο) όπως το προπάνιο R290 και το

ισοβουτάνιο R600A.

Ο εξατμιστής αποτελεί μία βασική συσκευή της αντλίας θερμότητας και είναι ουσιαστικά

ο «απορροφητής θερμότητας». Πρόκειται ουσιαστικά για έναν εναλλάκτη θερμότητας, μέσω

του οποίου μεταφέρεται θερμότητα στο ψυκτικό ρευστό από την πηγή θερμότητας. Στις ΑΘ

νερού/νερού και αντιψυκτικού-νερού/νερού τοποθετούνται υδρόψυκτοι εξατμιστές. Εντός του

εξατμιστή, το ψυχρό ψυκτικό ρευστό απορροφά θερμότητα από την πηγή χαμηλής

θερμοκρασίας και έρχεται σε κατάσταση βρασμού. Η θερμοκρασία και η πίεση κατά την

διάρκεια της διαδικασίας της εξάτμισης παραμένουν σταθερές. Οι διαθέσιμες πηγές χαμηλής

θερμοκρασίας, όπως έχει προαναφερθεί, μπορεί να είναι το έδαφος, υπόγεια νερά, επιφανειακά

νερά κ.λπ. Στην περίπτωση διαδικασίας έμμεσης εξάτμισης, όπως παρουσιάζεται στην εικόνα

3.4, το νερό από το γήινο σύστημα (υδρογεώτρηση ή συνήθως μίγμα νερού και αντιψυκτικού

εάν αναφερόμαστε σε γεωεναλλάκτη) κυκλοφορεί στο σύστημα της πηγής θερμότητας και

μεταφέρει την θερμότητα στον εξατμιστή. Το αέριο ψυκτικό ρευστό πρέπει να είναι σε

υπέρθερμη κατάσταση στην έξοδο του εξατμιστή, ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος να εισαχθεί

ψυκτικό ρευστό σε υγρή μορφή στον συμπιεστή.

Μετά την έξοδο από τον εξατμιστή, το ψυκτικό ρευστό εισέρχεται ως υπέρθερμος ατμός

στον συμπιεστή, όπου το υπέρθερμο αέριο συμπιέζεται, με αποτέλεσμα να αυξηθεί η

θερμοκρασία του και η πίεσή του στις επιθυμητές συνθήκες. Οι συμπιεστές, ανάλογα με τα

χαρακτηριστικά τους χωρίζονται σε περιστροφικούς (rotary), παλινδρομικούς (reciprocating),

σπειροειδείς (scroll) φυγοκεντρικούς (centrifugal) και κοχλιωτούς (screw). Στις περισσότερες

εφαρμογές κατοικιών και κτιρίων-γραφείων χρησιμοποιούνται οι περιστροφικοί και

σπειροειδείς συμπιεστές, οι οποίοι συγκριτικά με τους άλλους τύπους έχουν το πλεονέκτημα

λόγω των λιγότερων κινούμενων μερών της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής και επίσης δεν

επηρεάζονται από τυχόν σταγόνες υγρού ψυκτικού ρευστού που εισρέουν στην αναρρόφηση

τους.

Μετά την έξοδο από τον συμπιεστή το ψυκτικό ρευστό εισέρχεται ως θερμό συμπιεσμένο

αέριο στο συμπυκνωτή. Σκοπός του συμπυκνωτή είναι η μεταφορά της θερμότητας από το

ψυκτικό ρευστό στον αποδέκτη θερμότητας (συνήθως νερό ή αέρας). Για την επίτευξη του

σκοπού αυτού, η θερμοκρασία συμπύκνωσης πρέπει να είναι πάντοτε υψηλότερη από την

θερμοκρασία του θερμαινόμενου νερού ή αέρα. Στο συμπυκνωτή, το αέριο αποβάλλει


-ΕΚΣΔ- - 18 -

θερμότητα, συμπυκνώνεται σε υγρό ενώ η πίεση παραμένει σταθερή. Ο συμπυκνωτής

χωρίζεται σε τρεις διαφορετικές ζώνες: i) την ψύξη του υπέρθερμου ατμού στην θερμοκρασία

συμπύκνωσης, ii) τη συμπύκνωση και iii) την υπόψυξη, όπου το ψυκτικό ρευστό ψύχεται

περαιτέρω προκειμένου να αποφευχθεί η εμφάνιση φυσαλίδων πριν την βαλβίδα εκτόνωσης.

Μία τυπική διάταξη των τριών παραπάνω ζωνών σε έναν αερόψυκτο συμπυκνωτή

παρουσιάζεται στην Εικόνα 3.5. Επιπρόσθετα, το συνολικό ποσό θερμότητας που μεταφέρεται

από τον συμπυκνωτή στον αποδέκτη θερμότητας είναι αριθμητικά ίσο με το άθροισμα του

ποσού θερμότητας που απορροφά ο εξατμιστής από την πηγή θερμότητας και της ηλεκτρικής

ενέργειας που καταναλώνει ο συμπιεστής.

Εικόνα 3.5: Σχηματική αναπαράσταση διεργασιών σε

αερόψυκτο συμπυκνωτή [14]

Μετά το συμπυκνωτή το ψυκτικό μέσο εισέρχεται στην βαλβίδα εκτόνωσης. Η βαλβίδα

εκτόνωσης είναι μία συσκευή που λειτουργεί ως βαλβίδα στραγγαλισμού προκειμένου να

διατηρήσει τη διαφορά πίεσης μεταξύ των περιοχών υψηλής και χαμηλής πίεσης του ψυκτικού

κύκλου. Ουσιαστικά ρυθμίζει τη ροή του ψυκτικού ρευστού από τον συμπυκνωτή στον

εξατμιστή. Στη βαλβίδα εκτόνωσης, η πίεση του ψυκτικού μέσου μειώνεται και ένα μέρος του

μετατρέπεται σε αέριο. Προκειμένου το συγκεκριμένο αέριο να εξατμιστεί, λαμβάνει

θερμότητα από το υπολειπόμενο υγρό με αποτέλεσμα την απότομη πτώση της θερμοκρασίας

και της πίεσης του ρευστού ( υγρού και αερίου). Στις περισσότερες αντλίες θερμότητας

χρησιμοποιούνται θερμοστατικές βαλβίδες εκτόνωσης, οι οποίες έχουν καλές ιδιότητες

ελέγχου σε ένα σχετικά μεγάλο εύρος παραμέτρων λειτουργίας. Σε πολλές εφαρμογές,

συγκολλάται ένας τριχοειδής σωλήνας στον σωλήνα αναρρόφησης κοντά στον βολβό

(αισθητήριο θερμοκρασίας) της θερμοστατικής βαλβίδας εκτόνωσης, προκειμένου να

αντισταθμιστεί η πτώση πίεσης στον εξατμιστή. Αυτήν η εφαρμογή καλείται εξωτερική

εξίσωση πίεσης.

Στην εικόνα 3.4, απεικονίζονται και άλλα εξαρτήματα που βοηθούν στην καλύτερη

λειτουργία της ΑΘ. Ένα από αυτά είναι ο διακόπτης χαμηλής πίεσης (πρεσοστάτης χαμηλής


-ΕΚΣΔ- - 19 -

πίεσης), ο οποίος εξασφαλίζει ότι η πίεση στην πλευρά χαμηλής πίεσης του κυκλώματος δεν

μειώνεται κάτω από τα επιθυμητά όρια. Επίσης λειτουργεί και ως μέσο παύσης λειτουργίας της

λειτουργίας της ΑΘ (thermostat-off λειτουργία). Παρόμοια, ο διακόπτης υψηλής πίεσης

(πρεσοστάτης υψηλής πίεσης) αποτρέπει την ύπαρξη υπερβολικών πιέσεων στην πλευρά

υψηλής πίεσης του κυκλώματος. Η εγκατάσταση ενός ξηραντήρα βοηθά στην κατακράτηση

της υγρασίας από το ψυκτικό ρευστό, ενώ η χρήση του δείκτη ροής βοηθά στον έλεγχο της

πλήρους συμπύκνωσης του ψυκτικού ρευστού που οδηγείται στην βαλβίδα εκτόνωσης.

Το βασικότερο πλεονέκτημα των ΑΘ έναντι των λοιπών συστημάτων, σε ότι αφορά την

λειτουργία τους, είναι ότι σχεδιάζονται με τέτοιο τρόπο ούτως ώστε να μπορούν πολύ εύκολα

να χρησιμοποιηθούν είτε για θέρμανση είτε για ψύξη. Η αναστροφή του κύκλου από θέρμανση

σε ψύξη ή αντίστροφα, επιτυγχάνεται με μία τετράοδη βαλβίδα, η οποία αντιστρέφει την

κατεύθυνση του ψυκτικού ρευστού (εικόνα 3.6).

Εικόνα 3.6: Αντιστροφή κύκλου γεωθερμικής ΑΘ με τετράοδη βαλβίδα [14]

3.6 Βαθμός απόδοσης αντλιών θερμότητας

Ο βαθμός απόδοσης είναι το βασικότερο κριτήριο μέσω του οποίου αξιολογείται η

λειτουργία μιας ΑΘ. Ως βαθμός απόδοσης μίας ΑΘ ορίζεται ο λόγος της ωφέλιμης ενέργειας,

δηλαδή της μεταφερόμενης ενέργειας στον αποδέκτη, προς την ενέργεια που δαπανάται για

την επίτευξη της διαδικασίας της μεταφοράς. Η ενέργεια που δαπανάται για την μεταφορά είναι

το μηχανικό έργο που καταναλώνεται από τον συμπιεστή. Σε εφαρμογές θέρμανσης η ωφέλιμη

ενέργεια ταυτίζεται με την ενέργεια που αποδίδεται στο θερμαινόμενο χώρο (QH), ενώ σε

εφαρμογές ψύξης ταυτίζεται με την ενέργεια που αφαιρείται από τον ψυχόμενο χώρο (QC).

Επομένως ο ορισμός του βαθμού απόδοσης λαμβάνει τις δύο παρακάτω μορφές:

• Βαθμός απόδοσης στη λειτουργία της θέρμανσης: 𝑄𝐻

𝑊

• Βαθμός απόδοσης στη λειτουργία της ψύξης: 𝑄𝐶

𝑊


-ΕΚΣΔ- - 20 -

Για την περίπτωση της θέρμανσης, η απόδοση μίας ΑΘ μπορεί να μετρηθεί από δύο

συντελεστές, τον στιγμιαίο βαθμό απόδοσης COP (Coefficient Of Performance) και τον μέσο

εποχιακό βαθμό απόδοσης SCOP (Seasonal Coefficient Of Performance), οι οποίοι είναι

πάντοτε μεγαλύτεροι της μονάδας. Για εφαρμογές ψύξης, χρησιμοποιείται ο συντελεστής EER

(Energy Efficiency Ratio) και ο συντελεστής SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio)

αντίστοιχα.

Ως συντελεστής COP ορίζεται ο λόγος της ωφέλιμης θερμικής ισχύος προς την ισχύ που

καταναλώνεται. Η ωφέλιμη ισχύς είναι ουσιαστικά η θερμική ισχύς του συμπυκνωτή (QH), ενώ

η ισχύς που καταναλώνεται είναι η ηλεκτρική ισχύς του συμπιεστή (W).

𝐶𝑂𝑃 =�̇�𝐻[𝑘𝑊]

𝑊 [𝑘𝑊] (3.1)

Επειδή η αποδιδόμενη ισχύς (�̇�𝐻) ισούται και με το άθροισμα της θερμικής ισχύος του

εξατμιστή ( �̇�𝐶) και της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ισχύος του συμπιεστή (W) η σχέση

(3.1) μπορεί να μετασχηματιστεί στη σχέση (3.2):

𝐶𝑂𝑃 =�̇�𝐻[𝑘𝑊]

𝑊 [𝑘𝑊]=

�̇�𝐶 + 𝑊

𝑊= 1 +

�̇�𝐶

𝑊 (3.2)

Ο συντελεστής απόδοσης COP των σύγχρονων ΑΘ που χρησιμοποιούν ως πηγή

θερμότητας το έδαφος ή το νερό, κυμαίνεται συνήθως από 3 έως 5. Αντίστοιχα για τις ΑΘ που

χρησιμοποιούν ως πηγή θερμότητας τον αέρα κυμαίνεται συνήθως από 2 έως 4. Επίσης, όσο

χαμηλότερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στη θερμοκρασία του ψυκτικού ρευστού

και την θερμοκρασία εισόδου της πηγής θερμότητας, τόσο μεγαλύτερο και ο βαθμός απόδοσης.

Ο συντελεστής SCOP ορίζεται ως ο λόγος της συνολικής ενέργειας που προσδίδεται στο

χώρο κατά τη θέρμανση (QH), προς την συνολική καταναλισκόμενη ενέργεια από την ΑΘ για

μία τυπική περίοδο θέρμανσης, όπως στη σχέση (3.3). Για να θεωρηθεί μία ΑΘ ως ΑΠΕ πρέπει

ο SCOP>3.

𝑆𝐶𝑂𝑃 =�̇�𝐻[𝑘𝑊ℎ]

𝑊 [𝑘𝑊ℎ] (3.3)

Ο συντελεστής απόδοσης EER, που χρησιμοποιείται σε εφαρμογές ψύξης, ορίζεται ως ο

λόγος της ψυκτικής ισχύος προς την καταναλισκόμενη ισχύ. Η ψυκτική ισχύς είναι ουσιαστικά

η ψυκτική ισχύς του εξατμιστή (QC) ενώ η καταναλισκόμενη ισχύς η ηλεκτρική ισχύς του

συμπιεστή (W).

𝐸𝐸𝑅 =�̇�𝐶 [𝑘𝑊]

𝑊 [𝑘𝑊] (3.4)

Ο συντελεστής απόδοσης SEER ορίζεται ως λόγος της συνολικής ενέργειας που

αφαιρείται από το χώρο κατά την ψύξη (QC), προς την συνολική ενέργεια που καταναλώνεται


-ΕΚΣΔ- - 21 -

από την ΑΘ (W) για μία τυπική περίοδο ψύξης, όπως στη σχέση (3.5). Για να θεωρηθεί μία

ΑΘ ως ΑΠΕ πρέπει SEER>3.

𝑆𝐸𝐸𝑅 =�̇�𝐶[𝑘𝑊ℎ]

𝑊 [𝑘𝑊ℎ] (3.5)

Παράγοντες οι οποίοι μπορούν να επηρεάσουν τον βαθμό απόδοσης μίας ΑΘ είναι:

• Ο συντελεστής μετατροπής πρωτογενούς ενέργειας σε ηλεκτρισμό (Primary

Energy Ratio, PER)

• Το τοπικό κλίμα

• Ο τύπος της ΑΘ (πηγή το έδαφος, το νερό ή ο αέρας)

• Το ψυκτικό ρευστό που χρησιμοποιείται

• Το μέγεθος (θερμική/ψυκτική ισχύς) της ΑΘ

• Η ποιότητα της εργασίας κατά την εγκατάσταση.

Εικόνα 3.7: Απεικόνιση της λειτουργίας αντλίας θερμότητας συζευγμένης με

γεωεναλλάκτες σε περίπτωση (α) θέρμανσης και (β) ψύξης και οι αντίστοιχοι βαθμοί

απόδοσης [15]


-ΕΚΣΔ- - 22 -

Για ενεργειακούς υπολογισμούς, μπορεί για μεγαλύτερη ακρίβεια υπολογισμών να

χρησιμοποιηθεί ο εποχιακός βαθμός απόδοσης SCOP. Τυπικές τιμές του μέσου εποχιακού

συντελεστή απόδοσης SCOP για ΑΘ, ανάλογα με την πηγή θερμότητας και τη θερμοκρασία

θερμικού μέσου Τ, όπως δίνονται στο πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 15316.4.2:2008, δίνονται στον

πίνακα 3.2. Οι τιμές που παρουσιάζονται στον πίνακα μπορεί να διαφοροποιηθούν ανάλογα με

το σχεδιασμό και την τεχνολογία της εγκατάστασης.

Πίνακας 3.2: Μέσος εποχιακός συντελεστής απόδοσης SCOP σε ΑΘ για διάφορες

θερμοκρασίες θερμικού μέσου (ΕΛΟΤ ΕΝ 15316.4.2:2008) [16]

Στις περισσότερες περιπτώσεις, επειδή ο υπολογισμός του μέσου εποχιακού βαθμού απόδοσης

SCOP δεν είναι εύκολος, για τους υπολογισμούς της ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου,

λαμβάνεται κατά τη μελέτη ως τελική θερμική απόδοση ο συντελεστής απόδοσης COP που

αναφέρεται σε συνθήκες λειτουργίας για θερμοκρασία εδάφους όπως προσδιορίστηκε στη

μελέτη και θερμοκρασία μέσου 45℃Αντίστοιχα, για ΑΘ αέρα-νερού λαμβάνεται κατά την

μελέτη ως τελική θερμική απόδοση ο συντελεστής απόδοσης COP για ονομαστικές συνθήκες

λειτουργίας θερμοκρασίας εξωτερικού αέρα 7℃ και θερμοκρασία μέσου 45℃ [16].

3.7 Πηγές και αποδέκτες θερμότητας

Οι διαθέσιμες πηγές θερμότητας που μπορεί να χρησιμοποιήσει μία ΑΘ είναι ο αέρας, το

νερό, ο ήλιος και το έδαφος. Έμμεσα μπορεί να θεωρηθεί πως η ηλιακή ενέργεια

χρησιμοποιείται πάντα ως πηγή διότι ο αέρας, το νερό και το έδαφος είναι ουσιαστικά

αποθηκευτές ηλιακής ακτινοβολίας. Ως αποδέκτες θερμότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν

το νερό, ο αέρας ή το έδαφος [17].

3.7.1 Αέρας

Οι ΑΘ με πηγή ή αποδέκτη θερμότητας τον αέρα συναντώνται στις περισσότερες

εφαρμογές, ιδιαίτερα σε κτίρια κατοικιών καθώς και σε μικρά ή μεσαία εμπορικά κτίρια. Στην

εικόνα 3.8 δίνεται η λειτουργία μίας ΑΘ αέρα-νερού. Η εγκατάστασή της είναι οικονομικότερη

σε σχέση με τις αντλίες που χρησιμοποιούν ως πηγή το νερό ή το έδαφος. Για τη μεταφορά

θερμότητας ανάμεσα στον αέρα και το ψυκτικό ρευστό που κυκλοφορεί στην ΑΘ

χρησιμοποιούνται πτερυγιοφόροι σωλήνες με εξαναγκασμένη συναγωγή, δηλαδή με

κυκλοφορία του αέρα από ανεμιστήρες. Για το σχεδιασμό και την επιλογή μιας ΑΘ που έχει

ως πηγή θερμότητας τον αέρα εξετάζεται η θερμοκρασία του περιβάλλοντος, καθώς σε ακραίες

θερμοκρασίες η αποδοτικότητα των αντλιών μειώνεται έντονα, αυξάνοντας το λειτουργικό

Τ<35οC 35

oC≤T<45

oC 45

oC≤T<55

oC T<35

oC 35

oC≤T<45

oC

Εξωτερικός αέρας 3.4 3.1 2.8 3.7 3.3

Έδαφος 5.5 5.1 4.7 3.8 3.4

Θερμότητα από καυσαέρια (π.χ ΣΗΘ) 6.1 5.1 4.4 -- --

Υπόγειο ή θαλασσινό νερό 4.7 4.2 3.6 4.5 4.1

Επιφανειακά νερά 4.1 3.7 3.3 -- --

Πηγή θερμότηταςΚτίρια τριτογενούς τομέα Κτίρια κατοικιών


-ΕΚΣΔ- - 23 -

κόστος της εγκατάστασης. Έτσι, οι απαιτήσεις ενός κτιρίου σε θέρμανση μπορούν να

καλυφθούν από μία ΑΘ μέχρι μία ελάχιστη θερμοκρασία, αφού με την μείωση της εξωτερικής

θερμοκρασίας ανάλογα μειώνεται και η θερμική ισχύς των ΑΘ. Σε περιπτώσεις χαμηλότερων

θερμοκρασιών, είναι αναγκαίο οι ΑΘ αυτού του τύπου να συνδυάζονται με μία βοηθητική πηγή

θερμότητας (π.χ. ηλεκτρική αντίσταση).

Εικόνα 3.8: Ενδεικτική απεικόνιση ΑΘ αέρα-νερού [18]

Εκτός του αέρα περιβάλλοντος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή θερμότητας ο αέρας

απόρριψης συστημάτων κεντρικού κλιματισμού η εξαερισμού. Σε περιπτώσεις όπου η παροχή

αέρα είναι σταθερή και ικανοποιητική, ο αέρας απόρριψης θεωρείται ως ιδανική πηγή

θερμότητας για τις ΑΘ. Ιδιαίτερη εφαρμογή αυτών των συστημάτων συναντάται σε πολλά

δημόσια και εμπορικά κτίρια, όπου ο αέρας των χώρων πρέπει να ανανεώνεται συνεχώς.

3.7.2 Νερό

Το νερό αποτελεί σε αρκετές περιπτώσεις ιδανική πηγή θερμότητας. Μπορεί να

χρησιμοποιηθεί είτε το επιφανειακό νερό (λίμνες, ποτάμια), είτε τα υπόγεια ύδατα. Σε

περιπτώσεις που χρησιμοποιείται το επιφανειακό νερό από λίμνες και ποτάμια, πρέπει να

δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στη διακύμανση της θερμοκρασίας του νερού κατά τη διάρκεια του

έτους. Συνήθως παρατηρείται κατά τη χειμερινή περίοδο έντονη μείωση της θερμοκρασίας του

νερού, γεγονός που οδηγεί στην μείωση του βαθμού απόδοσης της ΑΘ. Επιπροσθέτως, όπως

αναφέρθηκε και σε προηγούμενη ενότητα, ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται και στην

επίδραση που έχει η λειτουργία αυτών των ΑΘ στα οικοσυστήματα των υγροβιότοπων.

Την ιδανικότερη εφαρμογή για τις ΑΘ με πηγή θερμότητας το νερό αποτελούν τα υπόγεια

νερά, διότι η θερμοκρασία τους είναι σχεδόν σταθερή καθ’ όλη την διάρκεια του έτους, από 10

έως 20οC (στην Ελλάδα), επίπεδα ιδανικά για την λειτουργία της ΑΘ με καλό βαθμό απόδοσης.

Σε πολλές εφαρμογές τα υπόγεια νερά υπάρχουν σε επαρκείς ποσότητες, και αφού αποδώσουν

τη θερμική τους ενέργεια στο ψυκτικό ρευστό της ΑΘ επαναπροωθούνται και πάλι στον

υδροφόρο ορίζοντα.

Σε εφαρμογές που χρησιμοποιούνται τα υπόγεια ύδατα ως πηγή θερμότητας πρέπει να

εξετάζονται οι παρακάτω παράγοντες:

• Η παροχή του νερού να είναι ικανοποιητική και να διατηρείται σταθερή


-ΕΚΣΔ- - 24 -

• Το νερό να βρίσκεται σε εκμεταλλεύσιμο βάθος

• Η θερμοκρασία του νερού της πηγής να έχει ικανοποιητική και σταθερή θερμοκρασία

• Να δίνεται προσοχή στην πιθανή διάβρωση του εναλλάκτη της ΑΘ

• Να αποφεύγεται η μόλυνση του νερού από διαρροές λαδιού ή ψυκτικού μέσου.

Σε παραθαλάσσιες περιοχές μπορεί να χρησιμοποιηθεί το νερό της θάλασσας ως πηγή

θερμότητας μίας ΑΘ. Σε μία τέτοια εφαρμογή, για την προστασία της ΑΘ από διάβρωση,

χρησιμοποιείται ένα ενδιάμεσο κύκλωμα εναλλαγής θερμότητας, όπως παρουσιάζεται στην

Εικόνα 3.9.

Εικόνα 3.9: Ενδεικτική απεικόνιση ΑΘ νερού-νερού με ενδιάμεσο εναλλάκτη

θερμότητας [18]

3.7.3 Έδαφος

Το έδαφος αποτελεί ιδανική πηγή και αποδέκτη θερμότητας για εφαρμογές ΑΘ. Τα

συστήματα ΑΘ με πηγή ή αποδέκτη θερμότητας το έδαφος αποτελούνται από ένα κλειστό

δίκτυο σωληνώσεων, που ονομάζεται γεωεναλλάκτης, εντός των οποίων κυκλοφορεί ένα

διάλυμα που αποτελείται από νερό και αντιπηκτικό. Στην Εικόνα 3.10 παρουσιάζεται ένα

τυπικό γεωθερμικό σύστημα. Τα σημαντικά μεγέθη που επηρεάζουν τον βαθμό απόδοσης μίας

γεωθερμικής ΑΘ είναι η σύνθεση του χώματος, η οποία ποικίλλει ανάλογα με την περιοχή

εγκατάστασης, καθώς και η θερμική διαχυτότητα α (m2/s), που εκφράζεται από τον λόγο της

θερμικής αγωγιμότητας k (W/m·Κ) προς το γινόμενο της πυκνότητας ρ (kg/m3) και της ειδική

θερμότητας C (J/kg·Κ) .

Εικόνα 3.10: Ενδεικτική απεικόνιση ΑΘ brine-νερού[18]


-ΕΚΣΔ- - 25 -

Όπως έχει ήδη αναφερθεί, οι γεωθερμικές ΑΘ μπορούν να εγκατασταθούν σε οποιαδήποτε

εφαρμογή υπάρχει διαθέσιμη επιφάνεια για την άντληση της απαραίτητης θερμότητας. Η

θερμοκρασία στα στρώματα του εδάφους παρουσιάζει μεταβολές μεταξύ 0 και 5 m περίπου,

ανάλογα με την εποχή και την περιοχή, ενώ σε βάθος μεγαλύτερο των 10 m παραμένει σταθερή

καθ’ όλη την διάρκεια του έτους και σχεδόν ίση με την μέση ετήσια θερμοκρασία της κάθε

περιοχής. Οι σωληνώσεις που απαρτίζουν τον γεωεναλλάκτη αποτελούνται συνήθως από

πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας και μπορούν να τοποθετηθούν σε οριζόντια ή κατακόρυφη

διάταξη. Εντός του κυκλώματος των σωληνώσεων κυκλοφορεί νερό, ενώ σε πολλές εφαρμογές

μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντιπηκτικό διάλυμα (brine) για την αποφυγή προβλημάτων

δημιουργίας παγώματος.

Οι γεωθερμικές ΑΘ διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες, οι οποίες παρουσιάζονται σε

επόμενη ενότητα:

1. Ανοιχτού κυκλώματος

2. Κλειστού κυκλώματος, όπου ένα δευτερεύον κύκλωμα με νερό ή διάλυμα

νερού-αντιψυκτικού συνδέει το έδαφος με το ψυκτικό κύκλωμα της ΑΘ.

3. Απευθείας εκτόνωσης, όπου το ψυκτικό μέσο της ΑΘ κυκλοφορεί στις

σωληνώσεις του εδάφους.

3.7.4 Ήλιος

Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε αυτόνομα ως πηγή θερμότητας, είτε σε

συνδυασμό με άλλες πηγές (αέρας, έδαφος). Τα συστήματα ΑΘ με πηγή τον ήλιο διακρίνονται

σε άμεσης και έμμεσης εκμετάλλευσης.

Στα συστήματα άμεσης εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας, οι σωληνώσεις του

εξατμιστή της ΑΘ τοποθετούνται σε ηλιακούς συλλέκτες, συνήθως επίπεδους. Αντίστοιχα, για

λειτουργία ψύξης η συλλεκτική επιφάνεια μπορεί να λειτουργήσει και ως συμπυκνωτής για την

απόρριψη θερμότητας στον εξωτερικό αέρα.

Αντίστοιχα, στα συστήματα έμμεσης εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας κυκλοφορεί

νερό στους ηλιακούς συλλέκτες, το οποίο θερμαίνεται και στην συνέχεια αποθηκεύεται σε μία

δεξαμενή αποθήκευσης. Η ΑΘ χρησιμοποιεί ως πηγή την δεξαμενή αποθήκευσης, από το νερό

της οποίας αντλεί θερμότητα. Σε τέτοιες εφαρμογές, επειδή το νερό στη δεξαμενή αποθήκευσης

βρίσκεται σε υψηλή θερμοκρασία, ο βαθμός απόδοσης της ΑΘ είναι υψηλός.


-ΕΚΣΔ- - 26 -

4. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΒΑΘΟΥΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑΣ

Τα συστήματα αβαθούς γεωθερμίας χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:

• Στα συστήματα ανοικτού κύκλου (open loop systems) και

• Στα συστήματα κλειστού κύκλου (closed loop systems)

4.1 Συστήματα ανοικτού κύκλου

Τα συστήματα ανοικτού κύκλου αντλούν νερό από τον υδροφόρο ορίζοντα του υπεδάφους

και αφού πραγματοποιηθεί η εναλλαγή θερμότητας με το πρωτεύον κύκλωμα της αντλίας

θερμότητας (εξατμιστή), το νερό επιστρέφει είτε στην πηγή από όπου αντλήθηκε, είτε σε

γειτονικό υδροφόρο στρώμα της περιοχής. Η εφαρμογή αυτού του τύπου συστήματος

ενδείκνυται σε περιοχές με μικρό βάθος υδροφόρου ορίζοντα ενώ για την απρόσκοπτη

λειτουργία του συστήματος απαιτείται το νερό να είναι διαθέσιμο σε κατάλληλη ποσότητα και

ποιότητα καθ’ όλη την διάρκεια του έτους. Ανάλογα με το είδος κατασκευής τους τα

συστήματα ανοικτού τύπου χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: i) συστήματα φρέατος, ii)

επιφανειακά συστήματα και iii) μεικτά συστήματα.

Τα συστήματα φρέατος αντλούν νερό από τον υδροφόρο ορίζοντα μέσω μιας γεώτρησης

(φρέαρ), και αφού αυτό αποδώσει την θερμική του ενέργεια στην αντλία θερμότητας,

απορρίπτεται είτε στο ίδιο (εικόνα 4.1-α), είτε σε διαφορετικό φρέαρ, στον ίδιο όμως

υδροφορέα (εικόνα 4.1-β). Στην περίπτωση άντλησης/απόρριψης του νερού σε διαφορετικό

φρέαρ, ο μόνος κατασκευαστικός περιορισμός είναι ότι η απόρριψη του νερού πρέπει να

γίνεται σε απόσταση και σε σημείο κατάντη του σημείου άντλησης ούτως ώστε να αποφεύγεται

η αλλοίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του συστήματος λόγω της ανάμειξης του νερού

άντλησης. Στην πρώτη περίπτωση, όπου η άντληση και η απόρριψη γίνεται σε ένα κοινό φρέαρ,

χρησιμοποιείται κατάλληλη τεχνική για την τοποθέτηση της αντλίας αναρρόφησης σε

κατάλληλο βάθος ούτως ώστε να απέχει αρκετά από τον σωλήνα απόρριψης του νερού στον

υδροφορέα, με σκοπό την μη ανάμιξή του με το νερό άντλησης.

Εικόνα 4.1: Σύστημα αβαθούς γεωθερμίας α)μονού φρέατος και β) διπλού φρέατος [18]


-ΕΚΣΔ- - 27 -

Επιφανειακά είναι τα συστήματα ανοικτού τύπου τα οποία αντλούν νερό για την

λειτουργία του πρωτεύοντος κυκλώματος τους με την βοήθεια μιας αντλίας αναρρόφησης από

μία επιφανειακή πηγή (θάλασσα, λίμνη, ποταμός), και αφού αποδώσει την θερμική του

ενέργεια στην αντλία θερμότητας, το νερό απορρίπτεται στην ίδια επιφανειακή πηγή απ’ όπου

αντλήθηκε (εικόνα 4.2).

Εικόνα 4.2: Σύστημα αβαθούς γεωθερμίας επιφανειακού τύπου[19]

Τα μικτά συστήματα ανοικτού τύπου αποτελούν έναν συνδυασμό των συστημάτων

φρέατος και των επιφανειακών συστημάτων (εικόνα 4.3). Σε αυτά τα συστήματα, η

άντληση/απόρριψη του νερού γίνεται από διαφορετικούς υδροφόρους σχηματισμούς, δηλαδή

μπορεί να αντλείται είτε από την επιφανειακή πηγή είτε από το φρέαρ και αφού αποδώσει την

θερμική του ενέργεια, απορρίπτεται αντίστοιχα, είτε στο φρέαρ είτε στην επιφανειακή πηγή.

Εικόνα 4.3:Ανοικτό σύστημα αβαθούς γεωθερμίας μικτού τύπου [20]

Η ομαλή λειτουργία των συστημάτων ανοικτού τύπου εξασφαλίζεται εξετάζοντας τους

παρακάτω παράγοντες [21]:

i. Η ποιότητα του υπόγειου νερού πρέπει να είναι τέτοια ώστε να μη δημιουργούνται

διαβρώσεις ή αποφράξεις στην υποβρύχια αντλία από σωματίδια στο νερό.

ii. Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην ποιότητα της γεώτρησης και ειδικά στον

τρόπο κατασκευής, στη χαλίκωση γύρω από το φίλτρο και στη σταθεροποίηση των

διαφορετικών σχηματισμών του υπεδάφους.


-ΕΚΣΔ- - 28 -

iii. Η απόσταση μεταξύ της γεώτρησης άντλησης και της επαναφοράς πρέπει να είναι

επαρκής, όπως και η διάμετρος της γεώτρησης και της εσωτερικής σωλήνωσης.

iv. Αρτεσιανά νερά παρουσιάζουν μεταβολές στις θερμοκρασίες του νερού και

μεταβάλλουν τους συντελεστές απόδοσης.

Μερικά από τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει ένα σύστημα αβαθούς γεωθερμίας

ανοικτού τύπου έναντι των λοιπών συστημάτων είναι [22]:

• το χαμηλό λειτουργικό κόστος,

• οι μικρότερες απώλειες κατά την μεταφορά θερμότητας

• η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας στους κυκλοφορητές

• το χαμηλότερο κόστος συντήρησης έναντι των συμβατικών συστημάτων.

Ωστόσο, παρουσιάζουν και σημαντικά μειονεκτήματα όπως:

• απαιτούν νερό καλής ποιότητας για την λειτουργία της αντλίας

• το κόστος κατασκευής των φρεατίων είναι αρκετά υψηλό

• η ύπαρξη προβλημάτων κατά την απόρριψη του νερού μετά την κυκλοφορία του στην

αντλία θερμότητας

• το θερμό νερό απόρριψης κατά τη θερινή περίοδο (περίοδος ψύξης) εγκυμονεί

κινδύνους θερμικής ρύπανσης του υδροφορέα της περιοχής

Τα συστήματα ανοικτού τύπου προτείνονται για εγκαταστάσεις όπου υπάρχει πλούσια

υδροφορία χωρίς μεταβολές στη στάθμη της και σταθερή παροχή νερού καθ’ όλη τη διάρκεια

του έτους.

4.2 Συστήματα κλειστού κύκλου

Η δεύτερη κατηγορία των συστημάτων αβαθούς γεωθερμίας είναι τα συστήματα κλειστού

κύκλου (closed loop systems). Τα συστήματα αυτά αποτελούνται από ένα κλειστό δίκτυο

σωληνώσεων πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE) διαμέτρου από 19 έως 40 mm και

σπανιότερα από πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE). Ένα σύστημα κλειστού κύκλου

απαρτίζεται από έναν γεωεναλλάκτη (πρωτεύον κύκλωμα) στον οποίο κυκλοφορεί νερό ή

διάλυμα νερού/αντιπηκτικού (brine) π.χ. νερού και αιθυλενογλυκόλης και μέσω του οποίου

γίνεται η μεταφορά θερμότητας από το έδαφος προς το ρευστό που κυκλοφορεί στις

σωληνώσεις του γεωεναλλάκτη. Ανάλογα με το είδος του εναλλάκτη τα συστήματα κλειστού

κύκλου χωρίζονται σε: α) οριζόντια συστήματα (horizontal ground-coupled systems) και β)

κατακόρυφα συστήματα (vertical ground-coupled systems).

Οριζόντια είναι τα συστήματα στα οποία ο γεωεναλλάκτης οδεύει παράλληλα με την

επιφάνεια του εδάφους ενώ κατασκευάζεται σε όρυγμα ορισμένης επιφάνειας στον

περιβάλλοντα χώρο του κτιρίου σε βάθος από 0,6 έως 2,5 m και με πυκνότητα σωληνώσεων

μεγαλύτερη από 0,8 m. Στην κεντρική και νότια Ευρώπη το βάθος μπορεί να είναι μόνο από


-ΕΚΣΔ- - 29 -

0,6 έως 1,5 m. Τα οριζόντια αυτά συστήματα ανάλογα με το είδος των βρόγχων του

γεωεναλλάκτη χωρίζονται σε:

• Συστήματα μονού βρόγχου

• Συστήματα πολλαπλού βρόγχου και

• Συστήματα με σπειροειδή εναλλάκτη

Στα συστήματα μονού βρόγχου το ρευστό του πρωτεύοντος κυκλώματος διατρέχει όλο το

μήκος του γεωεναλλάκτη (εικόνα 4.4-α). Η κατασκευή του γίνεται σε βάθος από 1,2 έως 1,6 m

από την επιφάνεια του εδάφους, ενώ η απόσταση μεταξύ των σωληνώσεων είναι τουλάχιστον

0,8 m. Η διάταξη ενός συστήματος μονού βρόγχου μπορεί να είναι είτε οριζόντια (εικόνα 4.4-

β,α), είτε κατακόρυφη (εικόνα 4.4-β,β). Βασικό κριτήριο για την εγκατάσταση ενός τέτοιου

συστήματος αποτελεί η διαθέσιμη επιφάνεια εδάφους της εγκατάστασης διότι το συγκεκριμένο

σύστημα δεσμεύει την μεγαλύτερη επιφάνεια από τα τρία συστήματα.

Εικόνα 4.4: α) Σύστημα οριζόντιου και β) σχηματική απεικόνιση όδευσης σωλήνων

γεωεναλλάκτη μονού βρόγχου [18]

Στα συστήματα πολλαπλού βρόγχου, οι βρόγχοι του γεωεναλλάκτη τοποθετούνται είτε σε

κατακόρυφη διάταξη, με την τοποθέτηση τους να γίνεται στο ίδιο επίπεδο και τον έναν βρόγχο

να διαδέχεται τον άλλον (εικόνα 4.5-α), είτε σε παράλληλη διάταξη, όπως παρουσιάζεται στην

εικόνα 4.5-β. Ανάλογα με τον υδραυλικό σχεδιασμό των συστημάτων αυτών ο γεωεναλλάκτης

μπορεί να χαρακτηριστεί ως μονής διαδρομής αν το ρευστό διατρέχει όλο το μήκος του ή

πολλαπλών διαδρομών αν το ρευστό κινείται μόνο σε ένα βρόγχο και εν συνεχεία μέσω ενός

συλλέκτη οδηγείται στην αντλία θερμότητας (εικόνα 4.6).

Τα οριζόντια συστήματα με σπειροειδή εναλλάκτη αποτελούν την σπανιότερη μορφή

συστημάτων κλειστού κύκλου (εικόνα 4.7). Η κατασκευή τέτοιων συστημάτων περιορίζεται

σε εφαρμογές όπου η διαθέσιμη έκταση γης δεν επιτρέπει την κατασκευή συστημάτων μονού

ή πολλαπλού βρόγχου. Ανάλογα με την πυκνότητα ελίκωσης της σπείρας καθώς και τη διάταξή

της, το μήκος του γεωεναλλάκτη μειώνεται σε μεγάλο βαθμό, φτάνοντας έως και το 70%,

ωστόσο για την επίτευξη ανάλογου θερμικού αποτελέσματος απαιτούνται περισσότερα μέτρα

σωλήνωσης. Η εφαρμογή τέτοιων συστημάτων μπορεί να γίνει είτε οριζόντια είτε κάθετα προς

την επιφάνεια του εδάφους.


-ΕΚΣΔ- - 30 -

Εικόνα 4.5: Σύστημα αβαθούς γεωθερμίας με οριζόντιο γεωεναλλάκτη πολλαπλού

βρόγχου

Εικόνα 4.6: Οριζόντιο σύστημα αβαθούς γεωθερμίας με οριζόντιο γεωεναλλάκτη

πολλαπλών βρόγχων και διαδρομών [20]

Εικόνα 4.7: Οριζόντιο σύστημα αβαθούς γεωθερμίας με σπειροειδή γεωεναλλάκτη[23]

Η εφαρμογή συστημάτων οριζόντιου γεωεναλλάκτη είναι ιδανική σε υγρά και πηλώδη

εδάφη. Τα συστήματα αυτά προτείνονται σε περιπτώσεις όπου το εμβαδόν του διαθέσιμου

χώρου εκσκαφής για την εγκατάσταση του γεωεναλλάκτη είναι τουλάχιστον διπλάσιο του

εμβαδού του χώρου θέρμανσης.

Ορισμένα προτερήματα έναντι των υπόλοιπων συστημάτων είναι:

• η ευκολότερη αδειοδότηση

• το μικρό κόστος εγκατάστασης


-ΕΚΣΔ- - 31 -

• η εύκολη τοποθέτηση

Ενώ σημαντικά μειονεκτήματα των συστημάτων αυτών είναι:

• η μειωμένη απόδοση στην ψύξη

• η μεγάλη απαιτούμενη επιφάνεια για την εγκατάσταση του γεωεναλλάκτη

• οι περιορισμοί στην φύτευση και οι ενδεχόμενες επιρροές στην φάση της βλάστησης

Κατακόρυφα συστήματα κλειστού κύκλου ονομάζονται τα συστήματα όπου ο

γεωεναλλάκτης τοποθετείται κάθετα στην επιφάνεια του εδάφους και σε βάθη γεώτρησης που

κυμαίνονται συνήθως από 40 έως και 200 m. Στις περισσότερες περιπτώσεις το βάθος δεν

ξεπερνά τα 100 m επειδή σε μερικές χώρες απαιτούνται ειδικές άδειες για μεγαλύτερα βάθη.

Οι συλλέκτες μίας κάθετης γεώτρησης είναι συνήθως έμμεσα συστήματα, δηλαδή σωλήνες

σχήματος U (U-tubes), οι οποίοι γεμίζουν με διάλυμα νερού/αντιπηκτικού (brine) και

τοποθετούνται στην οπή της γεώτρησης (εικόνα 4.8). Μία εναλλακτική λύση αποτελεί ο

ομοαξονικός γεωεναλλάκτης, ο οποίος όμως δεν έχει εκτεταμένη χρήση. Μία σχηματική

απεικόνιση ενός κατακόρυφου συστήματος κλειστού κύκλου παρουσιάζεται στην εικόνα 4.9.

Εικόνα 4.8: Σχηματική απεικόνιση κατακόρυφου γεωεναλλάκτη α) μονού και β) διπλού

βρόχου.

Εικόνα 4.9: Κλειστό γεωθερμικό σύστημα κατακόρυφου τύπου [24]


-ΕΚΣΔ- - 32 -

Τα κατακόρυφα συστήματα κλειστού βρόγχου χωρίζονται, όπως και τα οριζόντια, σε

συστήματα που συνδέονται σε σειρά (εικόνα 4.10-α) και σε συστήματα που συνδέονται

παράλληλα (εικόνα 4.10-β). Στα συστήματα που είναι συνδεδεμένα σε σειρά, το ρευστό

διατρέχει όλο το μήκος του γεωεναλλάκτη, ενώ στα συστήματα που είναι συνδεδεμένα σε

παράλληλη διάταξη, ο συλλέκτης διανέμει το ρευστό στα επιμέρους κατακόρυφα τμήματα

(βρόχους) και με τη βοήθεια ενός δεύτερου συλλέκτη, το ρευστό οδηγείται στην αντλία

θερμότητας. Από τον συνδυασμό των δύο παραπάνω εφαρμογών προκύπτει ένας ενδιάμεσος

τύπος συστήματος που ονομάζεται μικτός (εικόνα 4.11). Σε ένα μικτό σύστημα, το ρευστό μετά

τον συλλέκτη διανομής διατρέχει περισσότερους από έναν βρόχους του γεωεναλλάκτη και στη

συνέχεια επιστρέφει στο συλλέκτη διανομής.

Εικόνα 4.10: Κατακόρυφο σύστημα με α) γεωεναλλάκτη σε σειρά και β) με παράλληλο

γεωεναλλάκτη [25]

Εικόνα 4.11: Κατακόρυφο σύστημα με γεωεναλλάκτη μικτού τύπου [25]

Σε σύγκριση με τα υπόλοιπα συστήματα, τα κατακόρυφα συστήματα κλειστού κύκλου

παρουσιάζουν κάποια πλεονεκτήματα και κάποια μειονεκτήματα. Τα κυριότερα αυτών

παρουσιάζονται στον πίνακα 4.1.


-ΕΚΣΔ- - 33 -

Πίνακας 4.1: Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κατακόρυφων συστημάτων κλειστού

κύκλου [12]

Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα

i. Δεν επηρεάζονται από τα καιρικά

φαινόμενα

ii. Απαιτείται μικρότερος χώρος

εγκατάστασης

iii. Υψηλή ευελιξία

iv. Χαμηλότερο κόστος λειτουργίας και

επισκευής

v. Υψηλή διάρκεια ζωής

i. Υψηλό κόστος εγκατάστασης

ii. Απαιτείται ηλεκτρική και υδραυλική

συντήρηση

iii. Δέσμευση γης για την εγκατάσταση

του συστήματος, η οποία όμως είναι

μικρότερη συγκριτικά με τα

οριζόντια συστήματα

Κάνοντας μία σύγκριση μεταξύ των δύο τύπων συστημάτων γεωεναλλακτών κλειστού

κύκλου, δηλαδή των οριζόντιων και των κατακόρυφων, προκύπτει το συμπέρασμα πως η

κατασκευή κατακόρυφων γεωεναλλακτών υπερέχει σε εφαρμογές έναντι των οριζόντιων. Το

γεγονός αυτό οφείλεται σε δύο καθοριστικούς παράγοντες:

i. Η απόδοση των κατακόρυφων συστημάτων δεν επηρεάζεται σχεδόν καθόλου από τις

θερμοκρασιακές μεταβολές του κλίματος, λόγω του μεγάλου βάθους εγκατάστασης τους, και

επομένως έχουν πιο σταθερή απόδοση έναντι των οριζόντιων συστημάτων.

ii. Τα κατακόρυφα συστήματα απαιτούν λιγότερη επιφάνεια εδάφους για την

εγκατάστασή τους, γεγονός σημαντικό ειδικά σε οικιστικές περιοχές που το κόστος απόκτησης

γης είναι πολύ υψηλό.

4.3 Συστήματα απευθείας εκτόνωσης

Τα συστήματα απευθείας εκτόνωσης (Direct expansion-DX) αποτελούν την πιο ειδική

μορφή συστημάτων αβαθούς γεωθερμίας. Είναι συστήματα που δεν χρησιμοποιούν νερό ή

αντιψυκτικό υγρό ως ενδιάμεσο φέρον ρευστό για την μετάδοση θερμότητας από το έδαφος

στο κτίριο, αλλά κλειστά κυκλώματα από σωληνώσεις χαλκού για την απευθείας μετάδοση

θερμότητας από το έδαφος στο ψυκτικό μέσο. Επιπροσθέτως, δίνεται η δυνατότητα να

δημιουργηθεί ένα μικρότερο γεωθερμικό κύκλωμα, τόσο ως προς το μήκος όσο και ως προς τη

διάμετρο των γεωτρήσεων, χάρη στο γεγονός της χρήσης σωληνώσεων χαλκού που

εξασφαλίζουν υψηλότερους βαθμούς απόδοσης, έναντι των αγωγών πολυαιθυλενίου που

χρησιμοποιούνται στα συμβατικά κλειστά κυκλώματα. Ο γεωεναλλάκτης σε συστήματα

απευθείας εκτόνωσης μπορεί να κατασκευαστεί σε οποιαδήποτε μορφή οριζόντιος,

κατακόρυφος ή και πλεγματικός και με οποιαδήποτε διάταξη. Αποτελεί τον

εξατμιστή/συμπυκνωτή της αντλίας θερμότητας και γι’ αυτό το λόγο απαιτείται η κατασκευή

του να είναι από χαλκό.


-ΕΚΣΔ- - 34 -

Εικόνα 4.12: Διάταξη συστήματος απευθείας εκτόνωσης αβαθούς γεωθερμίας [3]

Ορισμένα πλεονεκτήματα των συστημάτων απευθείας εκτόνωσης έναντι των

προηγούμενων συστημάτων είναι:

• απαιτούνται μικρότερα μήκη και διάμετροι σωληνώσεων για την εγκατάσταση του

συστήματος, διότι γίνεται απευθείας μετάδοση θερμότητας μεταξύ του ψυκτικού

ρευστού και της γης

• δεν χρησιμοποιούνται κυκλοφορητές στο πρωτεύον κύκλωμα της εγκατάστασης

• έχουν χαμηλότερα λειτουργικά έξοδα

Ωστόσο παρουσιάζουν και μειονεκτήματα έναντι των προαναφερθέντων συστημάτων, τα

οποία είναι:

• οι χάλκινες σωληνώσεις κινδυνεύουν από οξείδωση, γι’ αυτό σε πολλές περιπτώσεις,

καλύπτονται με έναν εξωτερικό μανδύα πολυαιθυλενίου,

• υπάρχει υψηλότερος κίνδυνος αστοχίας του συστήματος λόγω της χαμηλότερης

θερμοκρασίας του πρωτεύοντος κυκλώματος.

4.4 Υβριδικά συστήματα

Υβριδικά καλούνται τα συστήματα στα οποία παράλληλα με την εγκατάσταση του

γεωεναλλάκτη γίνεται και εγκατάσταση εναλλακτικών βοηθητικών συστημάτων πρόσδοσης ή

απόρριψης θερμότητας όπως π.χ. θερμαντήρες ή ψύκτες νερού, οι οποίοι μπορεί να κάνουν

χρήση διαφορετικών μορφών ενέργειας, αποσκοπώντας στην κάλυψη των αναγκών ενέργειας

για θέρμανση, ψύξη και παροχή ζεστού νερού χρήσης. Η εφαρμογή τέτοιων συστημάτων

μπορεί να οδηγήσει σε διατάξεις με ακόμη υψηλότερη απόδοση. Σκοπός των συστημάτων

αυτών είναι η πρόσδοση θερμότητας στο σύστημα όταν η θερμοκρασία του κυκλώματος του

γεωεναλλάκτη πέσει κάτω από την ελάχιστη θερμοκρασία σχεδιασμού της αντλίας θερμότητας

ή αντίστοιχα η απόρριψη θερμότητας προς το περιβάλλον στην περίπτωση που η θερμοκρασία

του ρευστού του πρωτεύοντος κυκλώματος υπερβεί την μέγιστη θερμοκρασία σχεδιασμού του

συστήματος και υπάρχει κίνδυνος αύξησης της θερμοκρασίας του εδάφους.


-ΕΚΣΔ- - 35 -

Έχουν παρατηρηθεί περιπτώσεις στις οποίες γίνεται σημαντική διαφοροποίηση της

θερμοκρασίας του εδάφους σε βάθος χρόνου λόγω της διαφοράς του ισοζυγίου

απολαβής/απόρριψης θερμότητας. Σε τέτοιες περιπτώσεις η χρησιμοποίηση ενός υβριδικού

συστήματος ταυτόχρονης χρήσης κλειστού και ανοιχτού κυκλώματος περιορίζει στο ελάχιστο

την πιθανότητα αστοχία της εγκατάστασης, καθώς διατηρεί τον συνολικό βαθμό απόδοσης του

συστήματος σε αποδοτικά όρια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ένα σχολικό κτίριο

στην νότια Αμερική, όπου παρατηρήθηκε πως η απορριπτόμενη θερμότητα προς το έδαφος

ήταν περισσότερη από την αντίστοιχη που αντλούνταν από τον κατακόρυφο κλειστό

γεωεναλλάκτη. Έτσι, για την αποφυγή της υπερθέρμανσης του εδάφους, γεγονός που θα μείωνε

δραματικά την απόδοση του συστήματος σε ψύξη, κατασκευάστηκε τεχνητή λίμνη ως

συμπληρωματικό μέσο για την απόρριψη θερμότητας. Η λειτουργία αυτού του συστήματος

παρουσιάζεται στην εικόνα 4.13.

Εικόνα 4.13: Υβριδικό σύστημα με ταυτόχρονη λειτουργία κλειστού και ανοιχτού

γεωεναλλάκτη [26]


-ΕΚΣΔ- - 36 -

4.5 Περιγραφή λειτουργίας ενός τυπικού γεωθερμικού συστήματος

Στην Εικόνα 4.14 παρουσιάζεται ένα τυπικό γεωθερμικό σύστημα που χρησιμοποιείται για

τη θέρμανση κτιρίων. Το σύστημα θέρμανσης εντός του κτιρίου μπορεί να είναι είτε

ενδοδαπέδιο (όπως φαίνεται στην εικόνα 4.14) είτε με σώματα ανεμιστήρα-στοιχείου (fan-coil)

είτε με κοινά θερμαντικά σώματα κατάλληλης επιφάνειας για χαμηλές θερμοκρασίες

λειτουργίας.

Εικόνα 4.14: Διάταξη τυπικού γεωθερμικού συστήματος για θέρμανση χώρων

Η λειτουργία του συστήματος ξεκινά με την ανταλλαγή θερμότητας κάτω από την

επιφάνεια της γης μεταξύ του εδάφους και του νερού (ή αντιψυκτικού-νερού) που κυκλοφορεί

εντός του γεωεναλλάκτη (1). Στη συνέχεια, εφόσον το σύστημα αποτελείται από πολλούς

βρόγχους συλλέγεται στο συλλέκτη ή διανομέα (2) και με τη βοήθεια του κυκλοφορητή του

πρωτεύοντος κυκλώματος (3) εισέρχεται στον εξατμιστή της ΑΘ (4i). Η αντλούμενη

θερμότητα από το έδαφος προκαλεί την εξάτμιση του ψυκτικού ρευστού της ΑΘ. Μετά τον

εξατμιστή, το ψυκτικό ρευστό εισέρχεται ως υπέρθερμος ατμός στον συμπιεστή (4ii), όπου

συμπιέζεται με σκοπό την αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας του στις επιθυμητές

συνθήκες. Στην συνέχεια το ψυκτικό μέσο εισέρχεται ως υπέρθερμος συμπιεσμένος ατμός στον

συμπυκνωτή (4iii), εντός του οποίου γίνεται η μεταφορά θερμότητας μεταξύ του ψυκτικού

μέσου και του αποδέκτη θερμότητας (νερού ή αέρα). Το ψυκτικό ρευστό συμπυκνώνεται,

γίνεται αλλαγή φάσης από αέριο σε υγρό και εισέρχεται στην βαλβίδα εκτόνωσης (4iv), όπου

στραγγαλίζεται με αποτέλεσμα τη μείωση της θερμοκρασίας και της πίεσης του και

επανεισέρχεται στον εξατμιστή. Στη συγκεκριμένη εφαρμογή της εικόνας 4.13 χρησιμοποιείται


-ΕΚΣΔ- - 37 -

ως αποδέκτης θερμότητας ένα ενδοδαπέδιο σύστημα (5), το οποίο βοηθάει την ΑΘ να

λειτουργεί με ένα πολύ καλό βαθμό απόδοσης λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας προσαγωγής

νερού στο σύστημα θέρμανσης (35-40℃). Το νερό του αποδέκτη θερμότητας, αφού θερμανθεί

από το ψυκτικό μέσο της ΑΘ στον συμπυκνωτή, μεταφέρεται μέσω σωληνώσεων και με την

βοήθεια ενός κυκλοφορητή (6) εντός των θερμαινόμενων χώρων, και αφού αποδώσει τη

θερμική του ενέργεια στον θερμαινόμενο χώρο επιστρέφει στον συμπυκνωτή της ΑΘ [27].

Ωστόσο στις περισσότερες εφαρμογές οι ΑΘ χρησιμοποιούνται με σκοπό τη θέρμανση

χώρων αλλά και την παράλληλη κάλυψη των απαιτήσεων σε ζεστό νερό χρήσης. Η διάταξη

ενός τέτοιου συστήματος παρουσιάζεται στην εικόνα 4.15.

Εικόνα 4.15: Διάταξη γεωθερμικού συστήματος ΑΘ νερού-νερού για θέρμανση χώρων

και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης [18]

Η λειτουργία αυτού του συστήματος είναι παρόμοια με την λειτουργία που περιγράφτηκε

παραπάνω, με τη βασική διαφορά να έγκειται στην τοποθέτηση μίας τρίοδης βαλβίδας (7) μετά

την ΑΘ. Η βαλβίδα αυτή έχει σκοπό τον διαχωρισμό της κυκλοφορίας του θερμού νερού που

εξέρχεται από την ΑΘ. Ένα μέρος του θερμού νερού αποθηκεύεται στο δοχείο αδρανείας (8),

από όπου μεταφέρεται στο δίκτυο για την παροχή ζεστού νερού χρήσης, ενώ το υπόλοιπο θερμό

νερό αποθηκεύεται σε ένα θερμοδοχείο αποθήκευσης (9) προκειμένου να καλύψει την

θέρμανση των χώρων, όταν αύτη απαιτείται. Επίσης η τρίοδη βαλβίδα δίνει την δυνατότητα

λειτουργίας της αντλίας είτε μόνο για την παραγωγή ζεστού νερού, είτε μόνο για την θέρμανση

των χώρων.

Όπως προαναφέρθηκε, ένα γεωθερμικό σύστημα μπορεί να λειτουργήσει σε συνδυασμό

με βοηθητικά συστήματα που χρησιμοποιούν ως πηγή τον ήλιο ή τον αέρα (υβριδικά

συστήματα) με σκοπό την αποδοτικότερη λειτουργία. Μία άκρως φιλική εφαρμογή προς το


-ΕΚΣΔ- - 38 -

περιβάλλον, αποτελεί ο συνδυασμός ενός γεωθερμικού κυκλώματος και ηλιακών συλλεκτών

με σκοπό την παράλληλη εκμετάλλευση της θερμότητας του εδάφους και της ηλιακής

ακτινοβολίας. Η μελέτη και εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων έχει δοκιμαστεί τα τελευταία

25 χρόνια σε πολλές χώρες. Ωστόσο, για την επίτευξη της ψύξης-θέρμανσης ενός κτιρίου μέσω

ηλιακών συστημάτων και γεωθερμικών αντλιών, απαιτείται προσεκτική μελέτη της

εγκατάστασης, όσον αφορά τον σχεδιασμό του συστήματος και τα άλλα χαρακτηριστικά του,

για τη συλλογή, αποθήκευση και διανομή της ηλιακή θερμότητας.

Τα παραπάνω συστήματα αποτελούνται από το σύνολο των ηλιακών συλλεκτών

(παραγωγή θερμικής ενέργειας), ένα θερμοδοχείο (buffer tank) που χρησιμοποιείται για την

αποθήκευση της ενέργειας, ένα σύστημα κύριας θερμικής ενέργειας, μία γεωθερμική αντλία

θερμότητας, ένα άμεσο σύστημα θέρμανσης με ικανοποιητική μάζα αποθήκευσης

(ενδοδαπέδια) και ένα σύστημα ελέγχου.

Κατά την διαδικασία λειτουργίας των συστημάτων αυτών οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν

να παρέχουν θερμότητα απευθείας στο σύστημα ζεστού νερού χρήσης, να τροφοδοτούν τα

συστήματα διανομής θερμότητας, αυξάνοντας την θερμοκρασία του εξατμιστή της ΑΘ, είτε να

επαναφορτίζουν το έδαφος μέσω του γεωεναλλάκτη. Σε περίπτωση που η ηλιακή ενέργεια δεν

επαρκεί, τότε τίθεται σε λειτουργία η ΑΘ και συμπληρώνει την απαιτούμενη ενέργεια. Με την

διαδικασία αυτή επιτυγχάνεται μεγάλη εξοικονόμηση καυσίμων και η θέρμανση των χώρων

και του ζεστού νερού χρήσης γίνεται με τρόπο φιλικό προς το περιβάλλον. Ένας σημαντικός

παράγοντας για τη σωστή λειτουργία του συστήματος είναι ο σωστός σχεδιασμός και η

κατασκευή του θερμοδοχείου, που αποτελεί ουσιαστικά την καρδιά του. Το θερμοδοχείο

πρέπει να είναι καλά θερμικά μονωμένο και να βοηθά στην διαστρωμάτωση της θερμοκρασίας

του νερού στο εσωτερικό του.

Μία εφαρμογή ενός υβριδικού συστήματος γεωθερμικής αντλίας θερμότητας με

υποβοήθηση από Ηλιακή Διάταξη (Solar Assisted Ground Source Heat Pump System- Hybrid

Type) μελετήθηκε στην περιοχή της Μεγάλης Παναγιάς στην Χαλκιδική για ένα διώροφο

σχολικό κτίριο με συνολική επιφάνεια θέρμανσης 1280 m2. Η εν λόγω εφαρμογή, όπως

προτάθηκε, παρουσιάζεται στην Εικόνα 4.16.


-ΕΚΣΔ- - 39 -

Εικόνα 4.16: Σχηματική απεικόνιση Υβριδικού Συστήματος Γεωθερμικής

Αντλίας Θερμότητας με υποβοήθηση από Ηλιακή Διάταξη [28]

Βασικό χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος είναι η διεποχική αποθήκευση

θερμότητας. Θερμότητα μέσω του πεδίου ηλιακών συλλεκτών συλλέγεται καθ’ όλη τη

διάρκεια του έτους από ένα πεδίο ηλιακών συλλεκτών, κυρίως όμως κατά τη θερινή περίοδο,

και αποθηκεύεται στο υπέδαφος μέσω ενός πεδίου γεωτρήσεων για χρήση κατά την επόμενη

χειμερινή περίοδο. Τη χειμερινή περίοδο η μεταφορά της θερμότητας από το υπέδαφος προς

το κτίριο γίνεται με τη βοήθεια μιας μονάδας αντλίας θερμότητας γεωθερμικού τύπου που και

αυτή θα είναι συζευγμένη με το πεδίο γεωτρήσεων μέσω ενός ανεξάρτητου κλειστού

κυκλώματος. Στο σύστημα εγκαθίσταται και ένα δοχείο αδρανείας (θερμοδοχείο), που

τροφοδοτείται από την αντλία θερμότητας (έξοδος από το συμπυκνωτή της αντλίας

θερμότητας-είσοδος στο δοχείο).

Βοηθητικά ένας λέβητας θερμού νερού προβλέπεται να λειτουργεί κυρίως τις πρωινές

ώρες για την αναθέρμανση του κτιρίου, όπου και απαιτείται η μέγιστη απόδοση ισχύος του

συστήματος. Ο λέβητας αυτός μπορεί να θεωρηθεί ως εφεδρική μονάδα λειτουργίας για τη

θέρμανση του κτιρίου σε περίπτωση βλάβης της αντλίας θερμότητας.

Ο Ελλαδικός χώρος χαρακτηρίζεται από έντονη ηλιοφάνεια, ακόμα και κατά την διάρκεια

του χειμώνα, και κυρίως στις νότιες περιοχές, οπότε είναι αρκετά εμφανές ότι ένα υβριδικό

σύστημα θέρμανσης-ψύξης με γεωθερμική και ηλιακή ενέργεια μπορεί να επιτύχει σημαντική

εξοικονόμηση ενέργειας και ιδίως όταν συνδυάζεται με σύστημα θέρμανσης χαμηλών

θερμοκρασιών, όπως η ενδοδαπέδια θέρμανση.


-ΕΚΣΔ- - 40 -

4.6 Κατασκευαστικές διαμορφώσεις κλειστών γεωθερμικών συστημάτων

Για τη διαμόρφωση των γεωεναλλακτών πρέπει να γίνει μία προσεκτική και καλά

μελετημένη εγκατάσταση ούτως ώστε να αποφευχθούν διάφορα προβλήματα που μπορούν να

οδηγήσουν στη φθορά ή ακόμα και την καταστροφή του συστήματος.

Στα οριζόντια συστήματα, ο γεωεναλλάκτης (ή συλλέκτης) πρέπει να τοποθετείται κατά

προτίμηση σε επιφάνειες κήπου, στις οποίες δεν χρειάζονται εργασίες συντήρησης κατά τη

διάρκεια του χειμώνα, καθώς το χιόνι λειτουργεί στην πραγματικότητα ως μονωτικό κάλυμμα,

με αποτέλεσμα να διατηρούνται υψηλές οι θερμοκρασίες του εδάφους. Ο βρόγχος του

γεωεναλλάκτη τοποθετείται οριζόντια χωρίς ενώσεις στο χώμα, ενώ για την προστασία του

συστήματος από πάγωμα, χρησιμοποιείται μίγμα νερού με αντιψυκτικό, συνήθως αλκοόλη ή

γλυκόλη, που παρέχει προστασία μέχρι και κάτω από τους -15οC. Το συγκεκριμένο μίγμα

ονομάζεται brine. Οι διαδρομές των μονωμένων αγωγών περιορίζονται σε ένα μήκος έως 100

μέτρων για σωλήνες διαμέτρου 25mm έως 400 μέτρα γι’ αυτές των 40 mm, προκειμένου να

μην υπάρχει μεγάλη πτώση πίεσης και αύξηση της ισχύος μεταφοράς. Η απαιτούμενη

επιφάνεια εκσκαφής για την τοποθέτηση ενός οριζόντιου γεωεναλλάκτη στον Ελλαδικό χώρο

κυμαίνεται από 1.5 έως 2 m2 ανά m2 θερμαινόμενης επιφάνειας, δηλαδή για μία μονοκατοικία

130 m2 θερμαινόμενης επιφάνειας απαιτείται περίπου 190-260 m2 επιφάνεια εκσκαφής.

Παράλληλα σημαντικός παράγοντας είναι οι ιδιότητες και οι θερμοκρασίες του εδάφους. Για

την προστασία του γεωεναλλάκτη από τραυματισμούς από την επιφάνεια του ορύγματος, η

κατασκευή του ξεκινά με την επίστρωση λεπτόκοκκης άμμου στην κατώτερη επιφάνεια της

εγκατάστασης. Εν συνεχεία, γίνεται η συναρμολόγηση και κόλληση των σωληνώσεων και

γίνονται οι απαραίτητες δοκιμές προκειμένου να ελεγχθούν τυχόν διαρροές. Τη διαδικασία

ακολουθεί και πάλι η επίστρωση λεπτόκοκκης άμμου για την προστασία των σωληνώσεων ενώ

το υπόλοιπο του ορύγματος καλύπτεται από τα υλικά της εκσκαφής.

Ένα σημαντικό πρόβλημα που μπορεί να προκύψει σε ένα οριζόντιο σύστημα είναι η

δημιουργία παγετού με κίνδυνο να προκληθούν ζημιές στο σπειροειδή σωλήνα. Το

συγκεκριμένο πρόβλημα διαπιστώνεται όταν η επιφάνεια του εδάφους, στο σημείο που έχουν

τοποθετηθεί οι συλλέκτες, αρχίζει να ανυψώνεται. Αυτό συμβαίνει διότι ο όγκος του εδάφους,

όταν το έδαφος γύρω από το συλλέκτη παγώνει, αυξάνεται. Το διαποτισμένο με νερό χώμα

περιέχει περίπου 35-40% νερό. Καθώς το νερό παγώνει, ο όγκος του αυξάνεται κατά 11%,

προκαλώντας έτσι έναν αυξημένο όγκο χώματος κατά περίπου 4% (0,4x0,11=0,04, δηλαδή

4%) [14].


-ΕΚΣΔ- - 41 -

Εικόνα 4.17: Ανύψωση εδάφους λόγω πάγου και διάμετρος παγώματος γύρω από

τον συλλέκτη [14]

Το συγκεκριμένο πρόβλημα μπορεί να αποφευχθεί στις χώρες της Νότιας και της

κεντρικής Ευρώπης εφόσον τηρηθούν πιστά οι κανόνες της μέγιστης άντλησης θερμικής

ισχύος αλλά και της χωροταξικής διάταξης του εδάφους. Εάν συμβούν ανυψώσεις του εδάφους

λόγω παγετού, αυτό λειτουργεί ως ένας δείκτης ότι έχει υπερκεραστεί η μέγιστη ισχύς

άντλησης θερμότητας, γεγονός που αποτελεί ένδειξη ότι η επιφάνεια του οριζόντιου συλλέκτη

είναι πολύ μικρή.

Για την ελαχιστοποίηση της πιθανότητας εμφάνισης ενός προβλήματος ανυψώσεων του

εδάφους λόγω παγετού, πρέπει κατά την διαστασιολόγηση του οριζόντιου γεωεναλλάκτη να

ελέγχονται οι ακόλουθοι παράμετροι:

• Αγωγιμότητα του εδάφους

• Σχεδίαση του συλλέκτη

• Θερμοκρασία του εδάφους

• Τοπικό κλίμα

• Ειδική εξόρυξη ενέργειας από το χώμα

• Ψυκτική ισχύς της αντλίας θερμότητας

Ο σχεδιασμός, η εγκατάσταση καθώς και η δοκιμαστική λειτουργία των γεωεναλλακτών

ακολουθεί το γερμανικό πρότυπο VDI 4640. Στον πίνακα 4.2 αναφέρεται η ειδική παραγωγή

της άντλησης θερμότητας ανά m2 επιφάνειας συλλέκτη. Οι τιμές ισχύουν για τις συνθήκες της

κεντρικής Ευρώπης και για ένα χρόνο λειτουργίας 1.800 ή 2.400 ωρών κατ’ έτος, σύμφωνα με

το VDI 4640. Σε ειδικές εφαρμογές με εκτενέστερη ετήσια λειτουργία πρέπει επίσης να ληφθεί

υπόψη το ετήσιο ειδικό έργο άντλησης θερμότητας, το οποίο καθορίζει την μακροπρόθεσμη

επίδραση. Η ετήσια άντληση ενέργειας πρέπει να κυμαίνεται από 50 έως 70 kWh/m2. Αυτό

έχει ισχύ μόνο για την λειτουργία για θέρμανση. Εφόσον υπάρχει απόρριψη θερμότητας κατά

τη διάρκεια του καλοκαιριού (ψύξη, επαναφόρτιση) οι τιμές του πίνακα μπορούν να

μεταβληθούν [14].


-ΕΚΣΔ- - 42 -

Πίνακας 4.2: Ειδική παραγωγή άντλησης θερμότητας σύμφωνα με το VDI 4640

(συνθήκες της Κεντρικής Ευρώπης) [14]

Σύσταση εδάφους Ειδική παραγωγή άντλησης θερμότητας

Για 1.800 h/έτος Για 2.400 h/έτος

Ξηρό, μη συνεκτικό έδαφος 10 W/m2 8 W/m2

Συνεκτικά εδάφη, υγρά 20-30 W/m2 16-24 W/m2

Κορεσμένη με νερό άμμος/αμμοχάλικο 40 W/m2 32 W/m2

Αντίστοιχα, στα κατακόρυφα συστήματα πρέπει να ελέγχεται η τοποθέτηση των αγωγών

της γεώτρησης, ως προς την πλήρωση αλλά και ως προς την απόσταση μεταξύ των γεωτρήσεων

όταν το σύστημα είναι πολλαπλών βρόγχων.

Η διάνοιξη των γεωτρήσεων στο επιθυμητό βάθος γίνεται με την μεταξύ τους απόσταση

να κυμαίνεται από 3-6 m. Η πυκνότητα των σωλήνων (U-tube), που τοποθετούνται στην

γεώτρηση, εξαρτάται τόσο από την διαθέσιμη έκταση του εδάφους αλλά και από τα φορτία

σχεδιασμού που θα κληθεί να αντιμετωπίσει ο γεωεναλλάκτης και κυμαίνεται από έναν έως

τέσσερις βρόγχους. Εναλλακτική μορφή σωλήνωσης για την κατασκευή του γεωεναλλάκτη

αποτελεί ο διπλός ομοαξονικός σωλήνας, ο οποίος ωστόσο δεν έχει εκτεταμένη χρήση. Στην

εικόνα 4.18 παρουσιάζεται η διαμόρφωση μίας γεώτρησης κατακόρυφου γεωεναλλάκτη με

σωλήνα σχήματος U (U-tube) μονού τύπου.

Εικόνα 4.18: Σχηματική απεικόνιση κατακόρυφου σωλήνα τύπου U σε τομή

Τα U-tube συστήματα μονού τύπου υπήρξαν ως πρότυπο για περίπου 30 χρόνια. Το βασικό

πλεονέκτημα ενός συστήματος U-tube μονού τύπου είναι η απλότητα του σχεδιασμού σε

σύγκριση με άλλες εναλλακτικές λύσεις, ενώ αντίστοιχα το βασικό μειονέκτημα αυτών των

συστημάτων είναι η σχετικά μικρή ικανότητα μεταφοράς θερμότητας.


-ΕΚΣΔ- - 43 -

Τα συστήματα διπλού, τριπλού και τετραπλού τύπου U-tube (Εικόνα 4.19) είναι απλές

επεκτάσεις της έννοιας του μονού U-tube. Τα κύρια προτερήματα των εναλλακτικών αυτών

συστημάτων έναντι του απλού μονού U-tube είναι ότι η επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας

αυξάνει και αντίστοιχα μειώνεται η επίδραση της σχετικά μεγάλης θερμικής αντίστασης των

πλαστικών σωλήνων [29].

Εικόνα 4.19: Σχηματική απεικόνιση α) διπλού, β) τριπλού και γ) τετραπλού τύπου U-

tube

Μετά την τοποθέτηση της σωλήνωσης ακολουθεί η πλήρωση της γεώτρησης με συμπαγές

υλικό, συνήθως μίγμα τσιμέντου, χαλαζιακής άμμου και μπετονίτη σε διάφορες αναλογίες. Το

σύνολο της γεώτρησης (γεωεναλλάκτης, υλικό πλήρωσης) πρέπει να έχει αντίσταση στα

υδροχημικά στοιχεία (π.χ. βαρέως μεταλλοποιημένο ύδωρ, δηλαδή νερό που αποτελείται από

ισότοπα υδρογόνου) και γι’ αυτό το λόγο αποτελείται από αντιδιαβρωτικά υλικά (π.χ. με

στρώμα χαλκού, ανοξείδωτο χάλυβα, πλαστικά), ενώ όπου είναι δυνατόν δεν χρησιμοποιείται

καμία υπόγεια ένωση. Ο σκοπός του υλικού πλήρωσης είναι αφενός η προστασία του

γεωεναλλάκτη από πιθανές καθιζήσεις του εδάφους και αφετέρου η βελτίωση της μετάδοσης

θερμότητας μεταξύ του εδάφους και του ρευστού του γεωεναλλάκτη. Στον πίνακα 4.3 δίνονται

ενδεικτικά ορισμένες τιμές για την ειδική άντληση θερμότητας, ανάλογα με την σύσταση του

εδάφους, ανά m οπής γεώτρησης.

Πίνακας 4.3:Τιμές ειδικής άντλησης θερμότητας από το έδαφος [14]

Σύσταση εδάφους Ειδική εξόρυξη θερμότητας

ανά m οπής γεώτρησης

Ξηρές φερτές ύλες 10-30 W/m

Αργιλικοί σχιστόλιθοι 20-55 W/m

Ξηρό πέτρωμα με υψηλή στάθμη θερμικής αγωγιμότητας 40-80 W/m

Υπέδαφος με μεγάλη ροή υπόγειου ύδατος 50-100 W/m

Ένας σημαντικός παράγοντας στο σχεδιασμό ενός συστήματος γεωθερμίας κατακόρυφου

τύπου αποτελεί η απόσταση μεταξύ των γεωτρήσεων σε περιπτώσεις όπου απαιτούνται


-ΕΚΣΔ- - 44 -

περισσότεροι από ένας σωλήνες τύπου U έτσι ώστε να αποφεύγεται οποιαδήποτε θερμική

αγωγιμότητα μεταξύ των σωλήνων. Αυτό μπορεί να εξασφαλιστεί εφόσον επιτευχθούν

ελάχιστες αποστάσεις της τάξης των 5 έως 6 m μεταξύ των γεωτρήσεων και με κατεύθυνση

ροής των υπογείων υδάτων όπως φαίνεται στην Εικόνα 4.20.

Εικόνα 4.20: Τοποθέτηση των κάθετων σωλήνων τύπου U (3 σωλήνες U) [14]

Τα κατακόρυφα συστήματα κλειστού κύκλου εφαρμόζονται και σε περιπτώσεις όπου

υπάρχει βραχώδες υπόστρωμα. Η Σουηδία αποτελεί ένα τέτοιο παράδειγμα, που τα πιο κοινά

συστήματα είναι ΑΘ βραχώδους υποστρώματος άμεσης εκτόνωσης, όπου ένας πλαστικός

σωλήνας U-tube γεμάτος με τοποθετείται στην οπή της γεώτρησης. H οπή της γεώτρησης

εφόσον εγκατασταθεί το U-tube δεν πληρώνεται με κάποιο υλικό ενώ το υπόγειο νερό είναι το

μέσο μεταφοράς θερμότητας μεταξύ του πετρώματος και του πλαστικού σωλήνα U. Σε αυτές

τις εφαρμογές ο γεωεναλλάκτης αποτελείται από ένα σωλήνα πολυαιθυλενίου PEM διαμέτρου

40 mm, και έχει συγκολλημένο ένα κατώτατο κομμάτι σχήματος U. Η συνηθέστερη τεχνική

για την διάτρηση βράχων περιλαμβάνει μία σφύρα, η οποία βυθίζεται στην οπή και

τροφοδοτείται με πεπιεσμένο αέρα μέσω των σωλήνων γεώτρησης (τεχνική “Down The Hole

Hammer”).

,


-ΕΚΣΔ- - 45 -

5. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Όπως αναφέρθηκε, τα γεωθερμικά συστήματα αποτελούνται από ένα σύνολο διατάξεων

και συσκευών, οι οποίες συζευγνύονται λειτουργικά.

Οι κυριότερες συσκευές που απαρτίζουν μια εγκατάσταση γεωθερμικού συστήματος είναι

ο γεωεναλλάκτης, η αντλία θερμότητας νερού/brine-νερού και το κύκλωμα θέρμανσης εντός

του κτιρίου. Οι δευτερεύουσες συσκευές είναι ο κυκλοφορητής, οι συλλέκτες προσαγωγής και

επιστροφής, η δεξαμενή αποθήκευσης, η δίοδη ηλεκτροβάνα, η βαλβίδα εξαέρωσης, ο

αυτόματος πλήρωσης, το δοχείο διαστολής, η βαλβίδα ασφαλείας και η δεξαμενή παρασκευής

ζεστού νερού χρήσης. Για την κατανόηση των λειτουργικών διαγραμμάτων των

εγκαταστάσεων, απαιτείται αρχικά η κατανόηση της λειτουργίας των παραπάνω συσκευών.

5.1 Περιγραφή συσκευών

Κυκλοφορητής

Ο κυκλοφορητής είναι μία αντλία φυγοκεντρικού τύπου που λειτουργεί με ηλεκτρικό

ρεύμα και μεταφέρει το νερό από την ΑΘ είτε προς τις τερματικές μονάδες του κυκλώματος

θέρμανσης (π.χ. ενδοδαπέδια ή fan-coils), είτε προς την δεξαμενή παρασκευής ζεστού νερού

χρήσης (ΖΝΧ). Επίσης διακινεί το μίγμα νερού-αντιπηκτικού (brine) από τον γεωεναλλάκτη

προς τη ΑΘ και αντίστροφα.

Ο κυκλοφορητής απαρτίζεται από τη φτερωτή, που αποτελεί το τμήμα ώθησης, τον

ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος εξασφαλίζει την περιστροφή της φτερωτής, το κέλυφος μέσα στο

οποίο κινείται η φτερωτή και το κουτί των ηλεκτρικών συνδέσεων. Οι κυκλοφορητές

διαχωρίζονται σε υδρολίπαντους και ελαιολίπαντους. Στις σημερινές εγκαταστάσεις

προτιμώνται οι υδρολίπαντοι κυκλοφορητές καθώς έχουν αθόρυβη λειτουργία, δεν χρειάζονται

συντήρηση και το νερό που διέρχεται από το εσωτερικό ψύχει και λιπαίνει τον κυκλοφορητή.

Ακόμη, διακρίνονται σε κυκλοφορητές σταθερών (πίνακας 5.1-α) [30] και μεταβλητών

στροφών (πίνακας5.1-β) [30]. Ωστόσο, κυκλοφορητές σταθερών στροφών συναντώνται μόνο

στις ήδη υπάρχουσες εγκαταστάσεις, καθώς από την 1η Αυγούστου του 2015, σύμφωνα με τον

Ευρωπαϊκό Κανονισμό (ΕΕ) 641/2009 [31], σε όλες τις εφαρμογές εγκαθίστανται

κυκλοφορητές υψηλής ενεργειακής κλάσης (μεταβλητών στροφών).

Συλλέκτης προσαγωγής/επιστροφής

Οι συλλέκτες προσαγωγής και επιστροφής (πίνακας 5.1-γ) [32] του νερού είναι συσκευές

που περιλαμβάνουν μία είσοδο που συνδέεται με τον αγωγό προσαγωγής και μία με τον αγωγό

επιστροφής του νερού του υδραυλικού κυκλώματος αντίστοιχα, και εξόδους όσες οι ζώνες

θέρμανσης/ψύξης που τροφοδοτούνται από αυτούς. Το υλικό κατασκευής του είναι

ορείχαλκος.


-ΕΚΣΔ- - 46 -

Δοχείο αδρανείας (buffer tank)

Το δοχείο αδρανείας (πίνακας 5.1-δ) είναι μία συσκευή που τοποθετείται σε σειρά με

την ΑΘ στο δίκτυο προσαγωγής (λειτουργία θέρμανσης) ή επιστροφής (λειτουργία ψύξης), είτε

παράλληλα με αυτή.

Ουσιαστικά πρόκειται για ένα θερμοδοχείο με πολύ καλή θερμομόνωση, που αυξάνει τον

συνολικό όγκο νερού της εγκατάστασης και επομένως τη θερμική αδράνεια του συστήματος

θέρμανσης/ψύξης. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζεται ένα ελάχιστο χρονικό όριο λειτουργίας

του συμπιεστή της ΑΘ, μειώνοντας έτσι τη συχνότητα των επανεκκινήσεων του συμπιεστή και

συμβάλλοντας θετικά στην διάρκεια ζωής της συσκευής.

Σε εφαρμογές όπου η ΑΘ συνδυάζεται με συστήματα θέρμανσης με χαμηλή

περιεκτικότητα σε νερό (π.χ. τύπου fan-coils) η εγκατάσταση του δοχείου αδρανείας κρίνεται

απαραίτητη. Η χωρητικότητα του δοχείου καθορίζεται από την ισχύ της ΑΘ.

Δεξαμενή ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ)

Η δεξαμενή ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ) είναι ένα θερμοδοχείο, το οποίο

χρησιμοποιείται για την παρασκευή και αποθήκευση ΖΝΧ σε εγκαταστάσεις που συνδυάζονται

με ΑΘ. Εντός της δεξαμενής υπάρχει ένας εναλλάκτης θερμότητας. Το ΖΝΧ μπορεί να

παρασκευαστεί με δύο τρόπους: α) στο εσωτερικό του εναλλάκτη διακινείται θερμό νερό του

υδραυλικού κυκλώματος της ΑΘ και θερμαίνει το κρύο νερό που προσάγεται από το δίκτυο

ύδρευσης (εικόνα 5.1-α) είτε β) εντός του εναλλάκτη διέρχεται το νερό χρήσης από το δίκτυο

ύδρευσης το οποίο θερμαίνεται από το αποθηκευμένο ζεστό νερό (εικόνα 5.1-β). Η

διαστασιολόγηση του δοχείου γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε η επιφάνεια του εναλλάκτη να είναι

επαρκής για την παραγωγή ζεστού νερού (45℃).

Εικόνα 5.1: Δοχείο ΖΝΧ όπου α) το νερό του υδραυλικού κυκλώματος της ΑΘ διέρχεται

από τον εναλλάκτη θερμότητας και β) το νερό του δικτύου ύδρευσης διέρχεται από τον

εναλλάκτη θερμότητας [33]

Μία τρίτη κατασκευαστική διαμόρφωση για την παρασκευή ΖΝΧ αποτελεί η χρήση ενός

εξωτερικού πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας. Σε μία τέτοια εφαρμογή, το ΖΝΧ


-ΕΚΣΔ- - 47 -

προπαρασκευάζεται στην δεξαμενή αποθήκευσης ΖΝΧ και στην συνέχεια οδηγείται σε έναν

εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας ο οποίος θερμαίνει κατευθείαν το νερό από την κεντρική

παροχή µε γρήγορο και αποδοτικό τρόπο. Μία τέτοια εγκατάσταση παρουσιάζεται στην εικόνα

5.2.

Εικόνα 5.2: Παραγωγή ΖΝΧ από σύστημα ΑΘ, δεξαμενής ΖΝΧ και εξωτερικού

πλακοειδή εναλλάκτη [33]

Βαλβίδα εξαέρωσης

Ένα συνηθισμένο φαινόμενο στα δίκτυα σωληνώσεων ενός συστήματος θέρμανσης και

κλιματισμού είναι η συσσώρευση αέρα σε διάφορα σημεία του δικτύου. Ο αέρας αυτός

εγκλωβίζεται στο δίκτυο, με την μορφή φυσαλίδων, είτε κατά την αρχική διαδικασία πλήρωσης

του δικτύου, είτε στη συνέχεια λόγω μείωσης της πίεσης του νερού εντός του δικτύου.

Για την απομάκρυνση του εγκλωβισμένου αέρα από το δίκτυο χρησιμοποιούνται

αυτόματες διατάξεις που ονομάζονται βαλβίδες εξαέρωσης. Η βαλβίδα εξαέρωσης είναι μία

συσκευή η οποία διαθέτει ένα πλωτήρα που οδηγεί ένα βελονοειδές έμβολο μέσω του οποίου

φράσσεται μία μικρή οπή και από όπου αφαιρείται ο εγκλωβισμένος αέρας (πίνακας 5.1-ε)

[27]. Η τοποθέτηση της βαλβίδας εξαέρωσης γίνεται είτε σε σημεία όπου η θερμοκρασίες του

νερού είναι υψηλές (αμέσως μετά την ΑΘ) , είτε στα υψηλότερα σημεία της εγκατάστασης.

Αυτόματος πλήρωσης

Ο αυτόματος πλήρωσης (πίνακας 5.1-στ) [27] είναι μία συσκευή που χρησιμοποιείται για

την πλήρωση μίας εγκατάστασης με νερό. Πέρα από την αρχική πλήρωση χρησιμοποιείται και

για την αναπλήρωση νερού που εξέρχεται από την εγκατάσταση, είτε από την βαλβίδα

ασφαλείας, είτε μέσω των εξαεριστικών ή από μικρές απώλειες του δικτύου (π.χ. από φλάντζες

αντλιών, από θερμαντικά σώματα κ.λπ.) με σκοπό τη διατήρηση της κατάλληλης πίεσης για

την λειτουργία του δικτύου.

Οι σύγχρονοι αυτόματοι πλήρωσης διαθέτουν ενσωματωμένη μία αντεπίστροφη βαλβίδα

(πίνακας 5.1 ζ) [34] που δεν επιτρέπει την επιστροφή του νερού στο δίκτυο ύδρευσης, ένα


-ΕΚΣΔ- - 48 -

μειωτή πίεσης, ο οποίος μειώνει την πίεση του δικτύου και διατηρεί μία ελάχιστη πίεση στο

σύστημα, και μία βάνα αποκοπής για την διακοπή της ροής εφόσον κριθεί απαραίτητο.

Βαλβίδα ασφαλείας

Σε όλα τα κλειστά συστήματα εγκαταστάσεων θέρμανσης υπάρχει ο κίνδυνος να ανέβει η

πίεση του δικτύου πάνω από τα επιτρεπτά όρια. Η δημιουργία πίεσης μεγαλύτερη από την

επιτρεπόμενη μπορεί να είναι καταστροφική για την λειτουργία της εγκατάστασης. Για τον

λόγο αυτό κρίνεται απαραίτητη η εγκατάσταση μίας βαλβίδας ασφαλείας (εικόνα 2.3-η), η

οποία παραμένει κλειστή μέχρι η πίεση του δικτύου να προσεγγίσει την ονομαστική της πίεση,

ενώ ανοίγει αυτόματα, όταν η πίεση του δικτύου ξεπεράσει την ονομαστική της πίεση,

επιτρέποντας την έξοδο μίας ποσότητας νερού από το σύστημα, με αποτέλεσμα την επαναφορά

της πίεσης στα επιτρεπτά όρια.

Δίοδη ηλεκτροβάνα

Η δίοδη ηλεκτροβάνα (πίνακας 5.1-θ) [27] είναι μία συσκευή η οποία μπορεί να διακόψει

πλήρως την ροή του νερού διαμέσου ενός αγωγού του δικτύου, για λόγους ασφαλείας ή

συντήρησης. Ελέγχεται από τον πίνακα ελέγχου της εγκατάστασης.

Η συσκευή αυτή χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο για να αποτρέψει την ροή εντός αγωγών

που εξυπηρετούν διαφορετικές ζώνες ενός κτιρίου. Ακόμη χρησιμοποιείται σε συστήματα όπου

η θέρμανση γίνεται μέσω θερμαντικών σωμάτων και η ψύξη μέσω ενδοδαπέδιου κλιματισμού,

όπου ανάλογα με τις εντολές που θα δεχθεί διακόπτει είτε την ροή νερού από το κύκλωμα τον

θερμαντικών σωμάτων, είτε από το κύκλωμα του ενδοδαπέδιου κλιματισμού.

Δοχείο διαστολής

Το νερό που κυκλοφορεί εντός του υδραυλικού κυκλώματος, όταν τίθεται εντός και

εκτός λειτουργίας η εγκατάσταση, υπόκεινται σε μεγάλες θερμοκρασιακές διαφορές. Για τον

λόγο αυτό σε όλες τις εγκαταστάσεις θέρμανσης τοποθετείται ένα κλειστό δοχείο διαστολής

(πίνακας 5.1-ι) [27].

Το δοχείο διαστολής αποτελείται από ένα χαλύβδινο κέλυφος και στο εσωτερικό του

περιλαμβάνει μία πολυμερή μεμβράνη (διάφραγμα). Ανάμεσα στο διάφραγμα και το εξωτερικό

κέλυφος, στο ένα μέρος εγκλωβίζεται αέρας ο οποίος προφορτίζεται σε μία πίεση ανάλογη της

εγκατάστασης, ενώ στο άλλο μέρος εισχωρεί το νερό της εγκατάστασης. Έτσι, όταν το νερό

διαστέλλεται μειώνεται ο όγκος του αέρα και η πίεση του συστήματος αυξάνεται ελαφρά. Όταν

το νερό ψύχεται εκ νέου, επανέρχεται στον αρχικό όγκο του και η μεμβράνη στην αρχική της

θέση.


-ΕΚΣΔ- - 49 -

Πίνακας 5.1: Βασικές συσκευές εγκατάστασης γεωθερμικού συστήματος

(α) Κυκλοφορητής σταθερών στροφών

(β) Κυκλοφορητής μεταβλητών στροφών

(γ) Συλλέκτης προσαγωγής/επιστροφής

(δ) Δοχείο αδρανείας

(ε) Βαλβίδα εξαέρωσης

(στ) Αυτόματος πλήρωσης


-ΕΚΣΔ- - 50 -

(ζ) Αντεπίστροφη βαλβίδα

(η) Βαλβίδα ασφαλείας

(θ) Δίοδη ηλεκτροβάνα

(ι) Δοχείο διαστολής

5.2 Λειτουργικά διαγράμματα

Τα λειτουργικά διαγράμματα γεωθερμικών συστημάτων που παρουσιάζονται σε αυτή την

ενότητα είναι τυπικές απεικονίσεις εγκαταστάσεων με ΑΘ νερού/brine-νερού για θέρμανση,

ψύξη και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης. Επισημαίνεται ότι κάθε κατασκευαστής προτείνει

την δική του λύση για την τοποθέτηση και την εγκατάσταση της ΑΘ στον χώρο καθώς και τις

απαραίτητες συσκευές και εξαρτήματα για την ομαλή λειτουργία της. Τα διαγράμματα που θα

παρουσιαστούν αφορούν κυρίως τις εφαρμογές σε κτήρια κατοικιών και γραφείων.

Σε όλες τις εικόνες που ακολουθούν, το θερμό νερό προσαγωγής από την ΑΘ στο χώρο

απεικονίζεται με κόκκινο χρώμα στην περίπτωση της θέρμανσης ενώ το ψυχρό νερό

προσαγωγής από την ΑΘ στο χώρο απεικονίζεται με μπλε χρώμα στην περίπτωση της ψύξης,

το νερό επιστροφής στην ΑΘ και τον γεωεναλλάκτη με μπλε χρώμα και το νερό που

προσάγεται στην ΑΘ από τον γεωεναλλάκτη στην θερμοκρασία του εδάφους με ροζ χρώμα.

Στην εικόνα 5.3 παρουσιάζεται ένα τυπικό λειτουργικό διάγραμμα μιας εγκατάστασης

θέρμανσης που εξυπηρετεί μία ζώνη (π.χ. ένα διαμέρισμα) με ενδοδαπέδιο σύστημα. Στην

συγκεκριμένη εφαρμογή ο γεωεναλλάκτης προωθεί, μέσω ενός κυκλοφορητή νερό ή μίγμα


-ΕΚΣΔ- - 51 -

νερού αντιπηκτικού στην ΑΘ. Έπειτα, με την λειτουργία της ΑΘ και την βοήθεια ενός

κυκλοφορητή το θερμό νερό προσάγεται στο συλλέκτη προσαγωγής και από εκεί στο

ενδοδαπέδιο κύκλωμα θέρμανσης, όπου αποδίδει την θερμότητα του στον χώρο και επιστρέφει

στην ΑΘ μέσω του συλλέκτη επιστροφής για την επαναλειτουργία του κύκλου.

Εικόνα 5.3: Σχηματική απεικόνιση γεωθερμικού συστήματος με ενδοδαπέδια θέρμανση

[27]

Όπως αναφέρθηκε στην προηγούμενη ενότητα η εγκατάσταση μίας δεξαμενής

αποθήκευσης κρίνεται απαραίτητη σε περιπτώσεις όπου η ΑΘ καλείται να καλύψει τις θερμικές

ανάγκες πολλαπλών ζωνών ή όταν το σύστημα απόδοσης θέρμανσης είναι σύστημα χαμηλής

περιεκτικότητας σε νερό. Ένα τέτοιο παράδειγμα δίνεται στο λειτουργικό διάγραμμα που

παρουσιάζεται στην εικόνα 5.4.

Σε αυτό το παράδειγμα η ΑΘ καλύπτει τις θερμικές ανάγκες πολλών ζωνών. Μία δεξαμενή

αποθήκευσης (δοχείο αδρανείας) τοποθετείται στον αγωγό προσαγωγής μετά την ΑΘ.

Χωρίς την ύπαρξη του δοχείου αδρανείας στην περίπτωση όπου η κάλυψη των θερμικών

αναγκών δεν απαιτούνταν ταυτόχρονα σε όλες τις ζώνες, θα έπρεπε κάθε φορά που μία ζώνη

έχει ανάγκη θέρμανσης να εκκινεί η ΑΘ, με αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού

εκκινήσεων/παύσεων της και την μείωση της διάρκειας ζωής της λόγω του κινδύνου βλάβης

στον συμπιεστή. Επομένως, εγκαθιστώντας το δοχείο αδρανείας η ΑΘ αποθηκεύει θερμό νερό

εντός του δοχείου εξασφαλίζοντας την κάλυψη των θερμικών αναγκών των ζωνών ακόμη και

για αρκετό χρονικό διάστημα από την απενεργοποίησή της.

Επίσης, δοχείο αδρανείας χρησιμοποιείται και σε περιπτώσεις όπου το σύστημα

θέρμανσης έχει ως τερματικές μονάδες ανεμιστήρα-στοιχείου (fan-coils). Η συνδεσμολογία

παραμένει η ίδια με αυτή της εικόνας 5.4.


-ΕΚΣΔ- - 52 -


και δοχείο αδρανείας [27]

Στην εικόνα 5.5 παρουσιάζεται ένα τυπικό λειτουργικό διάγραμμα μίας εγκατάστασης

θέρμανσης με ενδοδαπέδιο σύστημα που εξυπηρετεί μία ζώνη και συγχρόνως έχει τη

δυνατότητα παρασκευής ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ). Σε μία τέτοια εγκατάσταση η λειτουργία

σε θέρμανση γίνεται ακριβώς όπως περιγράφτηκε σε προηγούμενη περίπτωση (εικόνα 5.3).

Η παρασκευή ΖΝΧ γίνεται σε έναν προθερμαντήρα που βρίσκεται εντός της ΑΘ. Μία

εναλλακτική περίπτωση είναι η τοποθέτηση μίας τρίοδης βάνας μετά την ΑΘ στον αγωγό

προσαγωγής προκειμένου να γίνεται τροφοδοσία ζεστού νερού από την αντλία είτε στο

σύστημα θέρμανσης είτε στη δεξαμενή παρασκευής ΖΝΧ. Σε όλες τις εφαρμογές, όταν μία ΑΘ

καλύπτει και τις ανάγκες σε ΖΝΧ, η παρασκευή του έχει προτεραιότητα σε σύγκριση με την

κάλυψη των θερμικών αναγκών των χώρων.


-ΕΚΣΔ- - 53 -

Στη συγκεκριμένη εφαρμογή, κρύο νερό από την δεξαμενή παρασκευής ΖΝΧ εισέρχεται

στον προθερμαντήρα ΖΝΧ που βρίσκεται εντός της ΑΘ. Εκεί γίνεται εναλλαγή θερμότητας

μεταξύ του υπέρθερμου ατμού που εξάγεται από τον συμπιεστή και του κρύου νερού της

δεξαμενής ΖΝΧ. Στην συνέχεια το θερμό νερό προσάγεται στην δεξαμενή παρασκευής ΖΝΧ

όπου και με την βοήθεια μίας ηλεκτρικής αντίστασης θερμαίνεται στην κατάλληλη

θερμοκρασία και οδηγείται προς κατανάλωση.


και Παρασκευή ΖΝΧ [27]

Στην εικόνα 5.6 παρουσιάζεται ένα τυπικό λειτουργικό διάγραμμα μίας εγκατάστασης που

εξυπηρετεί πολλές ανεξάρτητες ζώνες (πχ. ένα διαμέρισμα με θερμαντικά σώματα σε κάθε

χώρο) χρησιμοποιώντας ως σύστημα απόδοσης θερμότητας θερμαντικά σώματα. Επίσης,

εξυπηρετεί και την παρασκευή ΖΝΧ. Η λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος είναι παρόμοια

με αυτή που περιγράφτηκε στην εικόνα 5.5. Η μόνη διαφορά με την προηγούμενη περίπτωση

είναι ότι στην συγκεκριμένη εγκατάσταση χρησιμοποιούνται θερμαντικά σώματα για την


-ΕΚΣΔ- - 54 -

κάλυψη των αναγκών σε θέρμανση. Σε κάθε θερμαντικό σώμα τοποθετείται μία θερμοστατική

βαλβίδα που δίνει την δυνατότητα ελέγχου της θερμοκρασίας σε κάθε χώρο ανεξάρτητα. Και

σε αυτή την περίπτωση κρίνεται απαραίτητη η χρήση ενός δοχείου αδρανείας, επιτυγχάνοντας

εξοικονόμηση ενέργειας και αποφεύγοντας συνεχείς παύσεις και εκκινήσεις της ΑΘ. Ακόμη

για την καλύτερη λειτουργία του συστήματος υπάρχει ένας πίνακας ελέγχου που ρυθμίζει

ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία, την θερμοκρασία εντός του δοχείου αδρανείας. Η

επιφάνεια των θερμαντικών σωμάτων υπολογίζεται στην αντίστοιχη θερμοκρασία προσαγωγής

νερού από την ΑΘ, οπότε είναι αυξημένη σε σχέση με αυτή σε υψηλές θερμοκρασίες.

Εικόνα 5.6: Σχηματική απεικόνιση γεωθερμικού συστήματος με θερμαντικά σώματα,

δοχείο αδρανείας και παρασκευή ΖΝΧ [27]

Στην εικόνα 5.7, παρουσιάζεται το λειτουργικό διάγραμμα εγκατάστασης ενός

συνδυασμένου συστήματος θέρμανσης-ψύξης με γεωθερμική αντλία θερμότητας (ΑΘ) και

ηλιακούς συλλέκτες. Το συγκεκριμένο σύστημα μπορεί να λειτουργήσει με τρεις

διαφορετικούς τρόπους καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους και η κάθε λειτουργία ελέγχεται

αυτόματα. Κατά τον τρόπο λειτουργίας 1, δουλεύουν ταυτόχρονα και τα δύο συστήματα, ενώ

οι ηλιακοί συλλέκτες επαναφορτίζουν το έδαφος μέσω του γεωεναλλάκτη. Κατά τον τρόπο

λειτουργίας 2, ο γεωεναλλάκτης ψύχει το κτίριο χρησιμοποιώντας ως αποδέκτη θερμότητας το

έδαφος, λειτουργώντας σε συνδυασμό με την λειτουργία 1. Στον τρόπο λειτουργίας 3, οι


-ΕΚΣΔ- - 55 -

ηλιακοί συλλέκτες θερμαίνουν το κτίριο ενώ όταν η ηλιακή ενέργεια δεν είναι επαρκής για

θέρμανση τότε λειτουργεί και η ΑΘ βοηθώντας το σύστημα των ηλιακών συλλεκτών.

Παρόλα αυτά, ο βέλτιστος σχεδιασμός του συστήματος παρατηρείται όταν οι ηλιακοί

συλλέκτες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης κατά την διάρκεια του

καλοκαιριού και για την επαναφόρτιση του εδάφους μέσω του γεωεναλλάκτη κατά την

χειμερινή περίοδο. Ωστόσο, η βασική δυσκολία των υποβοηθούμενων αυτών συστημάτων από

τους ηλιακούς συλλέκτες είναι η υλοποίηση του βέλτιστου σχεδιασμού και αυτόματου ελέγχου

της διάταξης.

Εικόνα 5.7: Λειτουργικό διάγραμμα υβριδικού συστήματος θέρμανσης-ψύξης με

γεωεναλλάκτη και ηλιακούς συλλέκτες [35]

Στην εικόνα 5.8 παρουσιάζεται το λειτουργικό διάγραμμα μίας εγκατάστασης που

εξυπηρετεί μία ζώνη θέρμανσης με ενδοδαπέδιο σύστημα. Η ΑΘ χρησιμοποιείται και για την

παρασκευή ΖΝΧ, όταν αυτό απαιτείται. Στο σύστημα έχουν εγκατασταθεί και ηλιακοί

συλλέκτες. Στη συγκεκριμένη εγκατάσταση δεν χρησιμοποιείται δεξαμενή αποθήκευσης

καθώς το σύστημα εξυπηρετεί μία ζώνη.

Η παρασκευή του ΖΝΧ γίνεται κατά κύριο λόγο από τον ηλιακό συλλέκτη. Σε συνθήκες

όμως που η ηλιακή ενέργεια του συλλέκτη δεν είναι αρκετή για να θερμάνει το νερό σε μία

ελάχιστη θερμοκρασία των 45℃, λειτουργεί βοηθητικά η ΑΘ. Αυτό επιτυγχάνεται με μία

τρίοδη βαλβίδα, η οποία ελέγχεται από τον πίνακα ελέγχου της εγκατάστασης, εκτρέποντας

την ροή του θερμού νερού από το κύκλωμα θέρμανσης προς την δεξαμενή παρασκευής ΖΝΧ.

Αντίστοιχα, όταν καλυφθεί η απαίτηση για ΖΝΧ, η τρίοδη βαλβίδα επιστρέφει στην αρχική της

θέση προκειμένου η ΑΘ να καλύψει τις θερμικές απαιτήσεις του χώρου. Όπως προαναφέρθηκε,

για την ΑΘ η κάλυψη των αναγκών σε ΖΝΧ έχει προτεραιότητα σε σύγκριση με την κάλυψη

των θερμικών αναγκών των χώρων.


-ΕΚΣΔ- - 56 -

Εικόνα 5.8: Σχηματική απεικόνιση γεωθερμικού συστήματος ενδοδαπέδιας θέρμανσης,

παρασκευής ΖΝΧ και υποβοήθηση με ηλιακούς συλλέκτες

Στην εικόνα 5.9 που ακολουθεί παρουσιάζεται ένα λειτουργικό διάγραμμα μίας

εγκατάστασης που εξυπηρετεί δύο ανεξάρτητες ζώνες σε θέρμανση και ψύξη (πχ. ένα

διαμέρισμα με θερμαντικά σώματα και fan-coil σε κάθε χώρο) καθώς επίσης και τις ανάγκες

σε ΖΝΧ. Για την λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος, η κάλυψη των αναγκών για θέρμανση

γίνεται μέσω των θερμαντικών σωμάτων, ενώ κατά την θερινή περίοδο απομονώνονται τα

θερμαντικά σώματα και η λειτουργία της ψύξης γίνεται μέσω των fan-coils. Η παρασκευή του

ΖΝΧ γίνεται με την βοήθεια του προθερμαντήρα, της δεξαμενής ΖΝΧ και ενός λέβητα ορυκτού

καυσίμου, όταν αυτό απαιτείται. Επίσης κρίνεται απαραίτητη η τοποθέτηση ενός δοχείου

αδρανείας επιτυγχάνοντας εξοικονόμηση ενέργειας και αποφεύγοντας συνεχείς παύσεις και

εκκινήσεις της ΑΘ.


-ΕΚΣΔ- - 57 -

Εικόνα 5.9: Σχηματική απεικόνιση υβριδικού συστήματος θέρμανσης-ψύξης με

γεωεναλλάκτη, fan-coil και λέβητα ορυκτού καυσίμου

6. Συγκριτική ανάλυση των συντελεστών απόδοσης COP και EER αντλιών θερμότητας εδάφους-νερού

-ΕΚΣΔ- - 58 -

6. ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΑΠΟΔΟΣΗΣ COP

ΚΑΙ EER ΑΝΤΛΙΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΔΑΦΟΥΣ-ΝΕΡΟΥ

6.1 Γενικά

Στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζεται μία συγκριτική ανάλυση των συντελεστών απόδοσης

ΑΘ σε θέρμανση (COP) και ψύξη (EER) και πιο συγκεκριμένα, η συσχέτιση μεταξύ των COP

και EER αντίστοιχα με τη θερμική και την ψυκτική ισχύ των ΑΘ, καθώς επίσης και με την

διαφορά θερμοκρασίας εξόδου του νερού από την ΑΘ με την θερμοκρασία του εδάφους.

Όλα τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν ήταν σύμφωνα με το ευρωπαϊκό πρότυπο

ΕΝ14511-2 [36]. Το συγκεκριμένο πρότυπο ορίζει τις θερμοκρασίες εξόδου του νερού από την

ΑΘ (35℃ και 45℃ για τη λειτουργία της θέρμανσης και 18℃ και 7℃ για τη λειτουργία της

ψύξης) και τις θερμοκρασίες εισόδου του νερού από τον γεωεναλλάκτη στην ΑΘ (0℃ και

10℃ για εφαρμογές θέρμανσης, όπου χρησιμοποιείται ως ρέον ρευστό στον γεωεναλλάκτη

brine και νερό αντίστοιχα, και 30℃ για εφαρμογές ψύξης).

6.2 Στοιχεία δείγματος

Στα πλαίσια της εργασίας συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν στοιχεία από τα data books 122

μοντέλων αντλιών θερμότητας νερού/brine-νερού από 7 διαφορετικές κατασκευαστικές

εταιρείες. Οι κατασκευαστές είναι: Climaveneta, Rhoss, Daikin, Viessman, Hoval,

Waterfurnace και η Stiebel Eltron. Η συλλογή των στοιχείων έγινε είτε από το διαδίκτυο (όπου

αυτό ήταν δυνατόν) είτε μέσω επικοινωνίας με τον αντιπρόσωπο της εταιρείας στην Ελλάδα.

Από τα data books των παραπάνω κατασκευαστών καταγράφηκαν η θερμική ισχύς [kW],

ο συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία εξόδου του νερού από τον

συμπυκνωτή της ΑΘ και τη θερμοκρασία του νερού/brine εισαγωγής από το κύκλωμα του

γεωεναλλάκτη, καθώς και η απαιτούμενη ηλεκτρική ισχύς [kW] του συμπιεστή για τη

λειτουργία της θέρμανσης. Επιπρόσθετα, σε όσα από τα παραπάνω μοντέλα λειτουργούν και

σε ψύξη, με αντιστροφή του ψυκτικού κύκλου, καταγράφηκαν η ψυκτική ισχύς [kW], ο

συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία εξόδου του νερού από την ΑΘ

και την θερμοκρασία του εδάφους, καθώς και η απαιτούμενη ηλεκτρική ισχύς [kW] του

συμπιεστή για την λειτουργία της ψύξης. Στον Πίνακα 6.1 παρουσιάζονται όλοι οι

κατασκευαστές καθώς και τα αντίστοιχα μοντέλα τους.


-ΕΚΣΔ- - 59 -

Πίνακας 6.1: Εξεταζόμενες ΑΘ νερού (ή μίγμα νερού-αιθυλενογλυκόλης)-νερού

Εταιρία Εταιρία

RHOSS

DAIKIN

Vitocal 343-G/BWT 341.B06÷B10

Thermalia Comfort 06÷17

Thermalia Comfort H05÷H10

Thermalia Twin 20÷42

Thermalia Twin H13÷H22

Thermalia Dual 55÷140

Thermalia Dual H35÷H90

NKW 30÷150 WATERFURNACE

STIEBEL ELTRON

VIESSMAN

VIESSMAN

THHEY 105÷240

Vitocal 222-G/BWT 221.A06÷A10

Vitocal 222-G/BWT-M 221.A06÷A10

Vitocal 242-G/BWT 241.A06÷A10

Vitocal 242-G/BWT-M 241.A06÷A10

NSKW 06÷17

WPC 5÷13

WPF 5÷66

WPF 7÷16 BASIC

WPF 7÷16 M

WPF 27HT

Μοντέλο Μοντέλο

0011÷0041 BWR MTD2 230V

EGSQH10S1819W

0025÷0121 BWR MTD2 400V

Vitocal 200-G/BWC-M 201.A06÷A10

Vitocal 300-G/BWC 301.B06÷B17

CLIMAVENETA

Vitocal 200-G/BWC 201.A06÷A17

Vitocal 300-G/BW 301.B06-BWS 301.B06÷

BW 301.B17-BWS 301.B17

Vitocal 300-G/BWC 301.A21-BWS 301.A21÷

BWC 301.A45-BWS 301.A45

Vitocal 350-G/BW 351.Β20-BWS 351.Β20÷

BW 351.Β42-BWS 351.Β42

Vitocal 333-G/BWT331.B06-BWT NC 331.B06÷

BWT331.B10-BWT NC 331.B10

HOVAL

THERMALIA


-ΕΚΣΔ- - 60 -

6.3 Παρουσίαση αποτελεσμάτων

6.3.1 Συσχέτιση του συντελεστή COP με την θερμική ισχύ ΑΘ

Η συγκριτική ανάλυση του συντελεστή COP με τη θερμική ισχύ της ΑΘ

πραγματοποιήθηκε για θερμοκρασίες εξόδου του θερμού νερού από τον συμπυκνωτή της ΑΘ

(θερμοκρασία προς την εγκατάσταση θέρμανσης) 35℃ και 45℃ και για θερμοκρασία εισόδου

του νερού στο εξατμιστή της ΑΘ ίση με 0℃ και 10℃, για εφαρμογές που χρησιμοποιείται ως

ρέον ρευστό στον γεωεναλλάκτη μίγμα νερού-αντιπηκτικού και νερό αντίστοιχα.

Στο διάγραμμα 6.1 παρουσιάζονται για όλα τα μοντέλα του δείγματος συγκεντρωτικά ο

συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη θερμική ισχύ, για θερμοκρασία εξόδου

θερμού νερού από την ΑΘ 35℃ και θερμοκρασία εισόδου του μίγματος νερού-αντιπηκτικού

στην ΑΘ 0℃. Παρατηρείται ότι για μικρές τιμές θερμικής ισχύος έως περίπου 20 kW, ο

συντελεστής COP παρουσιάζει ένα σημαντικό εύρος διακύμανσης, ανάλογα με τον

κατασκευαστή, που κυμαίνεται από 2.9 έως 5.2.

Διάγραμμα 6.1: Συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη θερμική ισχύ ΑΘ, για

θερμοκρασία εξόδου θερμού νερού από τον συμπυκνωτή 35℃ και θερμοκρασία εισόδου

brine στον εξατμιστή 0℃

Στο διάγραμμα 6.2 παρουσιάζεται αντίστοιχα για όλα τα μοντέλα του δείγματος

συγκεντρωτικά, o συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη θερμική ισχύ για

θερμοκρασία εξόδου θερμού νερού από την ΑΘ 35℃ και θερμοκρασία εισόδου νερού στον

εξατμιστή της ΑΘ 10℃. Αντίστοιχα και σε αυτή την περίπτωση παρατηρείται έντονη

διακύμανση του COP για τιμές θερμικής ισχύος έως περίπου 50 kW, ανάλογα με τον

κατασκευαστή, που κυμαίνεται από 4.6 έως 6.7.

1

2

3

4

5

6

7

0 30 60 90 120 150

CO

P

ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΣΧΥΣ [kW]

CLIMAVENETA RHOSS

DAIKIN VIESSMAN

HOVAL THERMALIA WATERFURNACE

STIEBEL ELTRON


-ΕΚΣΔ- - 61 -

Διάγραμμα 6.2: Συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη θερμική ισχύ ΑΘ, για


νερού στον εξατμιστή 10℃

Διάγραμμα 6.3: Συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με την θερμική ισχύ ΑΘ, για


brine στον εξατμιστή 0℃

Στο διάγραμμα 6.3 απεικονίζεται η συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης COP με την

θερμική ισχύ μίας ΑΘ, για θερμοκρασία εξόδου θερμού νερού από την ΑΘ 45℃ και

θερμοκρασία προσαγωγής brine στον εξατμιστή της ΑΘ 0℃. Σε αυτή την περίπτωση,

1

2

3

4

5

6

7

0 30 60 90 120 150 180 210

CO

P


RHOSS VIESSMAN

HOVAL WATERFURNACE

STIEBEL ELTRON CLIMAVENETA

1

2

3

4

5

6

7

0 30 60 90 120 150

CO

P


WATERFURNACE STIEBEL ELTRON

CLIMAVENETA RHOSS

VIESSMAN DAIKIN

HOVAL


-ΕΚΣΔ- - 62 -

παρατηρείται έντονη διακύμανση του COP από 2.3 έως 4.0 για τιμές θερμική ισχύος έως

περίπου 50 kW. Ο χαμηλός συντελεστής απόδοσης οφείλεται στην μεγάλη διαφορά

θερμοκρασίας μεταξύ θερμοκρασίας εισόδου του μίγματος νερού-αντιπηκτικού στον

εξατμιστή της ΑΘ και θερμοκρασίας εξόδου του νερού από τον συμπυκνωτή της ΑΘ.

Αντίστοιχα, στο διάγραμμα 6.4 παρουσιάζεται η συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης COP με

την θερμική ισχύ της ΑΘ, για θερμοκρασία εξόδου θερμού νερού από την ΑΘ 45℃ και

θερμοκρασία προσαγωγής νερού στον εξατμιστή της ΑΘ 10℃. Για τιμές θερμικής ισχύος έως

περίπου 60 kW, παρουσιάζεται σημαντική διακύμανση του COP από 3.0 έως 5.1.

Διάγραμμα 6.4: Συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με την θερμική ισχύ ΑΘ, για


νερού στον εξατμιστή 10℃

1

2

3

4

5

6

7

0 30 60 90 120 150 180 210

CO

P


RHOSS DAIKIN

WATERFURNACE STIEBEL ELTRON

HOVAL VIESSMAN

CLIMAVENETA


-ΕΚΣΔ- - 63 -

6.3.2 Συσχέτιση του συντελεστή EER με την ψυκτική ισχύ ΑΘ

Η συγκριτική ανάλυση του συντελεστή EER με τη ψυκτική ισχύ της ΑΘ

πραγματοποιήθηκε για θερμοκρασία εξόδου του ψυχρού νερού από την ΑΘ (εισόδου στην

εγκατάσταση ψύξης του κτιρίου) 18℃ (για εφαρμογές ενδοδαπέδιας ψύξης) και 7℃ (για ψύξη

με σώματα fan-coils). Η θερμοκρασία εισόδου του νερού στην ΑΘ (από τον γεωεναλλάκτη)

παραμένει σταθερή και στις δύο περιπτώσεις ίση με 30℃.

Στο επιλεγμένο δείγμα, τα μοντέλα που λειτουργούν και στην ψύξη είναι 31 και οι

κατασκευαστές είναι οι Climaveneta, Rhoss και Waterfurnace.

Στο διάγραμμα 6.5 παρουσιάζονται για όλα τα μοντέλα του δείγματος που εξετάστηκαν ο

συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με την ψυκτική ισχύ, για θερμοκρασία εξόδου

ψυχρού νερού από την ΑΘ 18℃ και θερμοκρασία εισόδου του νερού στην ΑΘ 30℃. Αν και η

δειγματοληψία δεν είναι αρκετά μεγάλη για ασφαλή συμπεράσματα παρατηρείται ότι για τιμές

ψυκτικής ισχύος έως 50 kW, ο συντελεστής απόδοσης EER παρουσιάζει ένα εύρος

διακύμανσης ανάλογα με τον κατασκευαστή, που κυμαίνεται από 4.5 έως 6.0. Για μεγαλύτερες

τιμές ψυκτικής ισχύος σταθεροποιείται κοντά στο 5 (η τιμή όμως αυτή προέρχεται από πολύ

μικρό δείγμα).

Διάγραμμα 6.5: Συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με την ψυκτική ισχύ ΑΘ, για

θερμοκρασία εξόδου ψυχρού νερού από τον εξατμιστή 18℃ και θερμοκρασία εισόδου

νερού στον συμπυκνωτή 30℃

2

3

4

5

6

7

0 50 100 150 200 250

EE

R

ΨΥΚΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ [kW]

CLIMAVENETA

RHOSS

WATERFURNACE


-ΕΚΣΔ- - 64 -

Στο διάγραμμα 6.6 παρουσιάζεται ο συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με την

ψυκτική ισχύ, για θερμοκρασία εξόδου ψυχρού νερού από την ΑΘ 7℃ και θερμοκρασία

εισόδου του νερού στην ΑΘ από τον γεωεναλλάκτη 30℃. Αν και όπως προαναφέρθηκε το

δείγμα δεν είναι αρκετά μεγάλο για ασφαλή συμπεράσματα παρατηρείται ότι για μικρές τιμές

ψυκτικής ισχύος έως περίπου 30 kW, ο συντελεστής απόδοσης EER παρουσιάζει ένα εύρος

διακύμανσης από 3.2 έως 4.5, ενώ για μεγαλύτερες τιμές ψυκτικής ισχύος σταθεροποιείται

κοντά στο 4.0.

Διάγραμμα 6.6: Συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με την ψυκτική ισχύ της

ΑΘ, για θερμοκρασία εξόδου ψυχρού νερού από τον εξατμιστή 7℃ και θερμοκρασία

εισόδου νερού στον συμπυκνωτή 30℃

Σε παρόμοια μελέτη που έχει πραγματοποιηθεί [37] για 32 κατασκευαστές, παρατηρήθηκε

πως o συντελεστής COP για το μεγαλύτερο ποσοστό των ΑΘ κυμαίνεται μεταξύ 4 και 6 για

θερμική ισχύ μικρότερη των 60 kW ενώ ο συντελεστής EER, κυμαίνεται μεταξύ 4 και 5 για

ψυκτική ισχύ μικρότερη των 100 kW.

2

3

4

5

6

7

0 30 60 90 120 150 180

EE

R

ΨΥΚΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ [kW]

CLIMAVENETA

RHOSS

WATERFURNACE


-ΕΚΣΔ- - 65 -

6.3.3 Συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης COP με τη διαφορά (ΔΤ) της

θερμοκρασίας προσαγωγής νερού από τον γεωεναλλάκτη από την

θερμοκρασία εξόδου του νερού από την ΑΘ

Από τα δεδομένα που περιλαμβάνονται στα data books των κατασκευαστών υπολογίστηκε

ο συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη διαφορά (ΔΤ) της θερμοκρασίας του νερού

που εισάγεται στην ΑΘ από το κύκλωμα του γεωεναλλάκτη από τη θερμοκρασία εξόδου του

θερμού νερού από την αντλία θερμότητας (ΔΤ=Τεξόδου νερού-Τεδάφους), με βήμα υπολογισμών

ΔΤ=5 ℃.

Στο διάγραμμα 6.7 παρουσιάζεται η συσχέτιση της ελάχιστης, μέσης και της μέγιστης

τιμής του συντελεστή απόδοσης COP σε συνάρτηση με την διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ για όλα

μοντέλα συγκεντρωτικά. Η ελάχιστη και μέγιστη τιμής της διαφοράς θερμοκρασίας ΔΤ, όπως

παρουσιάζεται στο διάγραμμα, είναι 0℃ και 65℃ αντίστοιχα και ο μέσος συντελεστής

απόδοσης COP λαμβάνει τιμές από 2.1 έως 8.2. Το εύρος των τιμών του COP (COPmax -

COPmin) είναι περίπου 3.0÷4.0 για ΔΤ=0÷30℃ και μειώνεται περίπου στο 1.5 για

ΔΤ=40÷65℃, δηλαδή υπάρχουν σημαντικές διαφορές στις αποδόσεις των διαφόρων μοντέλων

για τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας.

Διάγραμμα 6.7: Συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη διαφορά ΔΤ της

θερμοκρασίας του νερού του γεωεναλλάκτη στην είσοδο του εξατμιστή της ΑΘ από τη

θερμοκρασία εξόδου του θερμού νερού από το συμπυκνωτή της ΑΘ (μέσες τιμές

δείγματος)

Από το διάγραμμα 6.7 παρατηρείται πως όσο αυξάνεται η θερμοκρασία εξαγωγής του

θερμού νερού από τον συμπυκνωτή της ΑΘ και όσο μειώνεται η θερμοκρασία προσαγωγής του

νερού στον εξατμιστή της ΑΘ, δηλαδή όσο αυξάνεται η διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ, τόσο

y = 0,0009x2 - 0,1563x + 8,8533

R² = 0,9704

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 10 20 30 40 50 60 70

CO

P

TΕΞΟΔΟΥ ΝΕΡΟΥ-ΤΕΔΑΦΟΥΣ [ΟC]

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος όρος


-ΕΚΣΔ- - 66 -

μειώνεται ο συντελεστής απόδοσης COP. Η συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης COP με την

διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ μπορεί να εκφραστεί με την βοήθεια της σχέσης που ακολουθεί

(6.1):

𝐶𝑂𝑃 = 0,0009𝛥𝛵2 − 0,1563𝛥𝛵 + 8,8533 𝛾𝜄𝛼 0 ≤ 𝛥𝛵 ≤ 65 (6.1)

Από την παραπάνω εξίσωση (6.1) προκύπτει πως η μείωση του συντελεστή απόδοσης COP

για κάθε 5℃ αύξησης της θερμοκρασιακής διαφοράς ΔΤ κυμαίνεται από 0.2 έως 0.8.Οι

μεγάλες τιμές των διαφορών του συντελεστή απόδοσης COP παρατηρούνται για μικρές τιμές

της ΔΤ, ενώ με την αύξησης της ΔΤ ο ρυθμός μείωσης του συντελεστή COP ελαττώνεται.

Στο διάγραμμα 6.8 που ακολουθεί, παρουσιάζεται για κάθε κατασκευαστή ξεχωριστά, η

ελάχιστη, η μέση και η μέγιστη τιμή του συντελεστή απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη

διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ, με βήμα υπολογισμού 5℃. Το ελάχιστο και το μέγιστο όριο της

διαφοράς θερμοκρασίας ΔΤ δεν είναι κοινό για όλους του κατασκευαστές, καθώς εξαρτάται

από τα δεδομένα της θερμοκρασίας εξόδου του θερμού νερού από το συμπυκνωτή της ΑΘ και

της θερμοκρασίας προσαγωγής νερού από τον γεωεναλλάκτη στον εξατμιστή της ΑΘ, τα οποία

λαμβάνονται από τα data books του κάθε κατασκευαστή.

Διάγραμμα 6.8: Συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη διαφορά

θερμοκρασίας ΔΤ εξόδου του θερμού νερού από τον συμπυκνωτή της ΑΘ και του νερού

εισόδου στον εξατμιστή της ΑΘ (ανά κατασκευαστή)

y = 0,0019x2 - 0,2512x + 10,529

R² = 1

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60 70

CO

P

TΕΞΟΔΟΥ ΝΕΡΟΥ - ΤΕΔΑΦΟΥΣ [OC]

CLIMAVENETA

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος Όρος

y = 0,0013x2 - 0,2001x + 9,3365

R² = 0,999

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60 70

CO

P

TΕΞΟΔΟΥ ΝΕΡΟΥ - ΤΕΔΑΦΟΥΣ [ΟC]

DΑΙKIN

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος Όρος

y = 0,0015x2 - 0,2306x + 10,803

R² = 0,9981

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60 70

CO

P


HOVAL

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος Όρος

y = 0,0016x2 - 0,2214x + 9,3941R² = 0,9997

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60

CO

P


RHOSS

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος Όρος


-ΕΚΣΔ- - 67 -

Διάγραμμα 6.8 (συνέχεια): Συντελεστής απόδοσης COP σε συνάρτηση με τη διαφορά

θερμοκρασίας ΔΤ εξόδου του θερμού νερού από τον συμπυκνωτή της ΑΘ και του νερού

εισόδου στον εξατμιστή της ΑΘ (ανά κατασκευαστή)

Στα παραπάνω διαγράμματα γίνεται άμεσα αντιληπτό πως με την αύξηση της διαφοράς

θερμοκρασίας ΔΤ, ο συντελεστής απόδοσης COP ελαττώνεται. Καθώς αυξάνεται η ΔΤ, ο

ρυθμός μείωσης του συντελεστή απόδοσης COP μειώνεται για όλους τους κατασκευαστές.

Στην Ελλάδα, οι συνήθεις διαφορές θερμοκρασίας ΔΤ που συναντώνται σε εφαρμογές

θέρμανσης είναι από ΔΤ=20℃÷50℃. Από το διάγραμμα 6.8 παρατηρείται ότι για ΔΤ=20℃, ο

συντελεστής απόδοσης COP λαμβάνει τιμές από 5.2 έως 6.8, ενώ για ΔΤ=50℃ ο συντελεστής

απόδοσης COP κυμαίνεται από 2.6 έως 3.2. Σε μια τυπική εφαρμογή με ενδοδαπέδιο σύστημα

θέρμανσης και προσαγωγή brine στον εξατμιστή της ΑΘ (ΔΤ=25℃) ο μέσος συντελεστής

απόδοσης COP κυμαίνεται, ανάλογα με τον κατασκευαστή, από 4.8÷6.0.

y = 0,0013x2 - 0,1998x + 9,764

R² = 0,9971

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60 70

CO

P


STIEBEL ELTRON

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος Όρος

y = 0,0021x2 - 0,2794x + 11,796

R² = 0,9932

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60 70

CO

P


VIESSMANN

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος Όρος

y = 0,0011x2 - 0,1634x + 8,3

R² = 0,9967

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50 60 70

CO

P


WATERFURNACE

COPmax

COPaver

COPmin

Μέσος Όρος


-ΕΚΣΔ- - 68 -

6.3.4 Συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης ΕΕR με τη διαφορά (ΔΤ) της

θερμοκρασίας προσαγωγής νερού στον συμπυκνωτή της ΑΘ από την

θερμοκρασία εξόδου του νερού από τον εξατμιστή της ΑΘ

Από τα δεδομένα που περιλαμβάνονται στα data books των κατασκευαστών υπολογίστηκε

ο συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με την διαφορά (ΔΤ) της θερμοκρασίας του νερού

που εισάγεται στην ΑΘ από το κύκλωμα του γεωεναλλάκτη από τη θερμοκρασία εξόδου του

ψυχρού νερού από την αντλία θερμότητας (ΔΤ=Τεδάφους-Τεξόδου νερού), με βήμα υπολογισμών

ΔΤ=5 ℃.

Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενη ενότητα, κάποια από τα μοντέλα του δείγματος

λειτουργούν μόνο στη θέρμανση. Έτσι, η συγκριτική ανάλυση του συντελεστή απόδοσης EER

σε σχέση με την διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ πραγματοποιήθηκε μόνο για τα μοντέλα των

εταιριών Climaveneta, Rhoss και Waterfurnace, τα οποία έχουν δυνατότητα λειτουργίας και σε

ψύξη.

Στο διάγραμμα 6.9, παρουσιάζεται συγκεντρωτικά η ελάχιστη, η μέση και η μέγιστη τιμή

του συντελεστή απόδοσης EER σε συνάρτηση με την θερμοκρασιακή διαφορά ΔΤ εισόδου του

νερού στην ΑΘ από τον γεωεναλλάκτη και της θερμοκρασίας εξόδου του ψυχρού νερού από

την ΑΘ. Η ελάχιστη και η μέγιστη τιμή της ΔΤ, όπως προκύπτει από το διάγραμμα είναι 5℃

και 40℃ αντίστοιχα. Βέβαια, στην Ελλάδα, σε εφαρμογές ψύξης οι συνήθεις ΔΤ που

συναντώνται είναι από 10℃ έως 25℃. Ο συντελεστής ΕΕR του δείγματος λαμβάνει τιμές από

1.4 έως 7.5, αν και μία τόσο υψηλή τιμή είναι τελείως θεωρητική γιατί απαιτεί μία πολύ μικρή

θερμοκρασιακή διαφορά. Το εύρος των τιμών του ΕΕR (EERmax - EERmin) είναι περίπου

2.5÷4.0 για ΔΤ=0÷20℃ και μειώνεται περίπου στο 1.5 για ΔΤ=25÷40℃, δηλαδή υπάρχουν

σημαντικές διαφορές στις αποδόσεις των διαφόρων μοντέλων για τις ίδιες συνθήκες

λειτουργίας

Διάγραμμα 6.9: Συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με τη διαφορά ΔΤ της

θερμοκρασίας του νερού του γεωεναλλάκτη στην είσοδο του συμπυκνωτή της ΑΘ από

τη θερμοκρασία εξόδου του ψυχρού νερού από την ΑΘ προς το χώρο

y = 0,0014x2 - 0,1943x + 7,4116R² = 0,9999

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50

EE

R

ΤΕΔΑΦΟΥΣ-ΤΕΞΟΔΟΥ ΝΕΡΟΥ [ΟC]

EERmax

EERaverage

EERmin

Μέσος όρος


-ΕΚΣΔ- - 69 -

Από το διάγραμμα 6.9, παρατηρείται επίσης, πως με την αύξηση της ΔΤ, δηλαδή όσο

αυξάνεται η θερμοκρασία προσαγωγής του νερού στην ΑΘ και η θερμοκρασία εξόδου του

νερού από την ΑΘ μειώνεται, τόσο ελαττώνεται ο συντελεστής EER. Η συσχέτιση του

συντελεστή απόδοσης EER με την διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ μπορεί να εκφραστεί με την

βοήθεια της σχέσης που ακολουθεί (6.2):

𝐸𝐸𝑅 = 0,0014𝛥𝛵2 − 0,1943𝛥𝛵 + 7,4116 𝛾𝜄𝛼 5 ≤ 𝛥𝛵 ≤ 40 (6.2)

Από την παραπάνω εξίσωση προκύπτει πως η μείωση του συντελεστή απόδοσης EER για

κάθε 5Κ αύξησης της θερμοκρασιακής διαφοράς ΔΤ κυμαίνεται από 0.4 έως 1. Οι μεγάλες

τιμές των διαφορών του συντελεστή απόδοσης EER παρατηρούνται για μικρές τιμές της ΔΤ,

ενώ με την αύξησης της ΔΤ ο ρυθμός μείωσης του συντελεστή EER ελαττώνεται.

Στο διάγραμμα 6.10 που ακολουθεί, παρουσιάζεται για κάθε κατασκευαστή ξεχωριστά, η

ελάχιστη, η μέση και η μέγιστη τιμή του συντελεστή απόδοσης EER σε συνάρτηση με την

διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ, με βήμα υπολογισμού 5Κ. Το ελάχιστο και το μέγιστο όριο της

διαφοράς θερμοκρασίας ΔΤ δεν είναι κοινό για όλους του κατασκευαστές, καθώς εξαρτάται

από τα δεδομένα της θερμοκρασίας εξόδου του ψυχρού νερού από τον εξατμιστή της ΑΘ προς

τον ψυχόμενο χώρο και της θερμοκρασίας προσαγωγής νερού στον συμπυκνωτή της ΑΘ από

τον γεωεναλλάκτη, τα οποία λαμβάνονται από τα data books του κάθε κατασκευαστή.

Διάγραμμα 6.10: Συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με τη διαφορά

θερμοκρασίας ΔΤ εξόδου του ψυχρού νερού από τον εξατμιστή της ΑΘ προς το χώρο και

του νερού εισόδου στον συμπυκνωτή της ΑΘ από το έδαφος (ανά εταιρία)

y = 0,0022x2 - 0,2146x + 7,3287R² = 0,9995

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

EE

R

TΕΔΑΦΟΥΣ - TΕΞΟΔΟΥ ΝΕΡΟΥ (oC)

CLIMAVENETA

EERmax

EERaver

EERmin

Μέσος Όρος

y = 0,0017x2 - 0,217x + 7,7861R² = 0,9997

0

2

4

6

8

10

0 10 20 30 40 50

EER

TΕΔΑΦΟΥΣ - ΤΕΞΟΔΟΥ ΝΕΡΟΥ (ΟC)

RHOSS

EERmax

EERaver

EErmin

Μέσος Όρος


-ΕΚΣΔ- - 70 -

Διάγραμμα 6.10 (συνέχεια): Συντελεστής απόδοσης EER σε συνάρτηση με τη διαφορά

θερμοκρασίας ΔΤ εξόδου του ψυχρού νερού από τον εξατμιστή της ΑΘ προς το χώρο και

του νερού εισόδου στον συμπυκνωτή της ΑΘ από το έδαφος (ανά εταιρία)

Στα παραπάνω διαγράμματα γίνεται άμεσα αντιληπτό πως με την αύξηση της διαφοράς

θερμοκρασίας ΔΤ, ο συντελεστής απόδοσης EER ελαττώνεται. Καθώς αυξάνεται η ΔΤ, ο

ρυθμός μείωσης του συντελεστή απόδοσης EER μειώνεται για όλες τις ΑΘ. Στην Ελλάδα, οι

συνήθεις διαφορές θερμοκρασίας ΔΤ που συναντώνται σε εφαρμογές ψύξης είναι από

ΔΤ=10℃ έως ΔΤ=25℃. Από το διάγραμμα 6.10 παρατηρείται ότι για ΔΤ=10℃, ο συντελεστής

απόδοσης EER λαμβάνει τιμές από 5.0 έως 6,2, ενώ για ΔΤ=25℃ ο συντελεστής απόδοσης

EER κυμαίνεται από 2.8 έως 4.0. Σε μια τυπική εφαρμογή με ενδοδαπέδιο σύστημα ψύξης και

προσαγωγή brine από τον γεωεναλλάκτη της ΑΘ (ΔΤ=12℃) ο μέσος συντελεστής απόδοσης

EER κυμαίνεται, ανάλογα με τον κατασκευαστή, από 4,7÷6.

y = 0,0011x2 - 0,1732x + 7,2315R² = 0,9985

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 10 20 30 40 50EE

R

TΕΔΑΦΟΥΣ-ΤΕΞΟΔΟΥ ΝΕΡΟΥ [OC]

WATERFURNACE

EERmax

EERaverage

EERmin

Μέσος όρος

7. Μεθοδολογία για τον υπολογισμό του εποχιακού βαθμού απόδοσης σε θέρμανση SCOP (ΕΝ14825:2016)

-ΕΚΣΔ- - 71 -

7. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΟΥ ΕΠΟΧΙΑΚΟΥ

ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΣΕ ΘΕΡΜΑΝΣΗ SCOP (EN 14825:2016)

7.1 Γενικά

Το πρότυπο ΕΝ14825:2016 [38] περιγράφει τις μεθόδους υπολογισμού των εποχιακών

βαθμών απόδοσης ΑΘ σε θέρμανση και ψύξη. Περιγραφή για το πρότυπο δίνεται επίσης στις

εργασίες [39] και [40]. Στον πίνακα 7.1 παρουσιάζονται συνοπτικά οι εποχιακοί βαθμοί

απόδοσης.

Πίνακας 7.1: Εποχιακοί βαθμοί απόδοσης [40]

Το πρότυπο ΕΝ14825:2016 χωρίζει την Ευρώπη, για την λειτουργία της θέρμανσης, σε

τρεις κλιματικές ζώνες:

• θερμή (Warmer), στην οποία εντάσσονται οι περιοχές που έχουν παρόμοιο κλίμα

με αυτό της Αθήνας (θερμοκρασία σχεδιασμού +2℃)

• μέση (Average), στην οποία εντάσσονται οι περιοχές που έχουν παρόμοιο κλίμα με

αυτό της πόλης του Στρασβούργου (θερμοκρασία σχεδιασμού -10 ℃)


-ΕΚΣΔ- - 72 -

• ψυχρή (Colder), στην οποία εντάσσονται οι περιοχές που έχουν παρόμοιο κλίμα με

αυτό του Ελσίνκι (θερμοκρασία σχεδιασμού -22℃).

Για τον σχεδιασμό ενός συστήματος θεωρείται ότι:

• η εσωτερική θερμοκρασία των χώρων του κτιρίου είναι σταθερή και ίση με 20℃

στη θέρμανση και 27℃ στην ψύξη

• η λειτουργία της θέρμανσης και της ψύξης του κτιρίου είναι συνεχής

• η θερμοκρασία ισορροπίας είναι σταθερή και ίση με 16℃ τόσο για την περίοδο

της θέρμανσης όσο και της ψύξης

• για τη λειτουργία ψύξης το πρότυπο ορίζει ως εξωτερική θερμοκρασία

σχεδιασμού του συστήματος τους 35℃ για όλη την Ευρώπη.

7.2 Ορισμοί

Καταστάσεις λειτουργίας των ΑΘ

Για να υπολογιστεί η συνολική ετήσια κατανάλωση μίας ΑΘ πρέπει να υπολογιστεί η

συνολική ενεργειακή κατανάλωση των επιμέρους καταστάσεων λειτουργίας της ΑΘ όπως τις

ορίζει το πρότυπο. Σύμφωνα με αυτό είναι πέντε και είναι:

• Λειτουργία θέρμανσης (Active mode): εμφανίζεται όταν ο χώρος έχει την ανάγκη για

θέρμανση και η ΑΘ λειτουργεί κανονικά,

• Σε αναμονή για θέρμανση λόγω κλειστού θερμοστάτη (Thermostat-off mode): η

ΑΘ είναι ενεργοποιημένη και σε κατάσταση αναμονή χωρίς να προσφέρει θέρμανση στο χώρο.

Η διάρκεια της (σε h) συμβολίζεται με ΗΤΟ και η τιμή της δίνεται από το πρότυπο. Για τον

υπολογισμό της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας σε αυτή τη λειτουργία, είναι απαραίτητη η

ισχύς ΡΤΟ της ΑΘ στην συγκεκριμένη λειτουργία, η οποία δίνεται από τον κατασκευαστή.

• Σε αναμονή (stand by): η ΑΘ είναι σε «ετοιμότητα» για να ενεργοποιηθεί. Η

ενεργοποίηση της γίνεται είτε μέσω τηλεχειριστηρίου, είτε μέσω κάποιου χρονοδιακόπτη. Η

διάρκεια της (σε h) συμβολίζεται με ΗSB και η τιμή της δίνεται από το πρότυπο. Για τον

υπολογισμό της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας σε αυτή την κατάσταση, είναι απαραίτητη

η ισχύς ΡSB της ΑΘ στην συγκεκριμένη λειτουργία, η οποία δίνεται από τον κατασκευαστή. Το

πρότυπο ορίζει πως η συγκεκριμένη κατάσταση δεν εμφανίζεται καθόλου όλο το χρόνο, με

αποτέλεσμα η κατανάλωση ενέργειας σε αυτή τη λειτουργία να είναι μηδενική.

• Απενεργοποιημένη (off mode):η ΑΘ σε αυτή την κατάσταση είναι απενεργοποιημένη.

Η διάρκεια της (σε h) συμβολίζεται με ΗOFF και η τιμή της δίνεται από το πρότυπο. Για τον


ισχύς ΡOFF της ΑΘ στην συγκεκριμένη λειτουργία, η οποία δίνεται από τον κατασκευαστή της

ΑΘ.


-ΕΚΣΔ- - 73 -

• Σε λειτουργία θέρμανσης του συμπιεστή (Crank case heater mode): Σε αυτή την

κατάσταση λειτουργίας είναι ενεργοποιημένος ο θερμαντήρας (ηλεκτρική αντίσταση) του

συμπιεστή. Ο θερμαντήρας ενεργοποιείται με σκοπό να αποτρέψει την συγκέντρωση ψυκτικού

υγρού στο λιπαντικό λάδι κατά την εκκίνηση του συμπιεστή. Η διάρκεια (σε h) αυτής της

κατάστασης λειτουργίας συμβολίζεται με HCK και η τιμή της δίνεται από το πρότυπο. Για τον


ισχύς ΡCK της ΑΘ στην συγκεκριμένη λειτουργία, ο οποίος δίνεται από τον κατασκευαστή.

Έλεγχος της θερμικής ισχύος των ΑΘ

Ο έλεγχος και η ρύθμιση της θερμικής ισχύος σε μία ΑΘ επιτυγχάνεται με την μεταβολή

της παροχής του ψυκτικού ρευστού. Το πρότυπο κατατάσσει τις ΑΘ σε τρεις κατηγορίες [40]:

• τις ΑΘ fixed capacity (σταθερών στροφών), στις οποίες ο συμπιεστής έχει σταθερή

περιστροφική ταχύτητα χωρίς την δυνατότητα μεταβολής της παροχής του

ψυκτικού ρευστού. Συνεπώς, η κάλυψη μερικού φορτίου από την ΑΘ γίνεται μόνο

με την διαδικασία έναρξης-παύσης (on-off),

• τις ΑΘ staged, στις οποίες η αποδιδόμενη θερμική ισχύς μπορεί να ρυθμιστεί σε

δύο τιμές, τη μέγιστη και την ελάχιστη (max και min), με την ρύθμιση των στροφών

του συμπιεστή σε δύο ταχύτητες και μεταβάλλοντας την παροχή του ψυκτικού

ρευστού ανάμεσα σε δύο τιμές (μέγιστη και ελάχιστη παροχή),

• τις ΑΘ variable capacity (μεταβλητών στροφών), στις οποίες η αποδιδόμενη

θερμική ισχύς μπορεί να ρυθμιστεί σε ένα εύρος τιμών, μεταβάλλοντας τις στροφές

του συμπιεστή. Οι συγκεκριμένες ΑΘ χαρακτηρίζονται και ως inverter.

Μέγιστη θερμοκρασία προσαγωγής

Η μέγιστη θερμοκρασία προσαγωγής από την ΑΘ στο σύστημα θέρμανσης κυμαίνεται από

35÷65℃. Για τη διευκόλυνση των υπολογισμών οι ΑΘ χωρίζονται, σε τέσσερις κατηγορίες με

βάση την θερμοκρασία προσαγωγής, οι οποίες είναι:

• χαμηλών θερμοκρασιών (low temperature application), για θερμοκρασία

προσαγωγής νερού 35℃,

• ενδιάμεσων θερμοκρασιών (intermediate application), για θερμοκρασία


• μέσων θερμοκρασιών (medium temperature application), για θερμοκρασία


• υψηλών θερμοκρασιών (high temperature application), για θερμοκρασία νερού

προσαγωγής 65℃.

Δυνατότητα αντιστάθμισης

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της λειτουργίας μιας ΑΘ είναι η αντιστάθμιση δηλαδή η

ικανότητα της ΑΘ να ρυθμίζει την θερμοκρασία προσαγωγής του νερού στο κύκλωμα


-ΕΚΣΔ- - 74 -

θέρμανσης σε συνάρτηση με την εξωτερική θερμοκρασία του αέρα, καλύπτοντας με αυτόν τον

τρόπο το ενδιάμεσα θερμικά φορτία του θερμαινόμενου χώρου. Πιο συγκεκριμένα, μία ΑΘ

τροφοδοτεί τα θερμαντικά σώματα με νερό στη μέγιστη θερμοκρασία μόνο όταν η εξωτερική

θερμοκρασία είναι ίση με την θερμοκρασία σχεδιασμού του συστήματος. Στην μεγαλύτερη

διάρκεια της περιόδου θέρμανσης η εξωτερική θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από την

θερμοκρασία σχεδιασμού του συστήματος, με αποτέλεσμα τα θερμαντικά σώματα να μπορούν

να καλύψουν το θερμικό φορτίο του χώρου με χαμηλότερη θερμοκρασία νερού προσαγωγής.

Συνεπώς, με την μείωση της θερμοκρασίας προσαγωγής προκύπτει αύξηση του βαθμού

απόδοσης COP και έτσι σημαντική βελτίωση του εποχιακού βαθμού απόδοσης SCOP.

7.3 Υπολογισμός της ενεργειακής απόδοσης εποχιακής θέρμανσης χώρου nS

Η ενεργειακή απόδοση εποχιακής θέρμανσης χώρου ns εκφράζεται ποσοστιαία από την

ακόλουθη εξίσωση:

𝒏𝒔 =𝑺𝑪𝑶𝑷

𝑪𝑪× 𝟏𝟎𝟎 − ∑ 𝑭(𝒊) (𝟕. 𝟏)

Όπου,

• SCOP ο εποχιακός συντελεστής της ΑΘ σε θέρμανση

• CC ο συντελεστής μετατροπής, σταθερός και ίσος με 2,5

• ∑ 𝐹(𝑖) = 𝐹(1) + 𝐹(2)

Όπου,

▪ F(1) η διόρθωση που συμπεριλαμβάνει την αρνητική επίδραση της

λειτουργίας των ρυθμιστών θερμοκρασίας (θερμοστάτες, ελεγκτές κ.λπ.)

στην ενεργειακή απόδοση εποχιακής θέρμανσης χώρου των θερμαντήρων,

ίση με 3%,

▪ F(2) η διόρθωση που εμπεριέχει την αρνητική επίδραση της κατανάλωσης

ηλεκτρικής ενέργειας των αντλιών νερού στην ενεργειακή απόδοση

εποχιακής θέρμανσης χώρου. Ο συντελεστής αυτός λαμβάνεται υπόψη

μόνο σε ΑΘ νερού-νερού και νερού-αέρα και είναι ίσος με 5%.

Ο συντελεστής μετατροπής CC αντιστοιχεί στην εκτιμώμενη σε 40% μέση απόδοση

ηλεκτροπαραγωγής στην Ευρωπαϊκή Ένωση που αναφέρεται στην οδηγία 27/2012/ΕΕ του

Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου [41]. Σύμφωνα με την οδηγία αυτή στην Ε.Ε.

κατά μέσο όρο απαιτούνται 2.5 kWh πρωτογενούς ενέργειας για να παραχθεί 1 kWh

ηλεκτρικής ενέργειας. Αξίζει να σημειωθεί πως σύμφωνα με την Τ.Ο.Τ.Ε.Ε.20701-1/2017 [16]

ο συντελεστής μετατροπής της τελικής ηλεκτρικής ενέργειας σε πρωτογενή ενέργεια στην

Ελλάδα ισούται με 2.9. Συνεπώς, η ενεργειακή απόδοση των ΑΘ στην Ελλάδα είναι ελαφρώς

μειωμένη σε σύγκριση με τον Ευρωπαϊκό μέσο όρο. Παρ’ όλα αυτά, στην Ελλάδα οι ΑΘ νερού-

νερού χαμηλών θερμοκρασιών (<45℃) συμβάλλουν στην βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης


-ΕΚΣΔ- - 75 -

των κτιρίων, διότι σύμφωνα με την Τ.Ο.Τ.Ε.Ε.20701-1/2017 [16] ο μέσος εποχιακός

συντελεστής απόδοσής τους SCOP θεωρείται προσεγγιστικά ίσος με 3.4.

Με βάση τον κανονισμό 813/2013/ΕΕ [41], από τις 26 Σεπτεμβρίου 2015 οι ΑΘ χαμηλών

θερμοκρασιών πρέπει να έχουν απόδοση εποχιακής θέρμανσης χώρου τουλάχιστον 125%.

Κριτήριο για τον χαρακτηρισμό μίας ΑΘ ως «χαμηλών θερμοκρασιών» αποτελεί και η

ικανότητα της να αποδώσει ζεστό νερό θερμοκρασίας 55℃ όταν η εξωτερική θερμοκρασία

ξηρού θερμομέτρου είναι -7℃.

Σύμφωνα με τον ευρωπαϊκό κανονισμό 811/2013/ΕΕ [42], από τις 26 Σεπτεμβρίου 2015,

θα πρέπει τα προϊόντα να συνοδεύονται από μία ετικέτα ενεργειακής σήμανσης. Στην ετικέτα

αυτή (εικόνα 7.1) αναγράφεται η ενεργειακή κλάση του προϊόντος. Στους πίνακες 7.2 και 7.3

παρουσιάζονται αναλυτικά οι βαθμοί απόδοσης που αντιστοιχούν σύμφωνα με τον κανονισμό

811/2013 [42] σε κάθε ενεργειακή κλάση των ΑΘ χαμηλών θερμοκρασιών και των υπολοίπων

ΑΘ αντίστοιχα.

Εικόνα 7.1: Απεικόνιση ετικέτας ενεργειακής σήμανσης


-ΕΚΣΔ- - 76 -

Πίνακας 7.2: Ενεργειακή κλάση και ενεργειακή απόδοση εποχιακής θέρμανσης χώρου

ΑΘ χαμηλών θερμοκρασιών

Ενεργειακή κλάση Ενεργειακή απόδοση

εποχιακής θέρμανσης χώρου

ns σε %

Α+++ ns ≥ 175

Α++ 150 ≤ ns < 175

Α+ 123 ≤ ns < 150

A 115 ≤ ns < 123

B 107 ≤ ns < 115

C 100 ≤ ns < 107

D 61 ≤ ns < 100

E 59 ≤ ns < 61

F 55 ≤ ns < 59

G ns < 55

Πίνακας 7.3: Ενεργειακή κλάση και ενεργειακή απόδοση εποχιακής θέρμανσης χώρου

των ΑΘ εξαιρουμένων των ΑΘ χαμηλών θερμοκρασιών.

Ενεργειακή κλάση Ενεργειακή απόδοση

εποχιακής θέρμανσης χώρου

ns σε %

Α+++ ns ≥ 150

Α++ 125 ≤ ns < 150

Α+ 98 ≤ ns < 125

A 90 ≤ ns < 98

B 82 ≤ ns < 90

C 75 ≤ ns < 82

D 36 ≤ ns < 75

E 34 ≤ ns < 36

F 30 ≤ ns < 34

G ns < 30


-ΕΚΣΔ- - 77 -

7.4 Υπολογισμός του εποχιακού συντελεστή απόδοσης SCOP

Ο εποχιακός συντελεστής απόδοσης SCOP ορίζεται ως ο λόγος της συνολικής ετήσιας

ανάγκης σε θέρμανση QH προς τη συνολική ετήσια ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται

από τον συμπιεστή QHE για τη λειτουργία της θέρμανσης. Η μαθηματική σχέση δίνεται στην

σχέση 7.2.

𝑺𝑪𝑶𝑷 =𝑸𝑯

𝑸𝑯𝑬 (𝟕. 𝟐)

Όπου,

• QH η ετήσια ανάγκη σε θέρμανση (kWh)

• QHE η ετήσια ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται από τον συμπιεστή

(kWh)

Η ετήσια ανάγκη σε θέρμανση υπολογίζεται από την σχέση 7.3:

𝑸𝑯 = 𝑷𝒅𝒆𝒔𝒊𝒈𝒏𝒉 × 𝑯𝑯𝑬 (𝟕. 𝟑)

Όπου,

• 𝑷𝒅𝒆𝒔𝒊𝒈𝒏𝒉 είναι το θερμικό φορτίο σχεδιασμού του θερμαινόμενου χώρου σε kW.

• 𝑯𝑯𝑬 ο αριθμός ισοδύναμων ωρών λειτουργίας σε θέρμανση, ο οποίος δίνεται στο

παράρτημα Β του προτύπου (πίνακας 7.4).

Πίνακας 7.4: Ισοδύναμες ώρες λειτουργίας σε θέρμανση ανά κλιματική ζώνη [39]

Κλιματική ζώνη Θερμή Μέση Ψυχρή

Ισοδύναμες ώρες λειτουργίας

σε θέρμανση 1336 h 2066 h 2465 h

Η ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε θέρμανση 𝑸𝑯𝑬 ως:

𝑸𝑯𝑬 =𝑸𝑯

𝑺𝑪𝑶𝑷𝒐𝒏+ 𝑯𝑻𝑶 × 𝑷𝑻𝑶 + 𝑯𝑺𝑩 × 𝑷𝑺𝑩 + 𝑯𝑪𝑲 × 𝑷𝑪𝑲 + 𝑯𝑶𝑭𝑭 × 𝑷𝑶𝑭𝑭 (7.4)

Όπου,

• 𝑸𝑯 η ετήσια ανάγκη σε θέρμανση (kWh)

• 𝑺𝑪𝑶𝑷𝒐𝒏 είναι ο εποχιακός βαθμός απόδοσης της συσκευής κατά την θέρμανση

• 𝑯𝑻𝑶 είναι η χρονική διάρκεια (h) κατά την οποία η συσκευή είναι ενεργοποιημένη

και ο θερμοστάτης του χώρου είναι κλειστός (πίνακες 7.5 και 7.6)

• 𝑯𝑺𝑩 είναι η χρονική διάρκεια (h) κατά την οποία η συσκευή βρίσκεται σε

κατάσταση αναμονής (πίνακες 7.5 και 7.6)


-ΕΚΣΔ- - 78 -

• 𝑯𝑪𝑲 είναι η χρονική διάρκεια (h) κατά την οποία λειτουργεί ο θερμαντήρας του

συμπιεστή (πίνακες 7.5 και 7.6)

• 𝑯𝑶𝑭𝑭 είναι η χρονική διάρκεια (h) κατά την οποία η συσκευή είναι

απενεργοποιημένη (πίνακες 7.5 και 7.6)

• 𝑷𝜯𝜪 είναι ο ρυθμός κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας της συσκευής όταν αυτή

είναι ενεργοποιημένη και ο θερμοστάτης του χώρου είναι κλειστός, σε kW (δίνεται

από τον κατασκευαστή)

• 𝑷𝑺𝑩 είναι ο ρυθμός κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας της συσκευής όταν αυτή

βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής, σε kW (δίνεται από τον κατασκευαστή)

• 𝑷𝑪𝑲∶ είναι ο ρυθμός κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας της συσκευής όταν

λειτουργεί ο θερμαντήρας του συμπιεστή, σε kW (δίνεται από τον κατασκευαστή)

• 𝑷𝑶𝑭𝑭∶ είναι ο ρυθμός κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας της συσκευής όταν αυτή

είναι απενεργοποιημένη, σε kW (δίνεται από τον κατασκευαστή).

Πίνακας 7.5: Διάρκεια καταστάσεων λειτουργίας (σε h) μιας ΑΘ που λειτουργεί μόνο σε

θέρμανση [38]

Κατάσταση


Κλιματική ζώνη

Θερμή Μέση Ψυχρή

Αναμονή για

θέρμανση λόγω

κλειστού θερμοστάτη

754 178 106

Αναμονή 0 0 0

Λειτουργία

θέρμανσης του

συμπιεστή

5170 3850 2314

Απενεργοποιημένη 4416 3672 2208

Πίνακας 7.6: Διάρκεια καταστάσεων λειτουργίας (σε h) μιας ΑΘ που είναι σχεδιασμένη

να λειτουργεί σε θέρμανση και ψύξη [38]

Κατάσταση


Κλιματική ζώνη

Θερμή Μέση Ψυχρή

Αναμονή για

θέρμανση λόγω

κλειστού θερμοστάτη

754 178 106

Αναμονή 0 0 0


-ΕΚΣΔ- - 79 -

Πίνακας 7.6 (συνέχεια): Διάρκεια καταστάσεων λειτουργίας (σε h) μιας ΑΘ που είναι

σχεδιασμένη να λειτουργεί σε θέρμανση και ψύξη [38]

Λειτουργία

θέρμανσης του

συμπιεστή

754 178 106

Απενεργοποιημένη 0 0 0

7.5 Υπολογισμός των εποχιακών συντελεστών απόδοσης SCOPON και SCOPNET

Ανάλογα με την βοηθητική πηγή θέρμανσης, που μπορεί να είναι είτε ένας λέβητας

ορυκτών καυσίμων είτε ηλεκτρικές αντιστάσεις, υπολογίζονται ο εποχιακός συντελεστής

απόδοσης SCOPON και ο SCOPNET σύμφωνα με τις παρακάτω σχέσεις.

Για συσκευές με συμπληρωματικές αντιστάσεις

𝑺𝑪𝑶𝑷𝒐𝒏 =

∑ 𝒉𝒋[𝑷𝒉(𝑻𝒋)]𝒏

𝒋=𝟏

∑ 𝒉𝒋 [𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)+ 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)]

𝒏

𝒋=𝟏

(𝟕. 𝟓)

𝑺𝑪𝑶𝑷𝒏𝒆𝒕 =

∑ 𝒉𝒋[𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)]𝒏

𝒋=𝟏

∑ 𝒉𝒋[𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)]

𝒏

𝒋=𝟏

( 𝟕. 𝟔)

Για συσκευές με συμπληρωματικό λέβητα ορυκτών καυσίμων



𝒋=𝟏

∑ 𝒉𝒋[𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒔𝒖𝒑(𝑻𝒋)

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)+

𝒔𝒖𝒑(𝑻𝒋)𝒏𝒔𝒇𝒇𝒃𝒖 ∙ 𝑪𝑪]

𝒏

𝒋=𝟏

(𝟕. 𝟕)

𝑺𝑪𝑶𝑷𝒏𝒆𝒕 =

∑ 𝒉𝒋[𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒔𝒖𝒑(𝑻𝒋)]𝒏

𝒋=𝟏

∑ 𝒉𝒋[𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒔𝒖𝒑(𝑻𝒋)

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)]

𝒏

𝒋=𝟏

(𝟕. 𝟖)

όπου,

• 𝑻𝒋 είναι η μέση θερμοκρασία (℃) του διαστήματος bin,


-ΕΚΣΔ- - 80 -

• 𝒋 είναι ο αριθμός bin.

• 𝒏 είναι ο συνολικός αριθμός των bin διαστημάτων.

• 𝑷𝒉(𝑻𝒋) είναι το θερμικό φορτίο του θερμαινόμενου χώρου (σε kW) όταν η

εξωτερική θερμοκρασία είναι Tj,.

• 𝒉𝒋 είναι η συνολική χρονική διάρκεια (h) που η εξωτερική θερμοκρασία ανήκει στο

συγκεκριμένο διάστημα bin,

• 𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋) είναι ο συντελεστής απόδοσης της συσκευής όταν η εξωτερική

θερμοκρασία είναι Tj.

• 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋) είναι η απαιτούμενη ισχύς (σε kW) της συμπληρωματικής ηλεκτρικής

αντίστασης όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι Tj,

• 𝒔𝒖𝒑(𝑻𝒋) είναι η απαιτούμενη ισχύς (σε kW) του συμπληρωματικού λέβητα

ορυκτών καυσίμων όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι Tj,

• 𝒏𝒔𝒇𝒇𝒃𝒖 είναι η εποχιακή ενεργειακή απόδοση θέρμανσης χώρου του λέβητα

ορυκτών καυσίμων.

Στις παραπάνω σχέσεις οι τιμές των μεταβλητών Tj, j, n και hj δίνονται στο πρότυπο και

αναφέρονται στις τρεις ευρωπαϊκές κλιματικές ζώνες (ψυχρή, μέση, θερμή). Το πρότυπο

λαμβάνει ως γραμμική την σχέση μεταξύ του θερμικού φορτίου του χώρου και της εξωτερικής

θερμοκρασίας Tj. Ο υπολογισμός του θερμικού φορτίου του χώρου δίνεται στον πίνακα 7.7. Με

βάση το πρότυπο, το θερμικό φορτίο του χώρου είναι ίσο με το φορτίο σχεδιασμού όταν η

εξωτερική θερμοκρασία είναι ίση με την θερμοκρασία σχεδιασμού και μηδενικό όταν η

εξωτερική θερμοκρασία είναι ίση με 16℃. Οι θερμοκρασίες σχεδιασμού για την ψυχρή, μέση

και θερμή κλιματική ζώνη είναι -22℃, -10℃ και +2℃ αντίστοιχα.

Πίνακας 7.7: Υπολογισμός του θερμικού φορτίου ανάλογα με την κλιματική ζώνη [38]

Κλιματική ζώνη θερμικό φορτίο

Ψυχρή 𝑷𝒉(𝑻𝒋) = 𝑷𝒅𝒆𝒔𝒊𝒈𝒏𝒉 ×𝑻𝒋 − 𝟏𝟔

−𝟐𝟐 − 𝟏𝟔

Μέση 𝑷𝒉(𝑻𝒋) = 𝑷𝒅𝒆𝒔𝒊𝒈𝒏𝒉 ×𝑻𝒋 − 𝟏𝟔

−𝟏𝟎 − 𝟏𝟔

Θερμή 𝑷𝒉(𝑻𝒋) = 𝑷𝒅𝒆𝒔𝒊𝒈𝒏𝒉 ×𝑻𝒋 − 𝟏𝟔

+𝟐 − 𝟏𝟔

7.6 Ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου για τη λειτουργία θέρμανσης

Οι εποχιακοί συντελεστές SCOPON και SCOPNET υπολογίζονται στις ονομαστικές

συνθήκες μερικού φορτίου. Οι ονομαστικές αυτές συνθήκες για τις ΑΘ νερού-νερού και brine-

νερού είναι έξι, εκ των οποίων οι τέσσερις σταθερές, και παρουσιάζονται στον πίνακα 7.8.


-ΕΚΣΔ- - 81 -

Πίνακας 7.8: Ονομαστικές συνθήκες της εξωτερικής θερμοκρασίας σε θέρμανση [39]

Συνθήκη

Εξωτερική

θερμοκρασία

(ξηρού

θερμομέτρου)

[℃]

Λοιπές διευκρινίσεις

Α -7

Η συγκεκριμένη συνθήκη έχει σταθερή τιμή για την εξωτερική

θερμοκρασία. Δεν χρησιμοποιείται στην θερμή κλιματική ζώνη

καθώς η τιμή της θερμοκρασίας είναι μικρότερη της θερμοκρασίας

σχεδιασμού Τdesignh.

Β 2 Η συγκεκριμένη συνθήκη έχει σταθερή τιμή για την εξωτερική


C 7 Η συγκεκριμένη συνθήκη έχει σταθερή τιμή για την εξωτερική


D 12 Η συγκεκριμένη συνθήκη έχει σταθερή τιμή για την εξωτερική


E MAX

(TOL,Tdesign)


θερμοκρασία. Συγκεκριμένα η εξωτερική θερμοκρασία σε αυτήν την

συνθήκη παίρνει την μεγαλύτερη τιμή μεταξύ της οριακής

θερμοκρασίας λειτουργίας ΤOL και της θερμοκρασίας σχεδιασμού

Tdesign.

F Tbivalent


θερμοκρασία. Συγκεκριμένα η εξωτερική θερμοκρασία σε αυτήν την

συνθήκη παίρνει την τιμή της δίτιμης θερμοκρασίας Τbivalent.

Οι ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου για τις τέσσερις κατηγορίες ΑΘ (χαμηλών,

ενδιάμεσων, μεσαίων και υψηλών θερμοκρασιών), παρουσιάζονται στους πίνακες 7.9 έως 7.12

[38].


-ΕΚΣΔ- - 82 -

Πίνακας 7.9: Ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου των αντλιών θερμότητας νερού-

νερού και brine-νερού για συστήματα θέρμανσης χαμηλών θερμοκρασιών


νερού και brine-νερού για συστήματα θέρμανσης ενδιάμεσων θερμοκρασιών

Σταθερή


προσαγωγής

Τύπος

υπολογισμούΑ W C

Νερό (από

έδαφος)Άλμη

Όλες οι

κλιματικές

ζώνες

Α W C

A(-7-16)/

(Tdesignh-16)88 - 61 10/b 0/b 35/a 34/a - 30/a

B(+2-16)/

(Tdesignh-16)54 100 37 10/b 0/b 35/a 30/a 35/a 27/a

C(+7-16)/

(Tdesignh-16)35 64 24 10/b 0/b 35/a 27/a 31/a 25/a

D(+12-16)/

(Tdesignh-16)15 29 11 10/b 0/b 35/a 24/a 26/a 24/a

E 10/b 0/b 35/a 35/a 35/a 35/a

F 10/b 0/b 35/a c/a c/a c/a

Εσωτερικός εναλλάκτης θερμότητας

(συμπυκνωτής)

Μεταβλητή θερμοκρασία


(TOL-16)/ (Tdesignh-16)

(Tbivalent-16)/ (Tdesignh-16)

Συνθ

ήκη

Ποσοστό μερικού φορτίου [%]

Εξωτερικός εναλλάκτης

θερμότητας (εξατμιστής)

Εισερχόμενη/Εξερχόμενη


Σταθερή



Τύπος


Νερό (από


Όλες οι


ζώνες

Α W C

A(-7-16)/

(Tdesignh-16)88 - 61 10/b 0/b 45/a 43/a - 38/a

B(+2-16)/

(Tdesignh-16)54 100 37 10/b 0/b 45/a 37/a 45/a 33/a

C(+7-16)/

(Tdesignh-16)35 64 24 10/b 0/b 45/a 33/a 39/a 30/a

D(+12-16)/

(Tdesignh-16)15 29 11 10/b 0/b 45/a 28/a 31/a 26/a

E 10/b 0/b 45/a 45/a 45/a 45/a

F 10/b 0/b 45/a c/a c/a c/a



Συνθ

ήκη











-ΕΚΣΔ- - 83 -


νερού και brine-νερού για συστήματα θέρμανσης μεσαίων θερμοκρασιών


νερού και brine-νερού για συστήματα θέρμανσης υψηλών θερμοκρασιών

Στους παραπάνω πίνακες η θερμοκρασία επιστροφής από την ΑΘ προς τον γεωεναλλάκτη

εμφανίζεται με το σύμβολο «b» και η θερμοκρασία επιστροφής του νερού στην ΑΘ από το

σύστημα θέρμανσης συμβολίζεται με το σύμβολο «a». Αυτό συμβαίνει διότι οι θερμοκρασίες

αυτές εξαρτώνται από τον τύπο του κυκλοφορητή της ΑΘ και δίνονται σύμφωνα με το

ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ14511-2 [36]. Τα σύμβολα «A», «W», «C» αντιστοιχούν στη μέση

(Average), στη θερμή (Warner) και στην ψυχρή (Colder) κλιματική ζώνη της Ευρώπης

αντίστοιχα.

Σταθερή



Τύπος


Νερό (από


Όλες οι


ζώνες

Α W C

A(-7-16)/

(Tdesignh-16)88 - 61 10/b 0/b 55/a 52/a - 44/a

B(+2-16)/

(Tdesignh-16)54 100 37 10/b 0/b 55/a 42/a 55/a 37/a

C(+7-16)/

(Tdesignh-16)35 64 24 10/b 0/b 55/a 36/a 46/a 32/a

D(+12-16)/

(Tdesignh-16)15 29 11 10/b 0/b 55/a 30/a 34/a 28/a

E 10/b 0/b 55/a 55/a 55/a 55/a

F 10/b 0/b 55/a c/a c/a c/a(Tbivalent-16)/ (Tdesignh-16)










Συνθ

ήκη


Σταθερή



Τύπος


Νερό (από


Όλες οι


ζώνες

Α W C

A(-7-16)/

(Tdesignh-16)88 - 61 10/b 0/b 65/a 61/a - 50/a

B(+2-16)/

(Tdesignh-16)54 100 37 10/b 0/b 65/a 49/a 65/a 41/a

C(+7-16)/

(Tdesignh-16)35 64 24 10/b 0/b 65/a 41/a 53/a 36/a

D(+12-16)/

(Tdesignh-16)15 29 11 10/b 0/b 65/a 32/a 39/a 30/a

E 10/b 0/b 65/a 65/a 65/a 65/a

F 10/b 0/b 65/a c/a c/a c/a









Συνθ

ήκη





-ΕΚΣΔ- - 84 -

7.7 Υπολογισμός του συντελεστή απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin

Στις ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου (Α-F) υπάρχουν τα παρακάτω δύο

ενδεχόμενα:

• Η θερμική ισχύς της ΑΘ είναι μικρότερη ή ίση με το θερμικό φορτίο του

θερμαινόμενου χώρου (κτιρίου). Στην περίπτωση αυτή, ο συντελεστής απόδοσης

(COPd) στην ονομαστική συνθήκη λειτουργίας (σχεδιασμού) δεν υποβαθμίζεται

διότι η ΑΘ λειτουργεί χωρίς την διαδικασία έναρξης-παύσης (on-off). Έτσι

προκύπτει ότι ο τελικός συντελεστής απόδοσης σε μερικό φορτίο (COPbin) ισούται

με τον συντελεστή απόδοσης COPd.

• Η θερμική ισχύς της ΑΘ είναι μεγαλύτερη από το θερμικό φορτίο του

θερμαινόμενου χώρου. Στην περίπτωση αυτή προκύπτει πως ο τελικός

συντελεστής απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin είναι μικρότερος από τον

συντελεστή απόδοσης (COPd) στην ονομαστική συνθήκη λειτουργίας διότι η ΑΘ

λειτουργεί με την διαδικασία έναρξης-παύσης (on-off). Η συγκεκριμένη

περίπτωση αναλύεται παρακάτω.

Υποβάθμιση του συντελεστή απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin λόγω της θέρμανσης με

λειτουργία έναρξης-παύσης (On-Off)

Για να υπολογιστεί ο τελικός βαθμός απόδοσης COPbin κατά την λειτουργία έναρξης

παύσης (on-off) της ΑΘ, πρέπει αρχικά να υπολογιστεί ο λόγος ισχύος CR (Capacity Ratio), ο

οποίος είναι πάντοτε μικρότερος ή ίσος με την μονάδα και ορίζεται ως:

𝑪𝑹 =𝑷𝒉(𝑻𝒋)

𝑫𝑪 (𝟕. 𝟗)

Όπου,

• 𝑷𝒉(𝑻𝒋) είναι το θερμικό φορτίο του θερμαινόμενου χώρου σε εξωτερική

θερμοκρασία Tj (kW),

• 𝑫𝑪 είναι η θερμική ισχύς της ΑΘ και δίνεται από τον κατασκευαστή

Ο συντελεστής απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin υπολογίζεται από την σχέση 7.10.

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋) = 𝑪𝑶𝑷𝒅 ×𝑪𝑹

𝑪𝒅𝒉 × 𝑪𝑹 + (𝟏 − 𝑪𝒅𝒉) (𝟕. 𝟏𝟎)

Στην παραπάνω σχέση εμπεριέχεται ο συντελεστής υποβάθμισης Cdh ο οποίος μπορεί,

για διευκόλυνση των υπολογισμών, είτε να ληφθεί 0,9 είτε να υπολογιστεί από τη σχέση:

𝑪𝒅𝒉 = 𝟏 −

𝝆𝝊𝜽𝝁ό𝝇 𝜿𝜶𝝉𝜶𝝂ά𝝀𝝎𝝈𝜼𝝇 𝜺𝝂έ𝝆𝜸𝜺𝜾𝜶𝝇 𝝉𝜼𝝇 𝝈𝝊𝝈𝜿𝜺𝝊ή𝝇 𝝁𝜺 𝝉𝝄𝝂 𝝈𝝊𝝁𝝅𝜾𝜺𝝈𝝉ή 𝜶𝝅𝜺𝝂𝜺𝝆𝜸𝝄𝝅𝝄𝜾𝜼𝝁έ𝝂𝝄

𝝆𝝊𝜽𝝁ό𝝇 𝜿𝜶𝝉𝜶𝝂ά𝝀𝝎𝝈𝜼𝝇 𝜺𝝂έ𝝆𝜸𝜺𝜾𝜶𝝇 𝝉𝜼𝝇 𝝈𝝊𝝈𝜿𝜺𝝊ή𝝇𝝁𝜺 𝝉𝝄𝝂 𝝈𝝊𝝁𝝅𝜾𝜺𝝈𝝉ή 𝜺𝝂𝜺𝝆𝜸𝝄𝝅𝝄𝜾𝜼𝝁έ𝝂𝝄

(𝟕. 𝟏𝟏)


-ΕΚΣΔ- - 85 -

Αφού βρεθεί ο συντελεστής απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin και η θερμική ισχύς για

όλες τις ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου, μπορούν με την βοήθεια των σχέσεων 7.1

έως 7.8 να υπολογιστούν οι εποχιακοί βαθμοί απόδοσης (SCOPnet, SCOPon, SCOP και ns) για

το εξεταζόμενο σύστημα θέρμανσης.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία όλα τα μοντέλα των ΑΘ που μελετήθηκαν είναι

σταθερών στροφών (fixed capacity) και λειτουργούν με την διαδικασία έναρξης-παύσης. Σε

εφαρμογές όπου μελετώνται συστήματα με ΑΘ μεταβαλλόμενης ισχύος (staged ή variable) το

πρότυπο ακολουθεί διαφορετική μεθοδολογία για την εύρεση του συντελεστή απόδοσης σε

μερικό φορτίο COPbin. Η μεθοδολογία αυτή παρουσιάζεται στις εργασίες [39] και [40].

7.8 Διαδικασία υπολογισμού των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOPon και

SCOPnet

Σε αυτή την ενότητα παρουσιάζεται η διαδικασία υπολογισμού των εποχιακών

συντελεστών απόδοσης όπως αυτή περιγράφεται ένα παράδειγμα στο παράρτημα G του

προτύπου ΕΝ14825 [38]. Η διαδικασία αφορά ένα γεωθερμικό σύστημα με ΑΘ brine-νερού

σε συνδυασμό με ένα σύστημα μεσαίων θερμοκρασιών.

Τα δεδομένα είναι:

• Θερμοκρασία σχεδιασμού: Tdesignh = -22℃

• Δίτιμη θερμοκρασία: Tbivalent = -14℃

• Θερμικό φορτίο σχεδιασμού: Pdesignh = 12,2 kW

• Κλιματική ζώνη: Ψυχρή (Colder)

• Βοηθητική πηγή θέρμανσης: Ηλεκτρικές αντιστάσεις

• Μεταβαλλόμενη θερμοκρασία προσαγωγής (αντιστάθμιση)

• Σύστημα μεσαίων θερμοκρασιών

• ΑΘ σταθερών στροφών

Αρχικά γίνεται ο υπολογισμός του συντελεστή απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin και της

θερμικής ισχύος για όλες τις ονομαστικές συνθήκες. Η περιγραφή για ένα σύστημα μεσαίων

θερμοκρασιών φαίνεται στον πίνακα 7.11. Ο υπολογισμός παρουσιάζεται στον πίνακα 7.13.

Πίνακας 7.13: Υπολογισμός του συντελεστή απόδοσης σε συνθήκες μερικού φορτίου

COPbin στις ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου

A 0/a 46 61 7,38 9,83 3,63 1 0,75 3,63

B 0/a 42 37 4,49 10,06 4,07 1 0,45 4,04

C 0/a 38 24 2,89 10,25 4,48 0,99 0,28 4,42

D 0/a 36 11 1,28 10,38 4,82 0,99 0,12 4,63

E 0/a 55 100 12,2 9,56 2,98 1 1 2,98

F 0/a 49 80 9,7 9,7 3,36 1 1 3,36

COPd cdh CR COPbin Συνθήκη

Θερμοκρασία


άλμης (℃)



νερού (℃)

Ποσοστό

μερικού

φορτίου

%

Θερμικό

φορτίο

(kW)

Θερμική ισχύς

αντλίας

θερμότητας

(kW)


-ΕΚΣΔ- - 86 -

Αφού υπολογιστεί ο βαθμός απόδοσης σε μερικό φορτίο και η θερμική ισχύς της ΑΘ στις

ονομαστικές συνθήκες, υπολογίζεται με γραμμική παρεμβολή και η τιμή τους για όλα τα

υπόλοιπα διαστήματα bin και στην συνέχεια οι εποχιακοί συντελεστές απόδοσης SCOPon και

SCOPnet (πίνακες 7.14 και 7.15).

Πίνακας 7.14: Υπολογισμός του εποχιακού συντελεστή απόδοσης σε λειτουργία SCOPon

Στον πίνακα 7.14 παρουσιάζεται η διαδικασία υπολογισμού του εποχιακού συντελεστή σε

λειτουργία θέρμανσης SCOPon. Οι πρώτες τρεις στήλες περιλαμβάνουν τα θερμοκρασιακά

δεδομένα της ψυχρής κλιματικής ζώνης [37, παράρτημα Β].

Στη στήλη 4 υπολογίζεται το θερμικό φορτίο του χώρου (κτιρίου) για τα διαστήματα bin

της εξωτερικής θερμοκρασίας. To θερμικό φορτίο για κάθε διάστημα θερμοκρασίας

υπολογίζεται από τον πίνακα 7.7 για την ψυχρή κλιματική ζώνη.

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

E 9 -22 1 12,2 9,56 2,64 2,98 12 6

10 -21 6 11,88 9,58 2,30 3,03 71 33

11 -20 13 11,56 9,60 1,96 3,07 150 66

12 -19 17 11,24 9,61 1,62 3,11 191 80

13 -18 19 10,92 9,63 1,28 3,16 207 82

14 -17 26 10,59 9,65 0,94 3,20 275 103

15 -16 39 10,27 9,67 0,60 3,24 401 140

16 -15 41 9,95 9,69 0,26 3,28 408 132

F 17 -14 35 9,63 9,63 0,00 3,33 337 101

18 -13 52 9,31 9,31 0,00 3,37 484 144

19 -12 37 8,99 8,99 0,00 3,41 333 97

20 -11 41 8,67 8,67 0,00 3,46 355 103

21 -10 43 8,35 8,35 0,00 3,50 359 103

22 -9 54 8,03 8,03 0,00 3,54 434 122

23 -8 90 7,71 7,71 0,00 3,59 694 193

A 24 -7 125 7,38 7,38 0,00 3,63 923 254

25 -6 169 7,06 7,06 0,00 3,67 1193 325

26 -5 195 6,74 6,74 0,00 3,72 1314 353

27 -4 278 6,42 6,42 0,00 3,77 1785 474

28 -3 306 6,10 6,10 0,00 3,81 1867 490

29 -2 454 5,78 5,78 0,00 3,86 2624 680

30 -1 385 5,46 5,46 0,00 3,91 2102 538

31 0 490 5,14 5,14 0,00 3,95 2519 637

32 1 533 4,82 4,82 0,00 4,00 2569 642

B 33 2 380 4,49 4,49 0,00 4,04 1706 422

34 3 228 4,17 4,17 0,00 4,12 951 231

35 4 261 3,85 3,85 0,00 4,19 1005 240

36 5 279 3,53 3,53 0,00 4,27 985 231

37 6 229 3,21 3,21 0,00 4,34 735 169

C 38 7 269 2,89 2,89 0,00 4,42 777 176

39 8 233 2,57 2,57 0,00 4,46 599 134

40 9 230 2,25 2,25 0,00 4,51 518 115

41 10 243 1,93 1,93 0,00 4,55 469 103

42 11 191 1,61 1,61 0,00 4,59 308 67

D 43 12 146 1,28 1,28 0,00 4,63 187 40

44 13 150 0,96 0,96 0,00 4,68 144 31

45 14 97 0,64 0,64 0,00 4,72 62 13

46 15 61 0,32 0,32 0,00 4,76 20 4

47 16 0 0,00 0,00 0,00 4,81 0 0

Σύνολο 30071 7874

SCOPon 3,82


ξηρού

θερμομέτρου

εξωτερικού

αέρα (℃)

Bin j

Συνολική

κατανάλωση

ηλεκτρικής

ενέργειας

(kWh)

Ώρες (h)

θερμικό

φορτίο

κτιρίου

(kW)

Θερμικό

φορτίο που

καλύπτεται

από την ΑΘ

(kW)

Ισχύς

ηλεκτρικών

αντιστάσεων

(kW)

COPbin

Απαιτούμενη

ενέργεια για

θέρμανση

(kWh)


-ΕΚΣΔ- - 87 -

Στη στήλη 5 δίνεται το θερμικό φορτίο του θερμαινόμενου χώρου (κτιρίου) που μπορεί να

καλύψει η ΑΘ. Στην περίπτωση που η θερμική ισχύς της ΑΘ είναι μεγαλύτερη από το θερμικό

φορτίο του χώρου, συμπληρώνεται τιμή ίση με το θερμικό φορτίο του χώρου (στήλη 4), ενώ

στην περίπτωση που η θερμική ισχύς της ΑΘ είναι μικρότερη από τις απαιτήσεις του

θερμαινόμενου χώρου τότε συμπληρώνεται η μέγιστη θερμική ισχύς της ΑΘ, η οποία δίνεται

από τον κατασκευαστή της ΑΘ. Ο υπολογισμός της μέγιστης θερμικής ισχύος σε ενδιάμεσες

θερμοκρασίες γίνεται με γραμμική παρεμβολή.

Στη στήλη 6 υπολογίζεται η ισχύς του συστήματος υποβοήθησης (ηλεκτρικές

αντιστάσεις). Όταν η ΑΘ καλύπτει τις θερμικές απαιτήσεις του χώρου η τιμή αυτή της στήλης

είναι μηδενική, ενώ σε αντίθετη περίπτωση η ισχύς του συστήματος υποβοήθησης ισούται με

την διαφορά μεταξύ του θερμικού φορτίου του θερμαινόμενου χώρου (κτιρίου) και της

μέγιστης θερμική ισχύος της ΑΘ.

Στη στήλη 7 υπολογίζεται ο συντελεστής απόδοσης σε μερικό φορτίο COPbin σύμφωνα με

την μέθοδο που αναφέρθηκε παραπάνω.

Στη στήλη 8 υπολογίζεται η απαιτούμενη ενέργεια για θέρμανση για κάθε διάστημα της

εξωτερικής θερμοκρασίας. Ο υπολογισμός της γίνεται με τον πολλαπλασιασμό της διάρκειας

του θερμοκρασιακού διαστήματος με το θερμικό φορτίο του ίδιου διαστήματος (δηλ. στήλη 9=

στήλη 3 ×στήλη 4). Το άθροισμα της συγκεκριμένης στήλης είναι η συνολική ετήσια ανάγκη

σε θέρμανση.

Στην στήλη 9 υπολογίζεται η ενεργειακή κατανάλωση για την λειτουργία της θέρμανσης

σε κάθε διάστημα της εξωτερικής θερμοκρασίας. Η σχέση υπολογισμού δίνεται παρακάτω.

𝒉𝒋 [𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)+ 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)] (𝟕. 𝟏𝟐)

Το άθροισμα της στήλης αυτής είναι η συνολική ετήσια ηλεκτρική ενέργεια που

καταναλώθηκε από την ΑΘ. Ο εποχιακός συντελεστής απόδοσης σε λειτουργία θέρμανσης

SCOPon της ΑΘ προκύπτει από τον λόγο της συνολικής απαιτούμενης ενέργειας για θέρμανση

(στήλη 8) προς τη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας (στήλη 9).

Με πανομοιότυπο τρόπο γίνεται και ο υπολογισμός του καθαρού εποχιακού συντελεστή

απόδοσης σε λειτουργία SCOPnet της ΑΘ. Η διαφορά βρίσκεται στις δύο τελευταίες στήλες,

όπως παρουσιάζεται στον πίνακα 7.15. Πιο συγκεκριμένα, στην στήλη 8 του πίνακα

υπολογίζεται η ενέργεια για θέρμανση που προσφέρει η ΑΘ χωρίς την βοήθεια των ηλεκτρικών

αντιστάσεων, ενώ στην στήλη 9 υπολογίζεται η κατανάλωση ενέργειας της ΑΘ για την

λειτουργία της θέρμανσης χωρίς την κατανάλωση των ηλεκτρικών αντιστάσεων. Ο καθαρός

συντελεστής απόδοσης σε λειτουργία θέρμανσης SCOPnet της ΑΘ προκύπτει από τον λόγο της

συνολικής απαιτούμενης ενέργειας για θέρμανση (στήλη 8) προς τη συνολική κατανάλωση

ηλεκτρικής ενέργειας (στήλη 9).


-ΕΚΣΔ- - 88 -

Πίνακας 7.15: Υπολογισμός του καθαρού εποχιακού συντελεστή απόδοσης σε λειτουργία

SCOPnet

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

E 9 -22 1 12,2 9,56 2,64 2,98 10 3

10 -21 6 11,88 9,58 2,30 3,03 57 19

11 -20 13 11,56 9,60 1,96 3,07 125 41

12 -19 17 11,24 9,61 1,62 3,11 163 53

13 -18 19 10,92 9,63 1,28 3,16 183 58

14 -17 26 10,59 9,65 0,94 3,20 251 78

15 -16 39 10,27 9,67 0,60 3,24 377 116

16 -15 41 9,95 9,69 0,26 3,28 397 121

F 17 -14 35 9,63 9,63 0,00 3,33 337 101

18 -13 52 9,31 9,31 0,00 3,37 484 144

19 -12 37 8,99 8,99 0,00 3,41 333 97

20 -11 41 8,67 8,67 0,00 3,46 355 103

21 -10 43 8,35 8,35 0,00 3,50 359 103

22 -9 54 8,03 8,03 0,00 3,54 433 122

23 -8 90 7,71 7,71 0,00 3,59 693 193

A 24 -7 125 7,38 7,38 0,00 3,63 923 254

25 -6 169 7,06 7,06 0,00 3,67 1194 325

26 -5 195 6,74 6,74 0,00 3,72 1315 353

27 -4 278 6,42 6,42 0,00 3,77 1785 474

28 -3 306 6,1 6,10 0,00 3,81 1867 490

29 -2 454 5,78 5,78 0,00 3,86 2624 680

30 -1 385 5,46 5,46 0,00 3,91 2101 538

31 0 490 5,14 5,14 0,00 3,95 2517 637

32 1 533 4,82 4,82 0,00 4,00 2567 642

B 33 2 380 4,49 4,49 0,00 4,04 1708 422

34 3 228 4,17 4,17 0,00 4,12 952 231

35 4 261 3,85 3,85 0,00 4,19 1006 240

36 5 279 3,53 3,53 0,00 4,27 985 231

37 6 229 3,21 3,21 0,00 4,34 735 169

C 38 7 269 2,89 2,89 0,00 4,42 777 176

39 8 233 2,57 2,57 0,00 4,46 598 134

40 9 230 2,25 2,25 0,00 4,51 517 115

41 10 243 1,93 1,93 0,00 4,55 468 103

42 11 191 1,61 1,61 0,00 4,59 307 67

D 43 12 146 1,28 1,28 0,00 4,63 187 40

44 13 150 0,96 0,96 0,00 4,68 144 31

45 14 97 0,64 0,64 0,00 4,72 62 13

46 15 61 0,32 0,32 0,00 4,76 20 4

47 16 0 0 0,00 0,00 4,81 0 0

Σύνολο 29916 7721

SCOPnet 3,87

Συνολική



ενέργειας

(kWh)

Bin j


ξηρού

θερμομέτρουε

ξωτερικού

αέρα (℃)

Ώρες (h)

θερμικό

φορτίο

κτιρίου

(kW)

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

(kW)

Ισχύς

ηλεκτρικών


(kW)

COPbin

Απαιτούμενη


θέρμανση

(kWh)

8. Υπολογισμός εποχιακού βαθμού απόδοσης για θέρμανση στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας σύμφωνα

με το πρότυπο ΕΝ 14825

-ΕΚΣΔ- - 89 -

8. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΟΧΙΑΚΟΥ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΓΙΑ

ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΣΤΙΣ ΤΕΣΣΕΡΙΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΤΗΣ

ΕΛΛΑΔΑΣ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΕΝ14825

8.1 Κλιματικά δεδομένα

Σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ14825 η ελληνική επικράτεια κατατάσσεται στη θερμή

Ευρωπαϊκή κλιματική ζώνη (Warmer), έχοντας ως αντιπροσωπευτική πόλη την Αθήνα. Στην

παρούσα διπλωματική εργασία για τους υπολογισμούς χρησιμοποιήθηκαν τα θερμοκρασιακά

δεδομένα τεσσάρων πόλεων που αντιστοιχούν στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας,

όπως αυτές ορίζονται στην Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-1/2017 [16]. Στην εικόνα 8.1 παρουσιάζεται ο

διαχωρισμός της Ελληνικής επικράτειας στις τέσσερις κλιματικές ζώνες και στον πίνακα 8.1

αναγράφονται ονομαστικά οι νομοί που υπάγονται σε αυτές.

Εικόνα 8.1: Σχηματική αναπαράσταση των κλιματικών ζωνών της Ελληνικής

επικράτειας [16]

Πίνακας 8.1: Νομοί ανά κλιματική ζώνη [16]

Κλιματική ζώνη ΝΟΜΟΙ

ΖΩΝΗ Α Ηράκλειο, Χανιά, Ρέθυμνο, Λασίθι, Κυκλάδες, Δωδεκάνησα, Σάμος,

Μεσσηνία, Λακωνία, Αργολίδα, Ζάκυνθος, Κεφαλονιά, Ιθάκη

ΖΩΝΗ Β

Κορινθία, Ηλεία, Αχαΐα, Αιτωλοακαρνανία, Φθιώτιδα, Φωκίδα,

Βοιωτία, Αττική, Εύβοια, Μαγνησία, Σποράδες, Λέσβος, Χίος,

Κέρκυρα, Λευκάδα, Θεσπρωτία, Πρέβεζα, Άρτα



-ΕΚΣΔ- - 90 -

Πίνακας 8.1 (συνέχεια): Νομοί ανά κλιματική ζώνη [16]

ΖΩΝΗ Γ

Αρκαδία, Ευρυτανία, Ιωάννινα, Λάρισα, Καρδίτσα, Τρίκαλα, Πιερία,

Ημαθία, Πέλλα, Θεσσαλονίκη, Κιλκίς, Χαλκιδική, Σέρρες, Καβάλα,

Δράμα, Θάσος, Σαμοθράκη, Ξάνθη, Ροδόπη, Έβρος

ΖΩΝΗ Δ Γρεβενά, Κοζάνη, Καστοριά, Φλώρινα

Για τον υπολογισμό του εποχιακού συντελεστή απόδοσης επιλέχθηκε για κάθε κλιματική

ζώνη μία αντιπροσωπευτική πόλη. Πιο συγκεκριμένα για τις κλιματικές ζώνες Α, Β, Γ, Δ

επιλέχθηκαν το Ηράκλειο, η Αθήνα, η Θεσσαλονίκη και η Φλώρινα αντίστοιχα.

8.2 Περιγραφή του κτιρίου

Ο υπολογισμός των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOP και η εφαρμογή του προτύπου

έγιναν για μία τυπική πολυκατοικία, η οποία αποτελείται από έξι πανομοιότυπα διαμερίσματα

(δύο ανά όροφο). Ο υπολογισμός έγινε για τις θερμικές απαιτήσεις και των έξι διαμερισμάτων

συνολικά. Το υπό μελέτη κτίριο έχει καθαρό εμβαδόν κατοικήσιμης επιφάνειας 618 m2 και

αντίστοιχο καθαρό όγκο 1638 m3 [39]. Η κάτοψη δύο εκ των διαμερισμάτων φαίνεται στην

κάτοψη τυπικού ορόφου τη πολυκατοικίας (παράρτημα Α της παρούσας διπλωματικής

εργασίας).

Για το υπό μελέτη κτίριο επιλέχθηκαν οι τρεις ακόλουθες περιπτώσεις θερμομόνωσης:

• Κτίριο χωρίς θερμομόνωση (Χ.Θ.): αναφέρεται σε κτίρια που είναι

κατασκευασμένα πριν το 1979.

• Κτίριο με θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κανονισμό Θερμομόνωσης Κτιρίων

(ΚΘΚ): αναφέρεται σε κτίρια που κατασκευάστηκαν από το 1979 έως το 2010.

• Κτίριο με θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κανονισμό Ενεργειακής Απόδοσης

Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ): αναφέρεται σε κτίρια κατασκευασμένα μετά το 2010.

8.2.1 Συντελεστής θερμικών απωλειών ΗΒ

Οι θερμικές απώλειες για το υπό μελέτη κτίριο και για τις τρεις περιπτώσεις θερμομόνωσης

του, υπολογίστηκαν σε προηγούμενη διπλωματική εργασία του Τμήματος Μηχανολόγων

Μηχανικών του Α.Π.Θ. [43], σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ12831 [44] και τα

αποτελέσματα της χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία (πίνακας 8.2).

Πίνακας 8.2: Συντελεστής θερμικών απωλειών κτιρίου ΗΒ (W/K) για τις 3 περιπτώσεις

θερμομόνωσης

ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΩΝ

ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ [W/K]

Κ.Εν.Α.Κ. 1108



-ΕΚΣΔ- - 91 -

Πίνακας 8.2 (συνέχεια): Συντελεστής θερμικών απωλειών κτιρίου ΗΒ (W/K) για τις 3

περιπτώσεις θερμομόνωσης

ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΩΝ

ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ [W/K]

Κ.Θ.Κ. 1360

Χ.Θ. 3143

Αφού έχει υπολογιστεί ο συντελεστής θερμικών απωλειών ΗΒ μπορούν να υπολογιστούν

τα θερμικά φορτία από την σχέση 8.1.

𝑷𝒉(𝜽𝒋) = 𝑯𝑩 × (𝜽𝒋 − 𝜽𝒃𝒂𝒍) (𝟖. 𝟏)

Όπου:

• 𝑷𝒉(𝜽𝒋) το θερμικό φορτίο του κτιρίου όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι 𝜃𝑗 , σε

W.

• 𝜽𝒃𝒂𝒍 η θερμοκρασία ισορροπίας του κτιρίου σε (℃)

Αξίζει να σημειωθεί ότι στο ΕΝ 14825 η θερμοκρασία ισορροπίας θεωρείται σταθερή και

ίση με 16℃ όλο το χρόνο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία η θερμοκρασία ισορροπίας του

κτιρίου υπολογίστηκε σε όλες τις περιπτώσεις θερμομόνωσης του κτιρίου και για κάθε μήνα

της περιόδου θέρμανσης (πίνακα 8.3).

Πίνακας 8.3: Θερμοκρασία ισορροπίας του κτιρίου, ανά περίπτωση θερμομόνωσης και

ανά μήνα (σε ℃)

8.2.2 Θερμικό φορτίο σχεδιασμού

Το θερμικό φορτίο σχεδιασμού του υπό μελέτη κτιρίου για τις τέσσερις

αντιπροσωπευτικές πόλεις (Ηράκλειο, Αθήνα, Θεσσαλονίκη, Φλώρινα) και για κάθε

περίπτωση θερμομόνωσης δίνεται στον πίνακα 8.4.

Επειδή στους πίνακες της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-3/2014 [45] δεν δίνεται η θερμοκρασία

σχεδιασμού για την πόλη της Φλώρινας, σύμφωνα με την τεχνική οδηγία χρησιμοποιείται η

θερμοκρασία σχεδιασμού χειμώνα της πλησιέστερης πόλης εφόσον η υψομετρική διαφορά των

Περ. Θερμομόνωσης Κ.Εν.Α.Κ Κ.Θ.Κ Χ.Θ

ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 16,00 16,70 18,60

ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 16,10 16,80 18,70

ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 16,30 17,00 18,70

ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 16,40 17,10 18,70

ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 16,20 16,90 18,70

ΜΑΡΤΙΟΣ 16,20 16,90 18,70

ΑΠΡΙΛΙΟΣ 16,00 16,80 18,70

Θερμοκρασία ισορροπίας



-ΕΚΣΔ- - 92 -

δύο περιοχών δεν υπερβαίνει τα 200 m. Έτσι, για την περίπτωση της Φλώρινας

χρησιμοποιήθηκε η θερμοκρασία σχεδιασμού της πόλης της Καστοριάς.

Πίνακας 8.4: Θερμικό φορτίο σχεδιασμού χειμώνα για τις τέσσερις κλιματικές ζώνες της

Ελληνικής επικράτειας σύμφωνα με την Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-3/2014

8.3 Επιλογή των ΑΘ νερού/brine-νερού

Στα πλαίσια της εργασίας επιλέχθηκαν ΑΘ νερού-νερού και brine-νερού σταθερών

στροφών της εταιρίας Hoval (σειρά Thermalia) [46], οι οποίες ανάλογα με τη θερμοκρασία

σχεδιασμού της κάθε περίπτωσης καλύπτουν με την μέγιστη ονομαστική τους ισχύ το θερμικό

φορτίο σχεδιασμού (πίνακας 8.5).

Πίνακας 8.5: Αντλίες θερμότητας νερού-νερού ανά περίπτωση υπολογισμού

Τdes

(℃) Κ.Εν.Α.Κ. Κ.Θ.Κ. Χ.Θ.

ΗΡΑΚΛΕΙΟ 7,0 10,42 13,74 36,77

ΑΘΗΝΑ 2,0 15,96 20,54 52,48

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ -2,0 20,39 25,98 65,06

ΦΛΩΡΙΝΑ -7,5 26,49 33,46 82,34


σχεδιασμούΦορτίο σχεδιασμού κτιρίου

Pdes (kW)ΠΟΛΗ

Αθήνα 35 5 Comfort 17 Twin 26 Dual H 50

Αθήνα 45 5 Comfort 17 Twin 26 Dual H 50

Αθήνα 35 10 Twin H 13 Comfort 17 Twin 42




Ηράκλειο 35 5 Twin H 13 Twin H 13 Twin 42

Ηράκλειο 45 5 Twin H 13 Twin H 13 Twin 42

Ηράκλειο 35 10 Comfort H10 Twin H 13 Dual H 35

Ηράκλειο 45 10 Comfort H10 Twin H 13 Dual H 35

Ηράκλειο 35 15 Comfort H10 Twin H 13 Twin 26

Ηράκλειο 45 15 Comfort H10 Twin H 13 Twin 26

Θεσσαλονική 35 0 Twin 20 Twin 26 Dual H 70

Θεσσαλονική 45 0 Twin 26 Dual H 35 Dual H 70



Θεσσαλονική 35 10 Comfort 17 Twin 20 Dual H 50

Θεσσαλονική 45 10 Comfort 17 Twin 20 Dual H 50

Θεσσαλονική 35 15 Comfort 17 Twin 20 Dual 55

Θεσσαλονική 45 15 Comfort 17 Twin 20 Dual 55

Φλώρινα 35 0 Dual H 35 Dual H 35 Dual H 90

Φλώρινα 45 0 Dual H 35 Dual H 35 Dual H 90

Φλώρινα 35 5 Dual H 35 Dual H 35 Dual 85

Φλώρινα 45 5 Dual H 35 Dual H 35 Dual 85

Φλώρινα 35 10 Twin H 22 Twin 26 Dual H 70

Φλώρινα 45 10 Twin H 22 Twin 26 Dual H 70

Φλώρινα 35 15 Twin H 22 Twin 26 Dual 55

Φλώρινα 45 15 Twin H 22 Twin 26 Dual 55

Χ.Θ.Πόλη

Θερμ.


νερού στο

κύκλωμα

θέρμανσης

θερμ.


άλμης ή

νερού στην

ΑΘ

Κ.Εν.Α.Κ. Κ.Θ.Κ.



-ΕΚΣΔ- - 93 -

8.4 Υπολογισμός των απαραίτητων μεταβλητών για την εκτίμηση των

συντελεστών SCOP και SCOPon

Ο υπολογισμός των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOP στο υπό μελέτη κτίριο έγινε

σύμφωνα με την διαδικασία που ορίζεται από το πρότυπο ΕΝ14825, αλλά με κάποιες

διαφοροποιήσεις ώστε να προσεγγίζονται καλύτερα οι πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.

Οι διαφοροποιήσεις αυτές είναι:

• Οι υπολογισμοί στις αντιπροσωπευτικές πόλεις έγιναν με βάση τα κλιματικά

δεδομένα των τεσσάρων κλιματικών ζωνών της Ελλάδας.

• Ως περίοδος θέρμανσης θεωρήθηκε η περίοδος από 1η Οκτωβρίου μέχρι 30η

Απριλίου για όλες τις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας, ενώ το πρότυπο ορίζει ότι η

περίοδος θέρμανσης της θερμής ευρωπαϊκής κλιματικής ζώνης έχει 6μηνη

διάρκεια.

• Η θερμοκρασίας προσαγωγής/επιστροφής νερού στην εγκατάσταση θέρμανσης

(θερμοκρασία εξόδου από τον συμπυκνωτή της ΑΘ) θεωρήθηκε είτε 45/40℃ είτε

35/30℃.

• Η θερμοκρασία ισορροπίας υπολογίστηκε για κάθε θερμική μόνωση και κάθε μήνα

ξεχωριστά και δεν θεωρήθηκε σταθερή στους 16℃ που ορίζει το πρότυπο.

Η θερμοκρασία προσαγωγής νερού/brine στον εξατμιστή της ΑΘ από τον γεωεναλλάκτη

θεωρήθηκε ότι είναι:

• 10℃ και 15℃ στην περίπτωση που χρησιμοποιείται νερό για την προσαγωγή στην

ΑΘ,

• 0℃ ( μόνο για την κλιματική ζώνη Γ και Δ) και 5℃ στην περίπτωση που

χρησιμοποιείται μίγμα νερού αντιπηκτικού ως μέσο προσαγωγής στην ΑΘ.

Ο υπολογισμός του εποχιακού βαθμού απόδοσης πραγματοποιήθηκε για ογδόντα τέσσερις

(84) περιπτώσεις, οι οποίες προκύπτουν από τον συνδυασμό των κριτηρίων του πίνακα 8.6

(πόλη, κατηγορία θερμομόνωσης, θερμοκρασία νερού προσαγωγής στο κύκλωμα θέρμανσης

από τον συμπυκνωτή της ΑΘ, θερμοκρασία προσαγωγής νερού/brine στον εξατμιστή της ΑΘ

από τον γεωεναλλάκτη)

Πίνακας 8.6: Κριτήρια υπολογισμού

Ηράκλειο Κ.Εν.Α.Κ. 45 10

Αθήνα Κ.Θ.Κ. 35 10

Θεσσαλονίκη Χ.Θ. 45 5

Φλώρινα Κ.Εν.Α.Κ. 35 15

… … … …

Θερμ. προσαγωγής

νερού στο

κύκλωμα

θέρμανσης [℃]

Θερμ. προσαγωγής

νερού/άλμης στην ΑΘ

[℃]

Κατηγορία

θερμομόνωσηςΠόλη



-ΕΚΣΔ- - 94 -

Στην επόμενη ενότητα θα παρουσιαστεί ο υπολογισμός του SCOP για μία εκ των

παραπάνω περιπτώσεων και συγκεκριμένα για την περίπτωση που το κτίριο βρίσκεται στην

Αθήνα, είναι θερμομονωμένο σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Κανονισμού Ενεργειακής

Απόδοσης Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ.), για ΑΘ νερού-νερού (θερμοκρασία προσαγωγής νερού στην

ΑΘ 15℃) και για θερμοκρασία προσαγωγής νερού από την ΑΘ 45/40℃.

8.4.1 Θερμοκρασιακά δεδομένα bin (σε h) της Αθήνας

Για να υπολογιστεί τα θερμικά φορτία του κτιρίου, χρησιμοποιήθηκαν τα θερμοκρασιακά

δεδομένα bin της Αθήνας για κάθε μήνα της περιόδου θέρμανσης (πίνακες Β.1÷Β.7) στο

παράρτημα Β, στο τέλος της παρούσας διπλωματικής εργασίας.

8.4.2 Υπολογισμός της θερμοκρασίας προσαγωγής στις ονομαστικές συνθήκες

μερικού φορτίου

Το σύστημα θέρμανσης του υπό μελέτη κτιρίου θεωρείται ότι καλύπτει το θερμικό φορτίο

σχεδιασμού με θερμοκρασίες προσαγωγής/επιστροφής νερού 45/40℃. Για τον λόγο αυτό δεν

μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι θερμοκρασίες προσαγωγής που δίνονται στους πίνακες του

προτύπου ΕΝ14825 στις ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου (Α-F). Έτσι, πρέπει πρώτα

να υπολογιστεί η συνάρτηση των θερμοκρασιών προσαγωγής νερού από τους πίνακες του

προτύπου, σε σχέση με την εξωτερική θερμοκρασία, ώστε να είναι δυνατός ο υπολογισμός των

θερμοκρασιών προσαγωγής στις ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου (A-F) της εργασίας.

Στο διάγραμμα 8.1 απεικονίζεται ο γραφικός τρόπος υπολογισμού αυτής συνάρτησης.

Αρχικά, τοποθετήθηκαν συνολικά οι θερμοκρασίες προσαγωγής και για τις τρεις ευρωπαϊκές

κλιματικές ζώνες (Warmer, Average, Colder). Έπειτα, έγινε (σε ένα φύλλο υπολογισμού) μέσα

από πολλές επαναλήψεις ο έλεγχος για το ποια κλίση προσεγγίζει καλύτερα τις τιμές αυτές

(μικρότερο σφάλμα). Έτσι, προέκυψε πως η γραμμή που προσεγγίζει καλύτερα τις

θερμοκρασίες προσαγωγής από τους πίνακες του προτύπου είναι αυτή που δίνει θερμοκρασία

προσαγωγής νερού [39]:

• 22,5℃ για εξωτερική θερμοκρασία 20℃

• 45℃ για εξωτερική θερμοκρασία σχεδιασμού

Διάγραμμα 8.1: Υπολογισμός της κλίσης της καμπύλης αντιστάθμισης



-ΕΚΣΔ- - 95 -

Επομένως η θερμοκρασία προσαγωγής Τπρος σε μία συνθήκη Τ της εξωτερικής

θερμοκρασίας μπορεί να υπολογιστεί από την σχέση 8.2.

𝜯𝝅𝝆𝝄𝝈 = 𝟐𝟐, 𝟓 +(𝟒𝟓 − 𝟐𝟐, 𝟓)

(𝟐𝟎 − 𝜯𝒅𝒆𝒔𝒊𝒈𝒏𝒉)× (𝟐𝟎 − 𝑻) (𝟖. 𝟐)

Όπου:

• Τπρος η ζητούμενη θερμοκρασία προσαγωγής, ℃

• Τ η τιμή της εξωτερικής θερμοκρασίας, ℃

• Τdesignh η θερμοκρασία σχεδιασμού, ℃

8.4.3 Υπολογισμός θερμικής ισχύος ΑΘ και του συντελεστή απόδοσης COPd

Η θερμική ισχύς και ο συντελεστής απόδοσης COPd της ΑΘ μπορούν να υπολογιστούν με

έναν από τους παρακάτω τρόπους:

• Με προσεγγιστική μέθοδο από τους πίνακες μετρήσεων που παρέχει ο

κατασκευαστής

• Με δοκιμή και μέτρηση της ΑΘ στις ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου

Στην παρούσα διπλωματική εργασία η θερμική ισχύς Ρd και ο συντελεστής COPd, που

αποδίδει μία ΑΘ στις ονομαστικές συνθήκες μερικού φορτίου, υπολογίστηκε σύμφωνα με την

πρώτη μέθοδο.

Στον πίνακα 8.7 απεικονίζεται η θερμική ισχύς και ο συντελεστής απόδοσης COPd της ΑΘ

που χρησιμοποιείται για την συγκεκριμένη περίπτωση που μελετάται σύμφωνα με τις

μετρήσεις της κατασκευάστριας εταιρίας. Το συγκριμένο μοντέλο είναι το Twin H 13 της

σειράς Thermalia.

Πίνακας 8.7: Υπολογισμός της θερμικής ισχύος Ρd και του συντελεστή απόδοσης COPd

της ΑΘ (Hoval Thermalia Twin Η 13) στις διάφορες συνθήκες

Η παραπάνω ΑΘ που επιλέχθηκε για την συγκεκριμένη περίπτωση είναι σταθερής ισχύος

(fixed capacity). Στις περιπτώσεις θερμοκρασίας προσαγωγής στην ΑΘ από -5÷5℃

χρησιμοποιείται brine ενώ από 7÷15℃ χρησιμοποιείται νερό.

Pd COPd Pd COPd Pd COPd Pd COPd Pd COPd

-5 10,90 4,54 10,50 3,89 10,20 3,52 9,90 3,19 9,00 2,65

-2 11,90 4,76 11,60 4,30 11,30 3,77 11,00 3,44 10,20 3,00

0 12,60 5,04 12,30 4,56 12,10 4,03 11,80 3,69 11,00 3,14

2 13,40 5,36 13,10 4,68 12,80 4,27 12,60 3,82 11,70 3,34

5 14,70 5,88 14,30 5,11 14,00 4,52 13,70 4,15 12,90 3,58

7 16,40 6,31 15,90 5,48 15,50 4,84 15,10 4,31 14,50 3,92

10 17,50 6,48 17,00 5,67 16,50 5,16 16,10 4,60 15,60 4,11

12 - - 18,10 6,03 17,50 5,30 17,00 4,72 16,50 4,23

15 - - 19,60 6,53 19,10 5,79 18,50 5,14 17,90 4,59


άλμης/νερού

[℃]

Θερμοκρασία προσαγωγής

30 35 40 45 50



-ΕΚΣΔ- - 96 -

8.4.4 Υπολογισμός τους συντελεστή απόδοσης COPbin της ΑΘ σε λειτουργία

μερικού φορτίου

Ο υπολογισμός του συντελεστή απόδοσης COPbin της ΑΘ σε λειτουργία μερικού φορτίου

υπολογίζεται από τη σχέση που δίνει το ΕΝ14825 για τις ΑΘ σταθερών στροφών (fixed

capacity) και η οποία είναι:

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋) = 𝑪𝑶𝑷𝒅 ×𝑪𝑹

𝑪𝒅𝒉 × 𝑪𝑹 + (𝟏 − 𝑪𝒅𝒉) (𝟖. 𝟑)

Όπου:

• 𝑪𝑶𝑷𝒅 είναι ο βαθμός απόδοσης που δίνεται από τον κατασκευαστή της ΑΘ

• 𝑪𝑹 είναι ο λόγος μερικού φορτίου

• 𝑪𝒅𝒉 είναι ο συντελεστής υποβάθμισης κατά την λειτουργία της θέρμανσης και

λαμβάνεται ίσος με 0.9.

Ο λόγος μερικού φορτίου CR λαμβάνεται ίσος με 1 όταν η θερμική ισχύς της ΑΘ είναι

μικρότερη ή ίση από το θερμικό φορτίο, αλλιώς ισούται με το λόγο του θερμικού φορτίου και

της θερμικής ισχύος της ΑΘ (σχέση 8.4).

𝑪𝑹 =𝑷𝒉(𝑻𝒋)

𝑷𝒅(𝑻𝒋) (𝟖. 𝟒)

Όπου:

• 𝑷𝒉(𝑻𝒋) το θερμικό φορτίο του διαμερίσματος όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι

Τj, W.

• 𝑷𝒅(𝑻𝒋) η μέγιστη θερμική ισχύς που δίνει ο κατασκευαστής της ΑΘ όταν η

εξωτερική θερμοκρασία είναι Τj, W

Με την παραπάνω διαδικασία υπολογίζονται οι συντελεστές απόδοσης COPbin για όλους

τους μήνες και για όλο το εύρος εξωτερικών θερμοκρασιών που καλύπτει η ΑΘ (πίνακας 8.8).

Πίνακας 8.8: Συντελεστής απόδοσης σε συνθήκες μερικού φορτίου COPbin (Αθήνα-

Κ.Εν.Α.Κ. θερμοκρασίες νερού 15/45℃)

ΟΚΤ ΝΟΕΜ ΔΕΚ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡΤ ΑΠΡΙΛ

-5 - - - - 5,14 -

-3 - - - - 5,14 -

-1 - - - - 5,14 5,14 -

1 - - 5,09 5,10 5,09 5,09 -

3 - 5,16 5,17 5,17 5,16 5,16 -

5 - 5,38 5,39 5,40 5,38 5,38 5,37

7 5,52 5,53 5,55 5,56 5,54 5,54 5,52

9 5,57 5,59 5,62 5,63 5,60 5,60 5,57

11 5,42 5,45 5,51 5,53 5,48 5,48 5,42

13 4,83 4,89 5,00 5,06 4,95 4,95 4,83

15 2,87 3,05 3,38 3,53 3,22 3,22 2,87

17 - 0,23 0,64 0,84 0,44 0,44 -

Εξωτερική


(ξηρού


Συντελεστής απόδοσης της ΑΘ σε λειτουργία μερικού φορτίου COPbin



-ΕΚΣΔ- - 97 -

8.4.5 Υπολογισμός της κατανάλωσης ενέργειας

Ο υπολογισμός της κατανάλωσης ενέργειας της ΑΘ για τη λειτουργία της θέρμανσής

αποτυπώνεται στην σχέση 8.5:


𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)+ 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)] (𝟖. 𝟓)

Όπου:

• 𝒉𝒋 είναι ο αριθμός ωρών που απαιτείται η λειτουργία της ΑΘ για την θέρμανση,

• 𝑷𝒉(𝑻𝒋) το θερμικό φορτίο του διαμερίσματος όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι Τj,

W

• 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋) η απαιτούμενη ισχύς των βοηθητικών ηλεκτρικών αντιστάσεων όταν η

εξωτερική θερμοκρασία είναι Τj, W

• 𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋) ο συντελεστή απόδοσης COPbin της ΑΘ σε λειτουργία μερικού φορτίου

όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι Τj

Η απαιτούμενη ισχύς των βοηθητικών ηλεκτρικών αντιστάσεων, οι οποίες λειτουργούν

όταν η ΑΘ αδυνατεί να καλύψει πλήρως το θερμικό φορτίο του κτιρίου σε όλα τα διαστήματα

θερμοκρασίας bin, υπολογίζεται από την διαφορά μεταξύ της τιμής του θερμικού φορτίου του

χώρου και της μέγιστης θερμικής ισχύος της ΑΘ (δηλ. 𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝑷𝒅(𝑻𝒋)).

8.4.6 Υπολογισμός των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOP και SCOPon

Στην συνέχεια υπολογίζεται η απαιτούμενη θερμική ενέργεια (kWh), η κατανάλωση ενέργειας

της ΑΘ (kWh) και η κατανάλωση ενέργειας των ηλεκτρικών αντιστάσεων για κάθε διάστημα

bin εξωτερικής θερμοκρασίας για όλους τους μήνες της περιόδου θέρμανσης. Στον πίνακα 8.9

παρουσιάζονται οι υπολογισμοί για τον μήνα Οκτώβριο.

Οι δυο πρώτες στήλες του παραπάνω πίνακα αποτελούν τα θερμοκρασιακά δεδομένα bin

του Οκτωβρίου. Στην τρίτη και τέταρτη στήλη αποτυπώνεται ο αριθμός ωρών (h) σε λειτουργία

και εκτός λειτουργίας θέρμανσης. Στην πέμπτη στήλη υπολογίζεται το θερμικό φορτίο του

κτιρίου για κάθε διάστημα θερμοκρασίας bin (σε kW) (σχέση 8.1), ενώ στην έκτη στήλη

υπολογίζεται το θερμικό φορτίο που μπορεί να καλύψει η ΑΘ (σε kW) σε κάθε ένα από αυτά

τα διαστήματα. Στην έβδομη στήλη δίνεται η ισχύς των βοηθητικών ηλεκτρικών αντιστάσεων

(σε kW), ενώ στην όγδοη υπολογίζεται ο συντελεστής απόδοσης COPbin (πίνακας 8.8) για κάθε

διάστημα θερμοκρασίας bin. Στην ένατη στήλη υπολογίζεται η απαιτούμενη ενέργεια για

θέρμανση (σε kWh) που προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό του αριθμού ωρών σε λειτουργία

θέρμανσης (τρίτη στήλη) και του θερμικού φορτίου του θερμαινόμενου χώρου (πέμπτη στήλη).

Το άθροισμα της συγκεκριμένης στήλης δίνει την συνολική απαιτούμενη θερμική ενέργεια για

τον μήνα Οκτώβριο. Στην ενδέκατη στήλη υπολογίζεται η συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής

ενέργειας της ΑΘ μαζί με τις ηλεκτρικές αντιστάσεις (σε kWh) σύμφωνα με την σχέση 8.5.



-ΕΚΣΔ- - 98 -

Πίνακας 8.9: Υπολογισμός της απαιτούμενής θερμικής ενέργειας του κτιρίου και της

κατανάλωσης ενέργειας της ΑΘ και των ηλεκτρικών αντιστάσεων για τον μήνα

Οκτώβριο (ΑΘΗΝΑ, Κ.Εν.Α.Κ.)

Στην δέκατη στήλη υπολογίζεται η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας της ΑΘ (σε kWh)

σύμφωνα με την σχέση 8.6.


𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)] (𝟖. 𝟔)

Όπου:

• 𝒉𝒋 είναι η διάρκεια του διαστήματος θερμοκρασίας bin, (σε h)

• 𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋) είναι το θερμικό φορτίο που καλύπτει η ΑΘ (έκτη στήλη του

πίνακα 8.9) (σε kW)

• 𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋) είναι ο συντελεστής απόδοσης σε μερικό φορτίο (όγδοη στήλη του

πίνακα 8.9)

Με παρόμοιο τρόπο υπολογίζεται η συνολική απαιτούμενη ενέργεια για θέρμανση (kWh)

και η αντίστοιχη συνολική κατανάλωση ενέργειας (kWh) (με και χωρίς την βοήθεια των

ηλεκτρικών αντιστάσεων) και για τους υπόλοιπους μήνες.

Στους πίνακες 8.10÷8.15 παρουσιάζονται οι υπολογισμοί για τους υπόλοιπους μήνες της

περιόδου θέρμανσης.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Εξωτερική


(ξηρού


Αριθμός

ωρών

Αριθμός

ωρών σε

λειτουργία

θέρμανσης

Αριθμός

ωρών σε ΜΗ


θέρμανσης

Θερμικό

φορτίο

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

Ισχύς

βοηθητικών

αντιστάσεω

ν

Συντελεστής

COPbin σε


μερικού

φορτίου

Συνολική

απαιτούμενη


θέρμανση

Συνολική


ηλεκτρική

ενέργειας ΑΘ

(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

Συνολική




(+ ηλ. Αντιστ)

[oC] [kW] [kW] [kW] [kWh] [kWh] [kWh]

-17 0 0 0 36,57 18,50 18,07 5,14 0,00 0,00 0,00

-15 0 0 0 34,35 18,50 15,85 5,14 0,00 0,00 0,00

-13 0 0 0 32,14 18,50 13,64 5,14 0,00 0,00 0,00

-11 0 0 0 29,92 18,50 11,42 5,14 0,00 0,00 0,00

-9 0 0 0 27,71 18,50 9,20 5,14 0,00 0,00 0,00

-7 0 0 0 25,49 18,50 6,99 5,14 0,00 0,00 0,00

-5 0 0 0 23,27 18,50 4,77 5,14 0,00 0,00 0,00

-3 0 0 0 21,06 18,50 2,56 5,14 0,00 0,00 0,00

-1 0 0 0 18,84 18,50 0,34 5,14 0,00 0,00 0,00

1 0 0 0 16,62 16,62 0,00 5,08 0,00 0,00 0,00

3 0 0 0 14,41 14,41 0,00 5,15 0,00 0,00 0,00

5 0 0 0 12,19 12,19 0,00 5,37 0,00 0,00 0,00

7 2 2 0 9,97 9,97 0,00 5,52 19,95 3,61 3,61

9 10 10 0 7,76 7,76 0,00 5,57 77,57 13,93 13,93

11 27 27 0 5,54 5,54 0,00 5,42 149,61 27,60 27,60

13 54 54 0 3,32 3,32 0,00 4,83 179,53 37,16 37,16

15 95 95 0 1,11 1,11 0,00 2,87 105,28 36,63 36,63

17 163 0 163 - - - - - - -

19 156 0 156 - - - - - - -

21 108 0 108 - - - - - - -

23 70 0 70 - - - - - - -

25 38 0 38 - - - - - - -

27 18 0 18 - - - - - - -

29 3 0 3 - - - - - - -

31 0 0 0 - - - - - - -

33 0 0 0 - - - - - - -



-ΕΚΣΔ- - 99 -



Νοέμβριο (ΑΘΗΝΑ, Κ.Εν.Α.Κ.)



Δεκέμβριο (ΑΘΗΝΑ, Κ.Εν.Α.Κ.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Εξωτερική


(ξηρού


Αριθμός

ωρών

Αριθμός

ωρών σε


θέρμανσης

Αριθμός

ωρών εκτός


Θερμικό

φορτίο

κτιρίου

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

Ισχύς




COPbin σε


μερικού

φορτίου

Συνολική



θέρμανση

Συνολική




(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

Συνολική





[oC] [h] [h] [kW] [kW] [kW] [kWh] [kWh] [kWh]

-17 0 0 0 36,68 18,50 18,18 5,14 0,00 0,00 0,00

-15 0 0 0 34,47 18,50 15,97 5,14 0,00 0,00 0,00

-13 0 0 0 32,25 18,50 13,75 5,14 0,00 0,00 0,00

-11 0 0 0 30,03 18,50 11,53 5,14 0,00 0,00 0,00

-9 0 0 0 27,82 18,50 9,32 5,14 0,00 0,00 0,00

-7 0 0 0 25,60 18,50 7,10 5,14 0,00 0,00 0,00

-5 0 0 0 23,38 18,50 4,88 5,14 0,00 0,00 0,00

-3 0 0 0 21,17 18,50 2,67 5,14 0,00 0,00 0,00

-1 0 0 0 18,95 18,50 0,45 5,14 0,00 0,00 0,00

1 0 0 0 16,73 16,73 0,00 5,09 0,00 0,00 0,00

3 3 3 0 14,52 14,52 0,00 5,16 43,55 8,44 8,44

5 8 8 0 12,30 12,30 0,00 5,38 98,41 18,31 18,31

7 25 25 0 10,08 10,08 0,00 5,53 252,12 45,57 45,57

9 45 45 0 7,87 7,87 0,00 5,59 354,07 63,38 63,38

11 103 103 0 5,65 5,65 0,00 5,45 582,14 106,82 106,82

13 132 132 0 3,44 3,44 0,00 4,89 453,48 92,71 92,71

15 142 142 0 1,22 1,22 0,00 3,05 173,10 56,68 56,68

17 119 5,95 113,05 0,06 0,06 0,00 0,23 0,33 1,46 1,46

19 82 0 82 - - - - - - -

21 42 0 42 - - - - - - -

23 15 0 15 - - - - - - -

25 3 0 3 - - - - - - -

27 1 0 1 - - - - - - -

29 0 0 0 - - - - - - -

31 0 0 0 - - - - - - -

33 0 0 0 - - - - - - -

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Εξωτερική


(ξηρού


Αριθμός

ωρών

Αριθμός

ωρών σε


θέρμανσης

Αριθμός

ωρών εκτός


Θερμικό

φορτίο

κτιρίου

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

Ισχύς




COPbin σε


μερικού

φορτίου

Συνολική



θέρμανση

Συνολική




(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

Συνολική






-17 0 0 0 36,90 18,50 18,40 5,14 0,00 0,00 0,00

-15 0 0 0 34,69 18,50 16,19 5,14 0,00 0,00 0,00

-13 0 0 0 32,47 18,50 13,97 5,14 0,00 0,00 0,00

-11 0 0 0 30,25 18,50 11,75 5,14 0,00 0,00 0,00

-9 0 0 0 28,04 18,50 9,54 5,14 0,00 0,00 0,00

-7 0 0 0 25,82 18,50 7,32 5,14 0,00 0,00 0,00

-5 0 0 0 23,60 18,50 5,10 5,14 0,00 0,00 0,00

-3 0 0 0 21,39 18,50 2,89 5,14 0,00 0,00 0,00

-1 0 0 0 19,17 18,50 0,67 5,14 0,00 0,00 0,00

1 2 2 0 16,96 16,96 0,00 5,09 33,91 6,66 6,66

3 8 8 0 14,74 14,74 0,00 5,17 117,91 22,82 22,82

5 32 32 0 12,52 12,52 0,00 5,39 400,73 74,36 74,36

7 83 83 0 10,31 10,31 0,00 5,55 855,42 154,07 154,07

9 120 120 0 8,09 8,09 0,00 5,62 970,78 172,79 172,79

11 140 140 0 5,87 5,87 0,00 5,51 822,28 149,36 149,36

13 146 146 0 3,66 3,66 0,00 5,00 533,93 106,68 106,68

15 117 117 0 1,44 1,44 0,00 3,38 168,56 49,86 49,86

17 68 10,2 57,8 0,17 0,17 0,00 0,64 1,70 2,64 2,64

19 24 0 24 - - - - - - -

21 3 0 3 - - - - - - -

23 1 0 1 - - - - - - -

25 0 0 0 - - - - - - -

27 0 0 0 - - - - - - -

29 0 0 0 - - - - - - -

31 0 0 0 - - - - - - -

33 0 0 0 - - - - - - -



-ΕΚΣΔ- - 100 -



Ιανουάριο (ΑΘΗΝΑ, Κ.Εν.Α.Κ.)



Φεβρουάριο (ΑΘΗΝΑ, Κ.Εν.Α.Κ.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Εξωτερική


(ξηρού


Αριθμός

ωρών

Αριθμός

ωρών σε


θέρμανσης

Αριθμός

ωρών εκτός


Θερμικό

φορτίο

κτιρίου

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

Ισχύς




COPbin σε


μερικού

φορτίου

Συνολική



θέρμανση

Συνολική




(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

Συνολική






-17 0 0 0 37,01 18,50 18,51 5,14 0,00 0,00 0,00

-15 0 0 0 34,80 18,50 16,30 5,14 0,00 0,00 0,00

-13 0 0 0 32,58 18,50 14,08 5,14 0,00 0,00 0,00

-11 0 0 0 30,36 18,50 11,86 5,14 0,00 0,00 0,00

-9 0 0 0 28,15 18,50 9,65 5,14 0,00 0,00 0,00

-7 0 0 0 25,93 18,50 7,43 5,14 0,00 0,00 0,00

-5 0 0 0 23,72 18,50 5,22 5,14 0,00 0,00 0,00

-3 0 0 0 21,50 18,50 3,00 5,14 0,00 0,00 0,00

-1 0 0 0 19,28 18,50 0,78 5,14 0,00 0,00 0,00

1 17 17 0 17,07 17,07 0,00 5,10 290,13 56,93 56,93

3 31 31 0 14,85 14,85 0,00 5,17 460,35 89,01 89,01

5 82 82 0 12,63 12,63 0,00 5,40 1035,95 191,99 191,99

7 123 123 0 10,42 10,42 0,00 5,56 1281,30 230,36 230,36

9 154 154 0 8,20 8,20 0,00 5,63 1262,90 224,17 224,17

11 141 141 0 5,98 5,98 0,00 5,53 843,78 152,53 152,53

13 98 98 0 3,77 3,77 0,00 5,06 369,25 73,00 73,00

15 72 72 0 1,55 1,55 0,00 3,53 111,71 31,66 31,66

17 24 4,8 19,2 0,22 0,22 0,00 0,84 1,06 1,27 1,27

19 2 0 2 - - - - - - -

21 0 0 0 - - - - - - -

23 0 0 0 - - - - - - -

25 0 0 0 - - - - - - -

27 0 0 0 - - - - - - -

29 0 0 0 - - - - - - -

31 0 0 0 - - - - - - -

33 0 0 0 - - - - - - -

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Εξωτερική


(ξηρού


Αριθμός

ωρών

Αριθμός

ωρών σε


θέρμανσης

Αριθμός

ωρών εκτός


Θερμικό

φορτίο

κτιρίου

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

Ισχύς




COPbin σε


μερικού

φορτίου

Συνολική



θέρμανση

Συνολική




(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

Συνολική






-17 0 0 0 36,79 18,50 18,29 5,14 0,00 0,00 0,00

-15 0 0 0 34,58 18,50 16,08 5,14 0,00 0,00 0,00

-13 0 0 0 32,36 18,50 13,86 5,14 0,00 0,00 0,00

-11 0 0 0 30,14 18,50 11,64 5,14 0,00 0,00 0,00

-9 0 0 0 27,93 18,50 9,43 5,14 0,00 0,00 0,00

-7 0 0 0 25,71 18,50 7,21 5,14 0,00 0,00 0,00

-5 2 2 0 23,49 18,50 4,99 5,14 46,99 7,20 17,19

-3 4 4 0 21,28 18,50 2,78 5,14 85,11 14,40 25,51

-1 5 5 0 19,06 18,50 0,56 5,14 95,31 18,00 20,81

1 13 13 0 16,84 16,84 0,00 5,09 218,98 43,03 43,03

3 47 47 0 14,63 14,63 0,00 5,16 687,53 133,19 133,19

5 69 69 0 12,41 12,41 0,00 5,38 856,42 159,12 159,12

7 92 92 0 10,20 10,20 0,00 5,54 937,98 169,24 169,24

9 104 104 0 7,98 7,98 0,00 5,60 829,82 148,12 148,12

11 126 126 0 5,76 5,76 0,00 5,48 726,09 132,55 132,55

13 109 109 0 3,55 3,55 0,00 4,95 386,54 78,10 78,10

15 63 63 0 1,33 1,33 0,00 3,22 83,78 26,00 26,00

17 29 2,9 26,1 0,11 0,11 0,00 0,44 0,32 0,73 0,73

19 8 0 8 - - - - - - -

21 1 0 1 - - - - - - -

23 0 0 0 - - - - - - -

25 0 0 0 - - - - - - -

27 0 0 0 - - - - - - -

29 0 0 0 - - - - - - -

31 0 0 0 - - - - - - -

33 0 0 0 - - - - - - -



-ΕΚΣΔ- - 101 -


κατανάλωσης ενέργειας της ΑΘ και των ηλεκτρικών αντιστάσεων για τον μήνα Μάρτιο

(ΑΘΗΝΑ, Κ.Εν.Α.Κ.)


κατανάλωσης ενέργειας της ΑΘ και των ηλεκτρικών αντιστάσεων για τον μήνα Απρίλιο

(ΑΘΗΝΑ, Κ.Εν.Α.Κ.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Εξωτερική


(ξηρού


Αριθμός

ωρών

Αριθμός

ωρών σε


θέρμανσης

Αριθμός

ωρών εκτός


Θερμικό

φορτίο

κτιρίου

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

Ισχύς




COPbin σε


μερικού

φορτίου

Συνολική



θέρμανση

Συνολική




(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

Συνολική






-17 0 0 0 36,79 18,50 18,29 5,14 0,00 0,00 0,00

-15 0 0 0 34,58 18,50 16,08 5,14 0,00 0,00 0,00

-13 0 0 0 32,36 18,50 13,86 5,14 0,00 0,00 0,00

-11 0 0 0 30,14 18,50 11,64 5,14 0,00 0,00 0,00

-9 0 0 0 27,93 18,50 9,43 5,14 0,00 0,00 0,00

-7 0 0 0 25,71 18,50 7,21 5,14 0,00 0,00 0,00

-5 0 0 0 23,49 18,50 4,99 5,14 0,00 0,00 0,00

-3 0 0 0 21,28 18,50 2,78 5,14 0,00 0,00 0,00

-1 1 1 0 19,06 18,50 0,56 5,14 19,06 3,60 4,16

1 4 4 0 16,84 16,84 0,00 5,09 67,38 13,24 13,24

3 11 11 0 14,63 14,63 0,00 5,16 160,91 31,17 31,17

5 23 23 0 12,41 12,41 0,00 5,38 285,47 53,04 53,04

7 47 47 0 10,20 10,20 0,00 5,54 479,19 86,46 86,46

9 99 99 0 7,98 7,98 0,00 5,60 789,92 140,99 140,99

11 134 134 0 5,76 5,76 0,00 5,48 772,19 140,96 140,96

13 163 163 0 3,55 3,55 0,00 4,95 578,04 116,79 116,79

15 120 120 0 1,33 1,33 0,00 3,22 159,58 49,52 49,52

17 73 7,3 65,7 0,11 0,11 0,00 0,44 0,81 1,84 1,84

19 45 0 45 - - - - - - -

21 19 0 19 - - - - - - -

23 5 0 5 - - - - - - -

25 0 0 0 - - - - - - -

27 0 0 0 - - - - - - -

29 0 0 0 - - - - - - -

31 0 0 0 - - - - - - -

33 0 0 0 - - - - - - -

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Εξωτερική


(ξηρού


Αριθμός

ωρών

Αριθμός

ωρών σε


θέρμανσης

Αριθμός

ωρών εκτός


Θερμικό

φορτίο

κτιρίου

Θερμικό

φορτίο που


από την ΑΘ

Ισχύς




COPbin σε


μερικού

φορτίου

Συνολική



θέρμανση

Συνολική




(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

Συνολική






-17 0 0 0 36,57 18,50 18,07 5,14 0,00 0,00 0,00

-15 0 0 0 34,35 18,50 15,85 5,14 0,00 0,00 0,00

-13 0 0 0 32,14 18,50 13,64 5,14 0,00 0,00 0,00

-11 0 0 0 29,92 18,50 11,42 5,14 0,00 0,00 0,00

-9 0 0 0 27,71 18,50 9,20 5,14 0,00 0,00 0,00

-7 0 0 0 25,49 18,50 6,99 5,14 0,00 0,00 0,00

-5 0 0 0 23,27 18,50 4,77 5,14 0,00 0,00 0,00

-3 0 0 0 21,06 18,50 2,56 5,14 0,00 0,00 0,00

-1 0 0 0 18,84 18,50 0,34 5,14 0,00 0,00 0,00

1 0 0 0 16,62 16,62 0,00 5,08 0,00 0,00 0,00

3 0 0 0 14,41 14,41 0,00 5,15 0,00 0,00 0,00

5 1 1 0 12,19 12,19 0,00 5,37 12,19 2,27 2,27

7 7 7 0 9,97 9,97 0,00 5,52 69,82 12,64 12,64

9 20 20 0 7,76 7,76 0,00 5,57 155,15 27,85 27,85

11 54 54 0 5,54 5,54 0,00 5,42 299,21 55,20 55,20

13 122 122 0 3,32 3,32 0,00 4,83 405,60 83,96 83,96

15 157 157 0 1,11 1,11 0,00 2,87 173,99 60,54 60,54

17 136 0 136 - - - - - - -

19 96 0 96 - - - - - - -

21 74 0 74 - - - - - - -

23 41 0 41 - - - - - - -

25 11 0 11 - - - - - - -

27 1 0 1 - - - - - - -

29 0 0 0 - - - - - - -

31 0 0 0 - - - - - - -

33 0 0 0 - - - - - - -



-ΕΚΣΔ- - 102 -

Ο εποχιακός συντελεστής απόδοσης SCOPon προκύπτει από την σχέση:



𝒋=𝟏

∑ 𝒉𝒋[𝑷𝒉(𝑻𝒋) − 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)

𝑪𝑶𝑷𝒃𝒊𝒏(𝑻𝒋)+ 𝒆𝒍𝒃𝒖(𝑻𝒋)]

𝒏

𝒋=𝟏

(𝟖. 𝟕)

Για τον υπολογισμό του εποχιακού βαθμού απόδοσης SCOP είναι απαραίτητο να

υπολογιστεί η συνολική ετήσια κατανάλωση ενέργειας από την ΑΘ, η οποία προκύπτει από το

άθροισμα της:

• Ετήσιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας της ΑΘ σε λειτουργία θέρμανσης

• Ετήσιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας της ΑΘ σε κατάσταση

λειτουργίας thermostat off. Αυτή προκύπτει από το γινόμενο των ωρών που η ΑΘ

βρίσκεται σε αυτή την κατάσταση λειτουργίας με την ισχύ της ΑΘ στην

συγκεκριμένη κατάσταση. Η ισχύς αυτή θεωρήθηκε σταθερή και ίση με 0,014 kW.

• Ετήσιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας της ΑΘ σε κατάσταση

λειτουργίας off mode. Αυτή προκύπτει από το γινόμενο των ωρών που η ΑΘ

βρίσκεται σε αυτή την κατάσταση λειτουργίας με την ηλεκτρική ισχύ της ΑΘ στην

συγκεκριμένη κατάσταση. Η ισχύς αυτή θεωρήθηκε σταθερή και ίση με 0,024 kW.

Στον πίνακα 8.16 παρουσιάζεται ο υπολογισμός των εποχιακών βαθμών απόδοσης

SCOPon και SCOP. Στην πρώτη στήλη δίνεται η ετήσια απαιτούμενη ενέργεια για θέρμανση

(kWh), στη δεύτερη στήλη η συνολική ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας της ΑΘ

(kWh), στην τρίτη στήλη η ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας της ΑΘ (kWh), στην

τέταρτη και πέμπτη στήλη οι εποχιακοί βαθμοί απόδοσης SCOPon και SCOP ενώ στην

τελευταία στήλη υπολογίζεται η ενεργειακή απόδοση εποχιακής θέρμανσης χώρου ns, η οποία

προκύπτει από τη σχέση:

𝒏𝒔 =𝑺𝑪𝑶𝑷

𝑪𝑪× 𝟏𝟎𝟎 − ∑ 𝑭(𝒊) =

𝟓. 𝟎𝟓

𝟐. 𝟓× 𝟏𝟎𝟎 − 𝟑 = 𝟏𝟐𝟏 % (𝟖. 𝟖)

Πίνακας 8.16: Πίνακας υπολογισμού των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOPon και

SCOP

Ακολουθώντας την ίδια διαδικασία υπολογίστηκαν οι εποχιακοί συντελεστές απόδοσης

SCOPon και SCOP και στις υπόλοιπες 83 περιπτώσεις. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από

την εφαρμογή του προτύπου ΕΝ 14825:2016 παρουσιάζονται στην επόμενη ενότητα.

[1] [2] [3] [4] [5] [6]

Ετήσια



θέρμανση

Συνολική ετήσια



ενέργειας

Ετήσια



ενέργειας

(χωρίς ηλ.

Αντιστ)

SCOPon SCOP ns

[kWh] [kWh] [kWh] [kWh/kWh] [kWh/kWh] (%)

21434 4245 4112 5,21 5,05 193,97



-ΕΚΣΔ- - 103 -

8.4.7 Τελικά αποτελέσματα

Στα διαγράμματα 8.2 έως 8.13 παρουσιάζονται οι εποχιακοί συντελεστές απόδοσης SCOP, για

τις 84 περιπτώσεις υπολογισμού (αναγράφονται στον πίνακα 8.5), με παραμέτρους την

κλιματική ζώνη, τη θερμική μόνωση του κτιρίου, τη θερμοκρασία προσαγωγής του νερού/brine

από το έδαφος στον εξατμιστή της ΑΘ και την θερμοκρασία προσαγωγής του νερού από τον

συμπυκνωτή της ΑΘ στο κύκλωμα θέρμανσης.

Διάγραμμα 8.2: Εποχιακός συντελεστής απόδοσης SCOP για την πόλη του

Ηρακλείου και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ.


Ηρακλείου και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Θ.Κ.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5 10 15

SCO

P

Θερμοκρασία προσαγωγής νερού/άλμης στον εξατμιστή της ΑΘ

Θερμοκρασία νερού από την ΑΘ 35℃ Θερμοκρασία νερού από την ΑΘ 45℃

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5 10 15

SCO

P





-ΕΚΣΔ- - 104 -


Ηρακλείου χωρίς θερμική μόνωση

Διάγραμμα 8.5: Εποχιακός συντελεστής απόδοσης SCOP για την πόλη της

Αθήνας και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5 10 15

SCO

P


Θερμοκρασία νερού από την ΑΘ 35℃ θερμοκρασία νερού από την ΑΘ 45℃

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5 10 15

SCO

P





-ΕΚΣΔ- - 105 -


Αθήνας και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Θ.Κ.


Αθήνας χωρίς θερμική μόνωση

0

1

2

3

4

5

6

7

8

5 10 15

SCO

P



0

1

2

3

4

5

6

7

8

5 10 15

SCO

P


Θερμοκρασία νερούαπό την ΑΘ 35℃ Θερμοκρασία νερού από την ΑΘ 45℃



-ΕΚΣΔ- - 106 -


Θεσσαλονίκης και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ.


Θεσσαλονίκης και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Θ.Κ.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15

SCO

P



0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15

SCO

P





-ΕΚΣΔ- - 107 -


Θεσσαλονίκης χωρίς θερμική μόνωση


Φλώρινας και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15

SCO

P



0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15

SCO

P





-ΕΚΣΔ- - 108 -


Φλώρινας και θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κ.Θ.Κ.


Φλώρινας χωρίς θερμική μόνωση

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15

SCO

P



0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10 15

SCO

P



9. Συμπεράσματα

-ΕΚΣΔ- - 109 -

9. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματοποιήθηκε αρχικά μία παραμετρική μελέτη

των συντελεστών απόδοσης για θέρμανση (COP) και ψύξη (EER) αντλιών θερμότητας (ΑΘ)

εδάφους-νερού, σε συσχέτιση με την αποδιδόμενη θερμική και ψυκτική ισχύ καθώς και με τη

διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ του νερού που προσάγεται από την ΑΘ στο κύκλωμα θέρμανσης (ή

απάγεται από το σύστημα ψύξης αντίστοιχα) και του νερού από τον γεωεναλλάκτη. Στη

συνέχεια υπολογίστηκε ο εποχιακός βαθμός απόδοσης ΑΘ εδάφους-νερού για θέρμανση

(SCOP) σε τέσσερις αντιπροσωπευτικές πόλεις των τεσσάρων κλιματικών ζωνών της Ελλάδας.

Η συγκριτική ανάλυση των συντελεστών απόδοσης COP και EER έγινε με βάση τα

τεχνικά στοιχεία 122 μοντέλων ΑΘ εδάφους-νερού 7 κατασκευαστικών εταιρειών και για

θερμική ισχύ που κυμαίνεται από χαμηλή έως υψηλή (7÷ 181 kW). Οι συντελεστές απόδοσης

έχουν μετρηθεί σύμφωνα με το ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ 14511. Από τη μελέτη που έγινε για το

σύνολο των μοντέλων δεν προέκυψε κάποια συγκεκριμένη συσχέτιση μεταξύ των συντελεστών

απόδοσης σε θέρμανση (COP) και ψύξη (EER) με την αποδιδόμενη θερμική ή ψυκτική ισχύ.

Ωστόσο, για την ίδια θερμική ή ψυκτική ισχύ, παρατηρήθηκαν διαφορές στους συντελεστές

απόδοσης ανάμεσα στα μοντέλα των 7 κατασκευαστικών εταιρειών. Ακόμη, παρατηρήθηκε

σημαντική διακύμανση (όσον αφορά τις ονομαστικές συνθήκες που ορίζονται στο ΕΝ14511)

τόσο στο συντελεστή απόδοσης σε θέρμανση όσο και στο συντελεστή απόδοσης στην ψύξη,

ανάλογα με τη θερμοκρασία προσαγωγής του νερού ή μίγμα νερού-αντιπηκτικού στην ΑΘ και

τη θερμοκρασία προσαγωγής του νερού στο κύκλωμα θέρμανσης.

Από τη συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης σε θέρμανση (COP) με την διαφορά

θερμοκρασίας (ΔΤ) εξόδου του θερμού νερού από το συμπυκνωτή της ΑΘ (προς την

εγκατάσταση θέρμανσης) και της θερμοκρασίας προσαγωγής στην ΑΘ από το

έδαφος/γεωεναλλάκτη στον εξατμιστή της ΑΘ προκύπτει ότι όσο αυξάνεται αυτή η διαφορά

θερμοκρασίας ΔΤ τόσο μειώνεται ο συντελεστής απόδοσης COP. Για το συγκεκριμένο δείγμα,

η μείωση του συντελεστή απόδοσης COP για κάθε 5℃ αύξησης της διαφοράς θερμοκρασίας

ΔΤ κυμαίνεται από 0.2 έως 0.8. Στον πίνακα 9.1 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της

μεταβολής του μέσου COP για τις 4 πόλεις όταν η θερμοκρασία προσαγωγής νερού αυξηθεί

από τους 35℃ στους 45℃, τα οποία δείχνουν μία μείωση του μέσου COP κατά 19%.

Επίσης, από την παραμετρική μελέτη προκύπτει ότι ο ρυθμός μείωσης του συντελεστή

απόδοσης σε θέρμανση COP, ελαττώνεται κατά κανόνα με την αύξηση της διαφοράς

θερμοκρασίας ΔΤ.


-ΕΚΣΔ- - 110 -

Πίνακας 9.1: Μεταβολή του μέσου COP για τις 4 αντιπροσωπευτικές πόλεις όταν η

θερμοκρασία προσαγωγής νερού αυξηθεί από τους 35℃ στους 45℃

Από τη συσχέτιση του συντελεστή απόδοσης σε ψύξη (EER) με τη διαφορά θερμοκρασίας

(ΔΤ) εξόδου του θερμού νερού από τον συμπυκνωτή της ΑΘ προς το έδαφος/γεωεναλλάκτη

και της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού από το κύκλωμα ψύξης στον εξατμιστή της ΑΘ,

προκύπτει ότι ο συντελεστής απόδοσης σε ψύξη (EER) (όπως ακριβώς και ο συντελεστής COP)

ελαττώνεται καθώς αυξάνεται αυτή η διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ. Για το συγκεκριμένο δείγμα,

η μείωση του συντελεστή απόδοσης EER για κάθε 5℃ αύξησης της διαφοράς θερμοκρασίας

ΔΤ κυμαίνεται από 0.4 έως 1.0.

Από την παραπάνω μελέτη διαπιστώνεται πως προκειμένου οι γεωθερμικές ΑΘ

νερού/brine-νερού να λειτουργούν με υψηλούς συντελεστές απόδοσης σε θέρμανση (COP), και

κατ’ επέκταση με χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση, τα συστήματα θέρμανσης πρέπει να

σχεδιάζονται με όσο το δυνατόν χαμηλότερες θερμοκρασίες νερού στο δίκτυο θέρμανσης.

Αυτό μπορεί να επιτευχθεί επιλέγοντας ως θερμαντικές επιφάνειες/θερμαντικά σώματα÷ την

ενδοδαπέδια θέρμανση, τα σώματα τύπου Fan-coil ή ακόμα και τα θερμαντικά σώματα

συναγωγής/ακτινοβολίας τύπου PANEL με επιφάνεια όμως υπολογισμένη για τις χαμηλές

θερμοκρασίες.

Ο υπολογισμός του εποχιακού βαθμού απόδοσης των ΑΘ εδάφους-νερού έγινε σύμφωνα

με το ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ 14825:2016, για τέσσερις αντιπροσωπευτικές ελληνικές πόλεις

των τεσσάρων κλιματικών ζωνών της Ελλάδας. Οι υπολογισμοί έγιναν για μία τυπική

τριώροφη πολυκατοικία για τρεις περιπτώσεις θερμομόνωσης: α) χωρίς θερμομόνωση, β) με

θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κανονισμό Θερμομόνωσης Κτιρίων (ΚΘΚ) και γ) με

θερμική μόνωση σύμφωνα με τον Κανονισμό Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ).

Για όλες τις περιπτώσεις που μελετήθηκαν χρησιμοποιήθηκαν μοντέλα από μία

συγκεκριμένη εταιρεία, διότι η θερμική ισχύς αυτών των ΑΘ που προσφέρει κάλυπταν όλες τις

περιπτώσεις των φορτίων σχεδιασμού του υπό μελέτη κτιρίου.

Όπως φαίνεται με την αύξηση της θερμοκρασία προσαγωγής νερού από την ΑΘ στο

κύκλωμα θέρμανσης από 35℃ σε 45℃, ο εποχιακός συντελεστής απόδοσης SCOP μειώνεται

κατά 0,3÷0,9 (ανάλογα την περίπτωση μελέτης).

Όταν η θερμοκρασία προσαγωγής νερού από την ΑΘ στο κύκλωμα θέρμανσης είναι 35℃,

ο SCOP κυμαίνεται από 3.92÷7.17 παρουσιάζοντας σημαντική διακύμανση ανάλογα με την

Ηράκλειο 7 35 28 5,2 45 38 4,2 -19%

Αθήνα 2 35 33 4,7 45 43 3,8 -19%

Θεσσαλονίκη -2 35 37 4,3 45 47 3,5 -19%

Φλώρινα -7,5 35 42,5 3,8 45 52,5 3,1 -19%


σχεδιασμού

(℃)

COPΜεταβολή

COPΔΤ (℃)


νερού

προσαγωγής (℃)

COPΔΤ (℃)


νερού

προσαγωγής (℃)


-ΕΚΣΔ- - 111 -

πόλη και τη θερμοκρασία προσαγωγής νερού/brine στην ΑΘ. Όσο μικρότερη είναι η διαφορά

μεταξύ της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού/brine στον εξατμιστή της ΑΘ και της

θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού από την ΑΘ στο κύκλωμα θέρμανσης, τόσο μεγαλύτερος

είναι ο εποχιακός συντελεστής SCOP. Έτσι για μία τυπική εφαρμογή στην Ελλάδα με

κατακόρυφο γεωεναλλάκτη, όπου οι θερμοκρασίες εδάφους κυμαίνονται στους 18℃ (μέση

ετήσια θερμοκρασία της περιοχής), με ενδοδαπέδιο σύστημα θέρμανσης (με θερμοκρασία

προσαγωγής νερού από την ΑΘ στο κύκλωμα θέρμανσης στους 35℃) ο εποχιακός βαθμός

απόδοσης SCOP (χρησιμοποιώντας τις ΑΘ που μελετήθηκαν) μπορεί να είναι από 5.4÷7.1,

ανάλογα με την κλιματική ζώνη που βρίσκεται το κτίριο και τον τύπο θερμομόνωσης.

Από τα αποτελέσματα παρατηρείται επίσης ότι στην περίπτωση που η θερμοκρασία

προσαγωγής νερού από την ΑΘ στο κύκλωμα θέρμανσης είναι 45℃, ο SCOP κυμαίνεται από

3.41÷6.09, παρουσιάζοντας και σε αυτή την περίπτωση διακυμάνσεις ανάλογα με την πόλη και

την θερμοκρασία προσαγωγής νερού/brine στην ΑΘ. Αντίστοιχα, όσο μικρότερη είναι η

θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού/brine στον

εξατμιστή της ΑΘ και της θερμοκρασίας προσαγωγής του νερού από τον συμπυκνωτή της ΑΘ

στο κύκλωμα θέρμανσης, τόσο μεγαλύτερος είναι ο εποχιακός συντελεστής SCOP.

Επιπρόσθετα, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο εποχιακός βαθμός απόδοσης SCOP για

θερμοκρασία νερού 45℃ είναι μειωμένος σε σχέση με τον αντίστοιχο για θερμοκρασία νερού

35℃ κατά 10%÷16% (0.4÷1.2), ενώ για κάθε αύξηση 5℃ της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ

του νερού προσαγωγής από την ΑΘ στο δίκτυο θέρμανσης και του νερού προσαγωγής από τον

γεωεναλλάκτη στην ΑΘ ο SCOP μειώνεται κατά 8%÷13% (0.43÷0.63).

Να επισημανθεί ότι στους βαθμούς απόδοσης που υπολογίστηκαν στα πλαίσια της

παρούσας εργασίας αφορούν μόνο την ΑΘ ως συσκευή θέρμανσης χωρίς να λαμβάνονται

υπόψη η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας της αντλίας που διακινεί νερό στο κύκλωμα ΑΘ-

γεωεναλλάκτης και του κυκλοφορητή του συστήματος θέρμανσης. Επίσης, επειδή για κάθε

περίπτωση μελέτης του κτιρίου χρησιμοποιήθηκε διαφορετικό μοντέλο ΑΘ, προκειμένου να

καλυφθεί το θερμικό φορτίο σχεδιασμού του κτιρίου, δεν μπορεί να εξαχθεί κάποιο ασφαλές

συμπέρασμα για την συσχέτιση των εποχιακών βαθμών απόδοσης SCOP μεταξύ των τεσσάρων

πόλεων/κλιματικών ζωνών. Γι’ αυτό άλλωστε σε κάποιες περιπτώσεις παρατηρούνται

υψηλότεροι βαθμοί απόδοσης SCOP στις ψυχρές κλιματικές ζώνες σε σχέση με τις θερμές,

ακριβώς γιατί τα μοντέλα ΑΘ που επιλέχθηκαν παρουσιάζουν καλύτερη ενεργειακή

συμπεριφορά, είτε λόγω κατασκευής είτε λόγω επιλογής σε σχέση με το θερμικό φορτίο του

κτιρίου (σε περιπτώσεις υπερδιαστασιολόγησης της ΑΘ συνήθως παρατηρούνται χαμηλότεροι

βαθμοί απόδοσης).

Επίσης, να σημειωθεί ότι ο συντελεστής ενεργειακής απόδοσης εποχιακής θέρμανσης

χώρου ns, σε όλες τις περιπτώσεις προέκυψε μεγαλύτερος του 128%, γεγονός που σημαίνει ότι

πληρείται ο ευρωπαϊκός κανονισμός 813/2013/ΕΕ και όλες οι ΑΘ ανήκουν σε κλάσεις


-ΕΚΣΔ- - 112 -

μεγαλύτερες της ενεργειακής κλάσης Α+. Στις περιπτώσεις θερμοκρασίας προσαγωγής νερού

ίσο με 35℃ και 45℃ ο συντελεστής ενεργειακής απόδοσης εποχιακής θέρμανσης κυμαίνεται

από 148÷278% και 128÷235% αντίστοιχα.

Συνοψίζοντας, είναι προφανές ότι ο βασικός παράγοντας που επηρεάζει τον εποχιακό

βαθμό απόδοσης τόσο σε θέρμανση (SCOP) όσο και σε ψύξη (SEER) είναι η θερμοκρασία

προσαγωγής της brine/νερού από το έδαφος στην ΑΘ και η θερμοκρασία προσαγωγής του

θερμού νερού από την ΑΘ στο κύκλωμα θέρμανσης. Όσο μικρότερη η θερμοκρασιακή διαφορά

μεταξύ αυτών των δύο μεγεθών τόσο μεγαλύτερος είναι ο εποχιακός βαθμός αντίστοιχα.

Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την συγκεκριμένη εργασία μπορούν να

χρησιμοποιηθούν για την επιλογή μίας ΑΘ σε μελέτες σχεδιασμού συστημάτων, καθώς

παρέχουν άμεση πληροφόρηση για τις αποδόσεις ΑΘ που προσφέρουν οι διάφοροι

κατασκευαστές στην ελληνική αγορά. Επίσης, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν σε

συγκριτικές προσομοιώσεις λειτουργίας ενός συστήματος θέρμανσης ή ψύξης, με τον

υπολογισμό των εποχιακών βαθμών απόδοσης και της τελικής καταναλισκόμενης ενέργειας,

έχοντας ως δεδομένα τις κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής και τα στοιχεία του

εξεταζόμενου συστήματος (η εφαρμογή του προτύπου ΕΝ 14825).

Βιβλιογραφία

-ΕΚΣΔ- - 113 -

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

[1] https://www.sciencelearn.org.

[2] Soteris A. Kalogirou, «Solar Energy Engineering Processes and Systems», Second Edition,

Elsevier, 2014

[3] https://el.wikipedia.org

[4] Γ. Τσιλιγκιρίδης, Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων, ΚΕΦ. Υδροϊσχύς, Θεσσαλονίκη, 2017.

[5] https://ec.europa.eu/eurostat/

[6] https://opentextbc.ca/geology/

[7] G. Tsilingiridis, K. Papakostas, «Investigating the relationship between air and ground

temperature variations in swallow depths in northern Greece», Energy 73, 2014, 10007-1016

[8] Αποστολίδου Γεωργία, Συστήματα αξιοποίησης του εδάφους για Θέρμανση-Ψύξη κτιρίων,

Διπλωματική εργασία στο ΠΜΣ «Προστασία περιβάλλοντος και βιώσιμη ανάπτυξη», Τμήμα

Πολιτικών Μηχανικών ΑΠΘ, Οκτώβριος 2010.

[9] ΥΠΕΚΑ, «Περιβαλλοντικός οδηγός γεωθερμίας»

[10] http://geoweb2.sbg.ac.at/thermomap/index.html?lang=gr#

[11] Γ. Ελαφρός, «Πολλά Γεωθερμικά Πεδία στην Ελλάδα Παραμένουν Ανεκμετάλλευτα»,

2014,Εφημερίδα ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ, (https://www.kathimerini.gr/553811/article/epikairothta/)

[12] http://www.oryktosploutos.net/

[13] https://www.renewableenergyhub.co.uk

[14] Χ. Μαλαματένιος ,«Γεωθερμία-Ηλιοθερμία-Τεχνικές Εξοικονόμησης Ενέργειας»,

Εκδόσεις ΙΜΕ ΓΣΕΒΕΕ, Αθήνα, 2014

[15] Μπόζης, Δ. Α., Ο πάσσαλος θεμελίωσης ως γεωεναλλάκτης: Διερευνήσεις για τη θερμική

του συμπεριφορά. Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ,

Θεσσαλονίκη 2011

[16] Τεχνική Οδηγία Τ.Ε.Ε., Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-1/2017, «Αναλυτικές εθνικές προδιαγραφές

παραμέτρων για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης κτηρίων και την έκδοση του

πιστοποιητικού ενεργειακής απόδοσης», http://portal.tee.gr/

[17] Κωνσταντίνος Τ. Παπακώστας, Σημειώσεις στο μάθημα Θέρμανση, κεφ. “Αντλίες

Θερμότητας”, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

[18] Viessmann Werke, Technical manual-Heat pumps, Allendorf (Eder), 2011

[19] http://www.geothermalgenius.org

[20] https://dnr.wi.gov

https://www.sciencelearn.org./

https://el.wikipedia.org/wiki/αιολική-ενέργεια

https://ec.europa.eu/eurostat/

https://opentextbc.ca/geology/chapter/9-2-the-temperature-of-earths-interior/

http://geoweb2.sbg.ac.at/thermomap/index.html?lang=gr

http://www.oryktosploutos.net/

https://www.renewableenergyhub.co.uk/heat-pumps-information/the-history-of-heat-pumps.html

http://portal.tee.gr/

http://www.geothermalgenius.org/

https://dnr.wi.gov/


-ΕΚΣΔ- - 114 -

[21] Μοσκοφόπουλος Γ., Λασπίτας Π., «Θέρμανση και Δροσισμός Κατοικίας με Χρήση

Αβαθούς γεωθερμικής Ενέργειας και Ενδοδαπέδιας Θέρμανσης», Πτυχιακή εργασία, Σέρρες,

2012

[22] I. Sarbu, C. Sebarchievici, « General review of ground-source heat pump systems for

heating and cooling of buildings », Department of Building Services Engineering, Polytechnic

University Timisoara, Energy and buildings, 70 (2014), 441-454

[23] https://www.kensaheatpumps.com

[24] REHAU, Τεχνικές πληροφορίες-Πρόγραμμα αντλιών θερμότητας 952002,2011

[25] http://www.axisdrilling.co.uk

[26] http://www.earthrivergeo.net

[27] ClimateMaster, Essentials of Hydronics for GSHP Professionals, Oklahoma,2007

[28] N.D. Androulakis, K. G. Armen, D.A. Bozis, K.T. Papakostas “Simulation of the thermal

performance of a hybrid solar-assisted ground-source heat pump system in a school building»,

International Journal of Sustainable Energy, 2016

http://dx.doi.org/10.1080/14786451.2016.1261865

[29] Μιχαήλ Γρ. Βραχόπουλος, Μαρία Κ. Κούκου, Κωνσταντίνος Καρύτσας, «Κανονική

Γεωθερμία-Αρχές σχεδιασμού γεωθερμικών συστημάτων και εφαρμογές», Εθνικό Μετσόβιο

Πολυτεχνείο, 2015

[30] https://wilo.com

[31] Επίσημη Εφημερίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης, Κανονισμός (ΕΕ) αριθ. 641/2009 της

επιτροπής της 22ας Ιουλίου 2009 σχετικά με την εφαρμογή της οδηγίας 2005/32/ΕΚ του

Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου όσον αφορά τις απαιτήσεις οικολογικού

σχεδιασμού για αυτόνομους και ενσωματωμένους σε προϊόντα στεγανούς κυκλοφορητές.

[32] https://pouliostherm.gr

[33] http://www.galletti.com

[34] https://www.due-line.gr

[35] X.Q. Zhai,, M. Qu, X. Yu, Y. Yang, R.Z. Wang, « A review for the applications and

integrated approaches of ground-coupled heat pump systems», Renewable and Sustainable

Energy Reviews, 15 (2011), 3133-3140

[36] EN 14511-2, Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps with electrically

driven compressors for space heating ang cooling - Part 2: Test conditions, November 2007

[37] I. Terzic, V. Sustersic, k. Donovic, « Comparative Analysis Of Geothermal Heat Pumps»,

Faculty of Engineering, University of Kragujevac, University of Kragujevac

https://www.kensaheatpumps.com/

http://www.axisdrilling.co.uk/

http://www.earthrivergeo.net/

https://wilo.com/

https://pouliostherm.gr/

http://www.galletti.com/


-ΕΚΣΔ- - 115 -

[38] EN14825, Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps with electrically

driven compressors for space heating and cooling- Testing and rating at part load conditions

and calculation of seasonal performance, March 2016

[39] Σοφός Γρηγόριος, «Εκτίμηση εποχιακών βαθμών απόδοσης για θέρμανση (SCOP) σε

αντλίες θερμότητας αέρα-νερού για τις 4 κλιματικές ζώνες της Ελλάδας συμφώνα με το

πρότυπο EN14825», Διπλωματική Εργασία , Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ,

Θεσσαλονίκη, 2018

[40] Κουράκου Ειρήνη, «Η επίδραση της τεχνολογίας του συμπιεστή, του θερμικού φορτίου

και της δίτιμης θερμοκρασίας στον εποχιακό βαθμό απόδοσης για θέρμανση (SCOP) αντλιών

θερμότητας αέρα-νερού», Διπλωματική Εργασία , Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ΑΠΘ,

Θεσσαλονίκη, 2019

[41] Κανονισμός (ΕΕ) αριθ. 813/2013 της Επιτροπής, της 2ας Αυγούστου 2013 για την

εφαρμογή της οδηγίας 2009/125/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου όσον

αφορά τις απαιτήσεις οικολογικού σχεδιασμού των θερμαντήρων χώρου και των θερμαντήρων

συνδυασμένης λειτουργίας, https://publications.europa.eu/

[42] Κανονισμός (ΕΕ) αριθ. 811/2013 της Επιτροπής, της 18ης Φεβρουαρίου 2013 για τη

συμπλήρωση της οδηγίας 2010/30/ΕΕ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου

όσον αφορά την ενεργειακή επισήμανση των θερμαντήρων χώρου, των θερμαντήρων

συνδυασμένης λειτουργίας, των συγκροτημάτων θερμαντήρα χώρου, ρυθμιστή θερμοκρασίας

και ηλιακής συσκευής, καθώς και των συγκροτημάτων θερμαντήρα συνδυασμένης

λειτουργίας, ρυθμιστή θερμοκρασίας και ηλιακής συσκευής, https://publications.europa.eu/

[43] Κομνηνός Γεώργιος, Διπλωματική Εργασία «Επίδραση της εφαρμογής του Κανονισμού

Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ.) στα θερμικά και ψυκτικά φορτία και στην

κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη σε κτίρια κατοικιών», Τμήμα Μηχανολόγων

Μηχανικών ΑΠΘ, 2013

[44] ΕΛΟΤ ΕΝ 12831:2003, «Θερμικές Ανάγκες των Κτιρίων – Μέθοδος υπολογισμού»,

http://www.elot.gr/

[45] Τεχνική Οδηγία Τ.Ε.Ε., Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-3/2014, «Κλιματικά δεδομένα ελληνικών

περιοχών», http://portal.tee.gr/

[46] https://www.hoval.com/

https://publications.europa.eu/

https://publications.europa.eu/

http://portal.tee.gr/

https://www.hoval.com/

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α

-ΕΚΣΔ- - 116 -


Σχέδια του κτιρίου

Εικόνα Α.1: Κάτοψη τυπικού ορόφου


-ΕΚΣΔ- - 117 -

Εικόνα Α2: Κάτοψη δώματος

Εικόνα Α3: Κάτοψη ισογείου

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β

-ΕΚΣΔ- - 118 -


Στους πίνακες Β1 ÷ Β28 παρουσιάζονται τα κλιματικά δεδομένα bin για τις πόλεις Αθήνα,

Ηράκλειο, Θεσσαλονίκη και Φλώρινα, για κάθε μήνα της περιόδου θέρμανσης (Οκτώβριος –

Απρίλιος). [40]

Πίνακας Β.1: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Αθήνας για το μήνα Οκτώβριο

Πίνακας Β.2: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Αθήνας για το μήνα Νοέμβριο

Πίνακας Β.3: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Αθήνας για το μήνα Δεκέμβριο


-ΕΚΣΔ- - 119 -

Πίνακας Β.4: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Αθήνας για το μήνα Ιανουάριο

Πίνακας Β.5: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Αθήνας για το μήνα Φεβρουάριο

Πίνακας Β.6: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Αθήνας για το μήνα Μάρτιο


-ΕΚΣΔ- - 120 -

Πίνακας Β.7: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Αθήνας για το μήνα Απρίλιο

Πίνακας Β.8: Θερμοκρασιακά δεδομένα του Ηρακλείου για το μήνα Οκτώβριο

Πίνακας Β.9: Θερμοκρασιακά δεδομένα του Ηρακλείου για το μήνα Νοέμβριο

ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ

bin [°C] Μέση τιμή [°C] 0-4 4-8 8-12 12-16 16-20 20-24 ΣΥΝΟΛΟ

8 / 10 9 2 3 0 0 0 1 6

10 / 12 11 4 5 1 0 0 1 11

12 / 14 13 11 13 2 0 2 4 32

14 / 16 15 22 25 5 1 3 12 68

16 / 18 17 32 32 13 2 7 25 111

18 / 20 19 28 25 25 7 18 34 137

20 / 22 21 15 13 32 19 31 27 137

22 / 24 23 6 5 26 36 32 13 118

24 / 26 25 2 2 13 34 20 5 76

26 / 28 27 1 1 5 17 8 2 34

28 / 30 29 0 0 2 6 2 1 11

30 / 32 31 0 0 0 2 1 0 3

32 / 34 33 0 0 0 0 0 0 0

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 123 124 124 124 124 125 744

ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ


4 / 6 5 2 2 0 0 0 1 5

6 / 8 7 3 5 1 0 0 1 10

8 / 10 9 8 10 2 0 2 4 26

10 / 12 11 18 20 5 1 4 10 58

12 / 14 13 28 29 12 3 7 21 100

14 / 16 15 28 27 22 8 17 30 132

16 / 18 17 18 16 30 20 29 27 140

18 / 20 19 9 7 25 33 30 15 119

20 / 22 21 4 3 14 31 19 7 78

22 / 24 23 2 1 6 16 8 2 35

24 / 26 25 0 0 2 6 3 1 12

26 / 28 27 0 0 1 2 1 0 4

28 / 30 29 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 120 120 120 121 120 119 720


-ΕΚΣΔ- - 121 -

Πίνακας Β.10: Θερμοκρασιακά δεδομένα του Ηρακλείου για το μήνα Δεκέμβριο

Πίνακας Β.11: Θερμοκρασιακά δεδομένα του Ηρακλείου για το μήνα Ιανουάριο

Πίνακας Β.12: Θερμοκρασιακά δεδομένα του Ηρακλείου για το μήνα Φεβρουάριο

ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ


2 /4 3 3 3 1 0 0 1 8

4/6 5 5 6 1 0 1 2 15

6/8 7 11 12 3 1 2 6 35

8/10 9 20 22 8 3 6 14 73

10 / 12 11 29 29 18 7 14 25 122

12 / 14 13 27 26 28 18 25 31 155

14 / 16 15 17 15 29 31 31 24 147

16 / 18 17 8 7 20 32 24 12 103

18 / 20 19 3 3 10 20 13 5 54

20 / 22 21 1 1 4 8 5 2 21

22 / 24 23 0 0 1 3 2 1 7

24 / 26 25 0 0 1 2 1 0 4

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 124 124 124 125 124 123 744

ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ


0 / 2 1 2 2 1 0 0 1 6

2 /4 3 3 4 1 0 1 2 11

4/6 5 8 9 3 1 3 6 30

6/8 7 16 18 7 3 5 11 60

8/10 9 27 27 16 7 12 22 111

10 / 12 11 29 28 26 17 24 30 154

12 / 14 13 21 19 30 29 31 26 156

14 / 16 15 11 10 22 31 25 15 114

16 / 18 17 5 4 11 20 14 7 61

18 / 20 19 2 2 5 9 6 3 27

20 / 22 21 1 1 2 3 2 1 10

22 / 24 23 0 0 1 1 1 0 3

24 / 26 25 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 125 124 125 122 124 124 744

ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ


0 / 2 1 2 2 0 0 0 1 5

2 /4 3 3 4 1 0 0 2 10

4/6 5 7 9 2 1 1 4 24

6/8 7 16 18 6 2 4 10 56

8/10 9 25 26 13 4 10 20 98

10 / 12 11 26 25 23 12 19 28 133

12 / 14 13 18 16 27 24 28 24 137

14 / 16 15 9 8 21 31 25 14 108

16 / 18 17 4 3 11 22 15 6 61

18 / 20 19 1 1 5 11 6 2 26

20 / 22 21 1 0 2 4 2 1 10

22 / 24 23 0 0 1 1 1 0 3

24 / 26 25 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 112 112 112 113 111 112 672


-ΕΚΣΔ- - 122 -

Πίνακας Β.13: Θερμοκρασιακά δεδομένα του Ηρακλείου για το μήνα Μάρτιο

Πίνακας Β.14: Θερμοκρασιακά δεδομένα του Ηρακλείου για το μήνα Απρίλιο

Πίνακας Β.15: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Θεσσαλονίκης για το μήνα Οκτώβριο

ΜΑΡΤΙΟΣ


2 /4 3 4 5 1 0 0 2 12

4/6 5 6 7 1 0 1 3 18

6/8 7 13 14 4 1 2 7 41

8/10 9 23 24 9 3 6 16 81

10 / 12 11 29 29 18 7 14 26 123

12 / 14 13 25 23 27 17 25 30 147

14 / 16 15 14 13 28 29 31 22 137

16 / 18 17 7 6 19 32 24 11 99

18 / 20 19 3 2 9 21 13 5 53

20 / 22 21 1 1 4 9 5 2 22

22 / 24 23 0 0 1 3 2 1 7

24 / 26 25 0 0 1 1 1 0 3

26 / 28 27 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 125 124 122 124 124 125 744

ΑΠΡΙΛΙΟΣ


4/6 5 2 3 0 0 0 1 6

6/8 7 4 5 1 0 0 2 12

8/10 9 10 11 2 0 1 4 28

10 / 12 11 19 22 5 1 2 10 59

12 / 14 13 28 29 11 2 6 21 97

14 / 16 15 27 25 21 6 15 30 124

16 / 18 17 17 15 28 15 26 27 128

18 / 20 19 8 7 26 30 30 15 116

20 / 22 21 3 3 16 34 22 7 85

22 / 24 23 1 1 7 21 10 3 43

24 / 26 25 0 0 3 8 4 1 16

26 / 28 27 0 0 1 3 1 0 5

28 / 30 29 0 0 0 1 0 0 1

30 / 32 31 0 0 0 0 0 0 0

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 119 121 121 121 117 121 720

ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ


4/6 5 0 1 0 0 0 0 1

6/8 7 2 4 1 0 0 0 7

8/10 9 7 7 3 1 2 4 24

10 / 12 11 13 12 5 3 4 11 48

12 / 14 13 19 21 10 5 10 15 80

14 / 16 15 31 34 13 8 15 28 129

16 / 18 17 34 29 17 14 25 32 151

18 / 20 19 16 12 23 20 24 21 116

20 / 22 21 3 3 21 22 20 10 79

22 / 24 23 1 2 16 19 13 1 52

24 / 26 25 0 0 8 19 7 1 35

26 / 28 27 0 0 3 11 3 0 17

28 / 30 29 0 0 1 3 0 0 4

30 / 32 31 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 126 125 121 126 123 123 744


-ΕΚΣΔ- - 123 -

Πίνακας Β.16: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Θεσσαλονίκης για το μήνα Νοέμβριο

Πίνακας Β.17: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Θεσσαλονίκης για το μήνα Δεκέμβριο

Πίνακας Β.18: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Θεσσαλονίκης για το μήνα Ιανουάριο

ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ


0 / 2 1 1 2 1 0 0 1 5

2 /4 3 5 5 2 0 2 3 17

4/6 5 6 8 4 1 3 8 30

6/8 7 19 20 8 4 8 9 68

8/10 9 23 22 12 5 13 22 97

10 / 12 11 22 20 17 9 22 27 117

12 / 14 13 22 18 19 18 26 23 126

14 / 16 15 13 15 23 24 23 15 113

16 / 18 17 5 5 18 25 12 6 71

18 / 20 19 2 2 10 18 9 4 45

20 / 22 21 1 1 6 10 3 1 22

22 / 24 23 0 0 1 5 1 0 7

24 / 26 25 0 0 0 2 0 0 2

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 119 118 121 121 122 119 720



-4 / -2 -3 0 1 0 0 0 0 1

-2 / 0 -1 3 6 1 0 0 1 11

0 / 2 1 13 13 5 2 5 9 47

2 /4 3 16 16 10 4 12 18 76

4/6 5 18 18 17 9 17 16 95

6/8 7 25 24 21 17 19 24 130

8/10 9 20 22 23 22 24 23 134

10 / 12 11 16 12 22 21 21 17 109

12 / 14 13 9 7 12 21 17 11 77

14 / 16 15 2 3 6 15 5 3 34

16 / 18 17 2 2 5 8 2 1 20

18 / 20 19 1 1 2 1 1 2 8

20 / 22 21 0 0 0 2 0 0 2

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 125 125 124 122 123 125 744



-6 /-4 -5 1 3 1 0 1 1 7

-4 / -2 -3 3 2 2 0 1 2 10

-2 / 0 -1 4 7 3 2 2 3 21

0 / 2 1 13 13 7 3 5 10 51

2 /4 3 22 26 13 8 12 15 96

4/6 5 32 25 22 9 21 31 140

6/8 7 21 19 27 20 25 26 138

8/10 9 17 17 26 24 27 20 131

10 / 12 11 7 7 13 26 17 10 80

12 / 14 13 3 2 6 15 7 3 36

14 / 16 15 2 2 4 9 3 2 22

16 / 18 17 1 0 1 4 2 1 9

18 / 20 19 0 0 1 2 0 0 3

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 126 123 126 122 123 124 744


-ΕΚΣΔ- - 124 -

Πίνακας Β.19: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Θεσσαλονίκης για το μήνα Φεβρουάριο

Πίνακας Β.20: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Θεσσαλονίκης για το μήνα Μάρτιο

Πίνακας Β.21: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Θεσσαλονίκης για το μήνα Απρίλιο



-6 /-4 -5 1 2 0 0 0 0 3

-4 / -2 -3 1 4 1 0 1 2 9

-2 / 0 -1 4 7 1 1 1 3 17

0 / 2 1 12 16 9 3 5 11 56

2 /4 3 20 23 13 6 10 14 86

4/6 5 18 18 15 11 14 17 93

6/8 7 20 21 17 13 17 17 105

8/10 9 22 19 18 18 19 23 119

10 / 12 11 8 8 15 18 22 15 86

12 / 14 13 3 3 10 15 13 5 49

14 / 16 15 1 0 5 13 6 2 27

16 / 18 17 0 0 2 7 3 1 13

18 / 20 19 0 0 2 3 2 0 7

20 / 22 21 0 0 0 2 0 0 2

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 110 121 108 110 113 110 672

ΜΑΡΤΙΟΣ


-4 / -2 -3 0 1 1 0 0 0 2

-2 / 0 -1 2 2 0 1 0 0 5

0 / 2 1 4 4 1 0 1 2 12

2 /4 3 5 6 2 2 2 4 21

4/6 5 12 16 5 2 3 7 45

6/8 7 33 32 12 7 12 20 116

8/10 9 30 31 21 10 14 31 137

10 / 12 11 22 18 21 13 20 27 121

12 / 14 13 11 9 28 18 28 20 114

14 / 16 15 4 3 17 26 21 10 81

16 / 18 17 1 1 10 24 14 3 53

18 / 20 19 0 0 4 13 5 0 22

20 / 22 21 0 0 2 6 3 0 11

22 / 24 23 0 0 1 3 0 0 4

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 124 123 125 125 123 124 744

ΑΠΡΙΛΙΟΣ


2 /4 3 1 1 0 1 0 1 4

4/6 5 1 2 0 0 0 0 3

6/8 7 6 7 0 1 1 3 18

8/10 9 21 21 2 1 2 8 55

10 / 12 11 33 34 8 4 8 22 109

12 / 14 13 33 29 17 10 19 38 146

14 / 16 15 17 18 26 14 27 28 130

16 / 18 17 5 6 32 23 25 15 106

18 / 20 19 1 0 21 25 17 5 69

20 / 22 21 0 0 10 23 13 2 48

22 / 24 23 0 0 3 13 5 1 22

24 / 26 25 0 0 0 5 3 0 8

26 / 28 27 0 0 0 2 0 0 2

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 118 118 119 122 120 123 720


-ΕΚΣΔ- - 125 -

Πίνακας Β.22: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Φλώρινας για το μήνα Οκτώβριο

Πίνακας Β.23: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Φλώρινας για το μήνα Νοέμβριο

Πίνακας Β.24: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Φλώρινας για το μήνα Δεκέμβριο

ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ


-2 / 0 -1 1 2 0 0 0 0 3

0 / 2 1 1 2 0 0 0 1 4

2 /4 3 4 4 1 0 0 2 11

4/6 5 8 9 2 0 1 4 24

6/8 7 16 18 5 1 3 10 53

8/10 9 26 26 11 3 8 19 93

10 / 12 11 29 27 21 8 16 28 129

12 / 14 13 20 19 29 19 27 27 141

14 / 16 15 11 10 27 31 30 18 127

16 / 18 17 5 4 16 31 21 9 86

18 / 20 19 2 2 8 18 11 4 45

20 / 22 21 1 1 3 8 4 1 18

22 / 24 23 0 0 1 3 2 1 7

24 / 26 25 0 0 0 1 1 0 2

26 / 28 27 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 124 124 124 124 124 124 744

ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ


-8 / -6 -7 1 2 0 0 0 0 3

-6 / -4 -5 2 2 0 0 0 1 5

-4 / -2 -3 3 4 1 0 1 2 11

-2 / 0 -1 7 8 2 1 1 4 23

0 / 2 1 14 15 5 2 3 9 48

2 /4 3 22 22 11 4 8 17 84

4/6 5 25 24 19 9 15 24 116

6/8 7 21 20 25 17 25 26 134

8/10 9 13 12 24 26 27 19 121

10 / 12 11 7 6 17 26 20 10 86

12 / 14 13 3 3 9 18 12 5 50

14 / 16 15 1 1 4 9 5 2 22

16 / 18 17 1 1 2 4 2 1 11

18 / 20 19 0 0 1 2 1 0 4

20 / 22 21 0 0 0 1 0 0 1

22 / 24 23 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 120 120 120 120 120 120 720



-14 / -12 -13 1 2 0 0 0 0 3

-12 / -10 -11 1 1 0 0 0 1 3

-10 / -8 -9 2 3 1 0 1 1 8

-8 / -6 -7 5 6 2 1 1 3 18

-6 / -4 -5 10 10 4 1 3 6 34

-4 / -2 -3 16 17 8 3 6 12 62

-2 / 0 -1 22 22 14 7 11 19 95

0 / 2 1 24 23 21 14 19 25 126

2 /4 3 19 18 24 22 25 24 132

4/6 5 12 11 21 26 23 16 109

6/8 7 6 6 14 22 17 9 74

8/10 9 3 3 8 14 10 5 43

10 / 12 11 2 1 4 7 5 2 21

12 / 14 13 1 1 2 3 2 1 10

14 / 16 15 0 0 1 2 1 0 4

16 / 18 17 0 0 0 1 0 0 1

18 / 20 19 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 124 124 124 124 124 124 744


-ΕΚΣΔ- - 126 -

Πίνακας Β.25: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Φλώρινας για το μήνα Ιανουάριο

Πίνακας Β.26: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Φλώρινας για το μήνα Φεβρουάριο

Πίνακας Β.27: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Φλώρινας για το μήνα Μάρτιο



-18 / -16 -17 0 1 0 0 0 0 1

-16 / -14 -15 1 1 0 0 0 0 2

-14 / -12 -13 1 1 0 0 0 1 3

-12 / -10 -11 2 3 1 0 1 2 9

-10 / -8 -9 5 5 2 1 1 3 17

-8 / -6 -7 9 10 4 2 3 6 34

-6 /-4 -5 15 16 8 4 6 12 61

-4 / -2 -3 21 22 14 8 12 18 95

-2 / 0 -1 24 22 21 15 19 24 125

0 / 2 1 19 18 24 22 25 22 130

2 /4 3 13 12 21 24 23 16 109

4/6 5 7 7 14 21 16 10 75

6/8 7 4 3 8 13 10 5 43

8/10 9 2 2 4 7 5 3 23

10 / 12 11 1 1 2 3 2 1 10

12 / 14 13 0 0 1 2 1 1 5

14 / 16 15 0 0 0 1 0 0 1

16 / 18 17 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 124 124 124 124 124 124 744



-12 / -10 -11 1 2 0 0 0 0 3

-10 / -8 -9 1 1 0 0 0 1 3

-8 / -6 -7 3 3 1 0 1 2 10

-6 /-4 -5 6 7 3 1 2 4 23

-4 / -2 -3 12 13 6 3 4 8 46

-2 / 0 -1 19 20 11 6 9 15 80

0 / 2 1 24 22 19 12 16 23 116

2 /4 3 20 20 24 20 24 24 132

4/6 5 13 12 22 24 24 17 112

6/8 7 7 7 14 21 16 10 75

8/10 9 3 3 7 13 9 5 40

10 / 12 11 2 1 3 6 4 2 18

12 / 14 13 1 1 1 3 2 1 9

14 / 16 15 0 0 1 1 1 0 3

16 / 18 17 0 0 0 1 0 0 1

18 / 20 19 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 112 112 112 112 112 112 672

ΜΑΡΤΙΟΣ


-8 / -6 -7 2 2 0 0 0 0 4

-6 /-4 -5 2 2 0 0 0 1 5

-4 / -2 -3 4 4 1 0 1 2 12

-2 / 0 -1 8 9 3 1 2 5 28

0 / 2 1 14 16 6 2 4 10 52

2 /4 3 22 23 12 5 9 17 88

4/6 5 26 25 20 10 16 25 122

6/8 7 21 20 25 20 25 26 137

8/10 9 13 12 24 27 28 19 123

10 / 12 11 7 6 17 25 20 11 86

12 / 14 13 3 3 9 17 11 5 48

14 / 16 15 1 1 4 9 5 2 22

16 / 18 17 1 1 2 4 2 1 11

18 / 20 19 0 0 1 2 1 0 4

20 / 22 21 0 0 0 1 0 0 1

22 / 24 23 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 124 124 124 124 124 124 744


-ΕΚΣΔ- - 127 -

Πίνακας Β.28: Θερμοκρασιακά δεδομένα της Φλώρινας για το μήνα Απρίλιο

ΑΠΡΙΛΙΟΣ


-2 / 0 -1 1 2 0 0 0 0 3

0 / 2 1 2 2 0 0 0 1 5

2 /4 3 4 5 1 0 1 2 13

4/6 5 10 11 3 1 2 6 33

6/8 7 19 20 8 3 5 13 68

8/10 9 27 27 16 7 12 23 112

10 / 12 11 26 25 26 16 23 30 146

12 / 14 13 17 16 29 28 31 23 144

14 / 16 15 8 8 20 30 24 13 103

16 / 18 17 4 3 10 20 13 6 56

18 / 20 19 1 1 4 9 6 2 23

20 / 22 21 1 0 2 4 2 1 10

22 / 24 23 0 0 1 1 1 0 3

24 / 26 25 0 0 0 1 0 0 1

ΣΥΝΟΛΟ ΩΡΩΝ 120 120 120 120 120 120 720

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑikee.lib.auth.gr/record/309977/files...ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ...

Documents

Transcript of ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑikee.lib.auth.gr/record/309977/files...ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ...