ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΟΡΥΦΗ ΤΟΥ ΔΙΟΝΥΣΟΥ
Το έργο αφορά μια τριώροφη μεζονέτα στο Διόνυσο. Στην κατοικία αυτή έχει προδιαγραφεί γεωθερμικό σύστημα κλιματισμού το οποίο θα καλύπτει τις ανάγκες του χώρου σε θέρμανση και ψύξη, αλλά και τη θέρμανση της πισίνας κατά τους θερινούς μήνες. Πρόκειται για ένα κλειστό κάθετο σύστημα το οποίο αποτελείται από επτά κάθετους γεωσυλλέκτες τοποθετημένους σε οπές βάθους 80 μέτρων.
Το μηχανοστάσιο του συστήματος απαρτίζεται από δύο Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας. Η μια ΓΑΘ αποσκοπεί στην κάλυψη των φορτίων του κτιρίου, ενώ η άλλη ΓΑΘ προορίζεται για τη θέρμανση της πισίνας. Ο αυτοματισμός του συστήματος έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε οι δύο ΓΑΘ να αποδίδουν όλα τα παραγόμενα φορτία τους για την αρχική θέρμανση ή ψύξη της κατοικίας, και κατόπιν να χρησιμοποιείται μόνο η μία ΓΑΘ για τη συντήρηση των φορτίων αυτών. Ομοίως, μια φορά ετησίως χρησιμοποιούνται οι δύο ΓΑΘ για την αρχική θέρμανση του νερού της πισίνας, διαδικασία η οποία διαρκεί 12 ώρες. Έτσι για τον υπόλοιπο χρόνο χρησιμοποιείται μόνον η δεύτερη ΓΑΘ για τη διατήρηση του φορτίου της πισίνας.
Τονίζεται ότι δίνεται προτεραιότητα πάντα στην κάλυψη των φορτίων θέρμανσης και ψύξης της κατοικίας. Κατά το θέρος λοιπόν, κάθε φορά που το σύστημα αντιλαμβάνεται ότι η ζήτηση της κατοικίας σε ψυκτικά φορτία ανεβαίνει, τότε και οι δυο ΓΑΘ λειτουργούν ταυτόχρονα για να καλύψουν τα απαιτούμενα φορτία της κατοικίας. Στη συνέχεια το σύστημα επαναφέρεται σε λειτουργία συντήρησης, όπως περιγράφηκε παραπάνω. Σημειώνεται ότι η ΓΑΘ που χρησιμοποιείται για τη διατήρηση του φορτίου της πισίνας, παράγει επίσης και το ζεστό νερό χρήσης της κατοικίας.
Ένα πολύ προσοδοφόρο φαινόμενο επιτυγχάνεται μέσω αυτής της διαδικασίας. Κατά τη χρονική διάρκεια που χρησιμοποιείται η μία Γεωθερμική μονάδα για τη συντήρηση των ψυκτικών φορτίων της κατοικίας και η άλλη Γεωθερμική μονάδα για τη συντήρηση των θερμικών φορτίων της πισίνας, τότε εξισορροπούνται τα φορτία στο δοχείο αδρανείας του γεωσυλλέκτη, με αποτέλεσμα να μειώνεται η λειτουργία του κυκλοφορητή του γεωσυλλέκτη.
Επομένως εξοικονομούμε περισσότερη ενέργεια. Έτσι λοιπόν αυξάνεται ακόμα περισσότερο ο βαθμός απόδοσης του συστήματος. Κατά τη χειμερινή λειτουργία του συστήματος, τα παραγόμενα θερμικά φορτία και από τις δύο Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας αποδίδονται στην κατοικία.
Για να αναλυθεί περαιτέρω η αύξηση του ολικού βαθμού απόδοσης του συστήματος, πρέπει να προσεγγιστεί ενδελεχώς η συνδεσμολογία και η λειτουργία του. Οι δύο γεωθερμικές αντλίες θερμότητας είναι συνδεδεμένες εν σειρά. Κατά την περίοδο του θέρους, η μία μονάδα εφοδιάζει με ψυκτικά φορτία το σπίτι ενώ η άλλη εφοδιάζει με θερμικά φορτία την πισίνα. Έτσι, το διάλυμα του γεωσυλλέκτη, περνώντας από την πρώτη μονάδα, αυξάνει τη θερμοκρασία του ώστε να παραχθούν τα ψυκτικά φορτία, και στη συνέχεια εισέρχεται στη δεύτερη γεωθερμική αντλία θερμότητας η οποία παράγει θερμικά φορτία για την πισίνα. Ως γνωστόν κατά τη λειτουργία θέρμανσης όσο μεγαλύτερη η θερμοκρασία του διαλύματος ανακυκλοφορίας του γεωσυλλέκτη, τόσο μεγαλύτερος ο βαθμός απόδοσης του συστήματος. Έτσι λοιπόν η δεύτερη μονάδα παράγει σε μικρότερο χρονικό διάστημα τα απαιτούμενα φορτία οπότε μειώνεται η συνολική ηλεκτρική κατανάλωση του συστήματος.
Ο τρόπος μετάδοσης των φορτίων στην κατοικία γίνεται με ενδοδαπέδια θέρμανση και με μονάδες εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα (Fan Coil Units) Οροφής. Η ψύξη του χώρου κατά τους θερινούς μήνες επιτυγχάνεται μόνο μέσω των Fan Coil Units. Η θέρμανση του χώρου κατά τους χειμερινούς μήνες επιτυγχάνεται κατά την εκκίνηση του συστήματος από τα Fan Coil Units και στη συνέχεια από την ενδοδαπέδια θέρμανση. Με αυτόν τον τρόπο καταφέρνουμε να εξουδετερώσουμε το φαινόμενο της αδράνειας το οποίο προκαλείται από τη χρήση της ενδοδαπέδιας θέρμανσης. Το φαινόμενο αυτό έγκειται στο ότι η μεταφορά φορτίων γίνεται πολύ γρηγορότερα μέσω του αέρα απ’ ότι μέσω του νερού. Συγκεκριμένα, ο χρόνος που χρειάζεται η ενδοδαπέδια για να καταφέρει να θερμάνει το χώρο κατά την πρώτη εκκίνησή της είναι δώδεκα ώρες. Αντίθετα τα Fan Coil Units χρειάζονται μόνον είκοσι λεπτά. Οπότε γίνεται φανερό το πόσο σημαντικός είναι ο συνδυαστικός τρόπος λειτουργίας των δύο συστημάτων.
Η θέρμανση της πισίνας επιτυγχάνεται μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας τιτανίου, ο οποίος χρησιμεύει στην ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του κυκλώματος της Γεωθερμικής Αντλίας Θερμότητας και του νερού της πισίνας, με τη βοήθεια ενός κυκλοφορητή. Ο εναλλάκτης είναι απαραίτητος σ’ αυτήν την περίπτωση διότι υπάρχει κίνδυνος διάβρωσης των σωληνώσεων και της Γεωθερμικής Αντλίας Θερμότητας λόγω της ύπαρξης του χλωρίου.
Στην κατοικία αυτή καλύφθηκαν όλες οι ανάγκες θέρμανσης, ψύξης, θέρμανσης πισίνας και ζεστού νερού χρήσης, μέσω ενός γεωθερμικού συστήματος κλιματισμού το οποίο καταναλώνει ελάχιστη ηλεκτρική ενέργεια συγκριτικά με την ολική ενέργεια που αποδίδει, λόγω του υψηλού βαθμού απόδοσης που επετεύχθη. Λόγω της πλήρους εκμετάλλευσης των δυνατοτήτων του συστήματος, η απόσβεση θα γίνει σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα.
Νικόλαος Ψαρράς
Μελετητής συστημάτων
Eξοικονόμησης Eνέργειας
της Aid Engineering
www.aidengineering.gr