Για τις αντλίες θερμότητας στον, πολύ ιδιαίτερο, τύπο του παθητικού κτιρίου συζήτησε το Build με τον Ηλεκτρολόγο Μηχανικό, ερευνητή στο Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ και Ειδικό Συνεργάτη του Ελληνικού Ινστιτούτου Παθητικού Κτιρίου (ΕΙΠΑΚ), Γιώργο Δερμεντζή. Μεταξύ άλλων, ο Δρ. Δερμεντζής ανέλυσε τα πλεονεκτήματα των αντλιών θέρμανσης όταν πρόκειται για τα παθητικά κτίρια και τους τρόπους με τους οποίους αυτές μπορούν να τα θερμάνουν αποτελεσματικά συμβάλλοντας, παράλληλα, στην βελτίωση της ενεργειακής τους απόδοσης. Επιπλέον, ο Δρ. Δερμεντζής, αναφερόμενος στις τάσεις του μέλλοντος όσον αφορά στη χρήση αντλιών θερμότητας ανεξαρτήτως του τύπου του κτιρίου, κατέθεσε την άποψή του πως ο ρόλος τους γίνεται ολοένα και πιο σημαντικός (υπάρχουν, ωστόσο, παράγοντες που οφείλουμε να προσέξουμε). Αναλυτικά όσα δήλωσε ο Δρ. Γ. Δερμεντζής:
Ποιος ο ρόλος που μπορούν να παίξουν οι αντλίες θερμότητας στην αποτελεσματική θέρμανση ενός παθητικού κτιρίου;
Κατ’ αρχάς, το παθητικό κτίριο σχεδόν δεν χρειάζεται θέρμανση – συνεπώς, σχεδόν οποιαδήποτε μορφή θέρμανσης είναι αποτελεσματική. Ένα από τα χαρακτηριστικά του είναι πως έχει μετρήσιμους στόχους σε σχέση με θέρμανση και ψύξη. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν πως η κατανάλωση είναι ίδια με αυτήν του σχεδιασμού (με ένα εύρος φυσικά λόγω του διαφορετικού χρήστη). Ένα παράδειγμα στην Ελλάδα είναι το έργο passivistas.com, όπου οι καταναλώσεις μετρήθηκαν για έξι χρόνια λειτουργίας. Ένα μικρό φωτοβολταϊκό των 3.5 kWp στη στέγη παρήγαγε σχεδόν 40% περισσότερο ρεύμα από ό,τι κατανάλωνε το κτίριο (ένα διαμέρισμα 90 τ.μ. και ένα γραφείο 40 τ.μ). Στην ηλεκτρική αυτή κατανάλωση συμπεριλαμβάνονται η θέρμανση, ψύξη, κομμάτι του ζεστού νερού χρήσης (έχει εγκατασταθεί ηλιακός θερμοσίφωνας), αερισμός, ηλεκτρικές συσκευές και φωτισμός (δηλαδή όλες οι ηλεκτρικές καταναλώσεις).
Η θέρμανση γινόταν με κλιματιστικό (που είναι μια αντλία θερμότητας τύπου αέρος-αέρος) με ετήσια κατανάλωση στο διαμέρισμα τις 500 kWh. Δηλαδή, εάν έπρεπε να πληρωθούν (γιατί πλέον τα υπερκάλυπτε το φωτοβολταϊκό), το κόστος θα ήταν της τάξης των 100-110 ευρώ/χρόνο (με περίπου 0,22 ευρώ/kWh ως τελική τιμή του ρεύματος). Σχετικά, τώρα, με τον ρόλο των αντλιών θερμότητας στο παθητικό κτίριο, είναι πολύ σημαντικός. Ήδη εγκαθίστανται αντλίες θερμότητας σχεδόν σε όλα τα παθητικά κτίρια στην Ελλάδα. Να τονίσω, εδώ, πως στην Ελλάδα με τον όρο «αντλία θερμότητας» συνήθως εννοούμε την αντλία θερμότητας τύπου αέρος-νερού, δηλαδή αυτή που έχει ως πηγή τον εξωτερικό αέρα και ζεσταίνει ή ψύχει νερό που κυκλοφορεί σε συνδυασμό με ενδοδαπέδια, θερμικά σώματα, fan coils, κλπ. Αλλά και το κλιματιστικό, όπως και η «γεωθερμία», είναι μορφές αντλίας θερμότητας. Ειδικά η χρήση αντλιών θερμότητας έχει το πλεονέκτημα ότι ένα κομμάτι από τη θέρμανση είναι ανανεώσιμο, δηλαδή προέρχεται από τη θερμότητα του εξωτερικού αέρα (ο αέρας περιέχει θερμότητα εφόσον η θερμοκρασία του είναι μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν). Επίσης, το κτίριο οδεύει προς την «ηλεκτροποίηση (όλα ηλεκτρικά)-electrification» με ευκολότερη χρήση του έξυπνου δικτύου και του έξυπνου κτιρίου.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας όταν πρόκειται για τα παθητικά κτίρια, σε σχέση με άλλους τρόπους θέρμανσης αυτού του τύπου κτιρίων;
Τα πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας στα παθητικά κτίρια είναι αρκετά. Για παράδειγμα, το κτίριο οδηγείται στο να είναι όλα ηλεκτρικά (electrified): σε αυτή την περίπτωση, ένα μικρό φωτοβολταϊκό στη στέγη είναι αρκετό για να καλύψει όλη την ηλεκτρική κατανάλωση του κτιρίου, άρα ετησίως το παθητικό κτίριο παράγει το ίδιο ή περισσότερο ρεύμα από όσο καταναλώνει. Επίσης, το ηλεκτρικό δίκτυο υπάρχει σχεδόν παντού και η παραγωγή ηλεκτρισμού γίνεται όλο και πιο «πράσινη» με την πάροδο του χρόνου. Μπορούν, επίσης, να καλυφθούν όλες οι ανάγκες με ένα σύστημα: η αντλία θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση, ψύξη και ζεστό νερό χρήσης, που σημαίνει λιγότερο εξοπλισμό μηχανημάτων, δυνατότητα μικρότερου κόστους αγοράς-εγκατάστασης και έναν λογαριασμό.
Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα χρήσης αντλίας αέρος-αέρος (π.χ. κλιματιστικό) στο παθητικό κτίριο, λόγω του ότι το παθητικό δεν κρυώνει αμέσως μόλις κλείσει το κλιματιστικό, δεν ξεραίνεται ο εσωτερικός αέρας του κτιρίου και δεν υπάρχει η «δυσφορία» που νιώθουμε στα συμβατικά κτίρια όταν θερμαίνουμε με αέρα επειδή οι τοίχοι και τα παράθυρα του παθητικού είναι θερμά και όχι ψυχρά από την εσωτερική πλευρά (σε αντίθεση με το συμβατικό κτίριο). Τέλος, υπάρχει και η δυνατότητα κεντρικού συστήματος με αντλία θερμότητας σε πολυκατοικία π.χ. για θέρμανση/ψύξη, του οποίου την κατανάλωση καλύπτει ένα φωτοβολταϊκό στη στέγη, δηλαδή «δωρεάν» κεντρική θέρμανση και ψύξη στην πολυκατοικία.
Υπάρχει κάποιο σπουδαίο project το οποίο σχετίζεται με αντλίες θερμότητας σε παθητικό κτίριο και έχει υλοποιήσει το ΕΙΠΑΚ;
Το ΕΙΠΑΚ υποστηρίζει τεχνικά και πιστοποιεί διάφορα έργα σε Ελλάδα και εξωτερικό, στη συντριπτική πλειοψηφία των οποίων σύστημα θέρμανσης/ψύξης είναι αντλία θερμότητας, συμπεριλαμβανομένου και του κλιματιστικού. Ιδιαίτερα μπορούμε να σημειώσουμε την κατασκευή αυτή την εποχή τριών παθητικών νηπιαγωγείων στην περιοχή της Θεσσαλίας, ίσως των πρώτων με μικρές αντλίες θερμότητας για ψύξη και θέρμανση στην Ελλάδα. Επίσης, θα αναφέρουμε την πρόσφατη ολοκλήρωση ανακαίνισης διατηρητέου κτιρίου στα Τρίκαλα σύμφωνα με το πρότυπο του παθητικού κτιρίου που θα χρησιμοποιεί μικρή αντλία θερμότητας για ψύξη/θέρμανση. Τέλος, είναι σε φάση σχεδιασμού αρκετές πολυκατοικίες στην Ελλάδα που θα χρησιμοποιούν το δίδυμο αντλία θερμότητας-φωτοβολταϊκό για δωρεάν ψύξη/θέρμανση και ζεστό νερό στους ενοίκους.
Συμβάλλουν οι αντλίες θερμότητας στην καλύτερη ενεργειακή απόδοση ενός παθητικού κτιρίου; Αν ναι, πώς;
Συμβάλλουν, καθώς το ένα κομμάτι θερμότητας προέρχεται από ανανεώσιμη πηγή, π.χ., τον εξωτερικό αέρα. Για παράδειγμα, το παθητικό κτίριο έχει απαίτηση θέρμανσης 15 kWh/τ.μ., αυτό σημαίνει ότι τόση θερμότητα θα χρειαστεί συνολικά τον χειμώνα – εάν χρησιμοποιηθεί λέβητας αερίου ή πετρελαίου, η τελική ενέργεια που θα καταναλώσει θα αυξηθεί με την απόδοση του λέβητα, π.χ. με απόδοση 92% η κατανάλωση θα είναι 15/0,92 = 16.3 kWh/τ.μ. αερίου. Στην περίπτωση της αντλίας θερμότητας, ο ετήσιος βαθμός απόδοσης είναι της τάξης του 2.5 έως και 4.5 – ας υποθέσουμε 3 στη περίπτωσή μας, τότε η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας είναι 15/3 = 5 kWh/τ.μ., δηλαδή 31% λιγότερη κατανάλωση. Όμως, για μια δικαιότερη σύγκριση, θα πρέπει να εξετάσουμε την πρωτογενή ενέργεια και τους συντελεστές της Ελλάδας, καθώς στη μία περίπτωση είναι αέριο και στην άλλη ηλεκτρισμός.
Ποιες είναι οι τάσεις του μέλλοντος, όσον αφορά στη χρήση αντλιών θερμότητας στα παθητικά και στα μη παθητικά κτίρια;
Γενικά, στην ευρωπαϊκή αγορά, ο ρόλος των αντλιών θερμότητας γίνεται όλο και σημαντικότερος, καθώς αποτελούν μια από τις λίγες εναλλακτικές μορφές θέρμανσης σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα. Αυτή τη στιγμή, λοιπόν, οι αντλίες θερμότητας και, κατά περίπτωση, η τηλεθέρμανση είναι σχεδόν οι μοναδικές λύσεις-αντιπροτάσεις σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα. Ιδίως στην κεντρική Ευρώπη, οι εταιρείες παραγωγής αντλιών θερμότητας ήδη δυσκολεύονται να αντιμετωπίσουν τη μεγάλη ζήτηση.
Πρόσφατα, βέβαια, έγινε αλλαγή της νομοθεσίας στη Γερμανία, δίνοντας κάποια έτη παράταση στη μεταβίβαση από συστήματα θέρμανσης με χρήση ορυκτών καυσίμων σε εκείνα που έχουν τουλάχιστον ένα ποσοστό από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (όπως οι αντλίες θερμότητας), οπότε μάλλον η αγορά θα εξομαλυνθεί και ο ρυθμός εγκατάστασης αντλιών θερμότητας θα γίνει ομαλότερος. Υπάρχει, ωστόσο, κάτι στο οποίο πρέπει να δώσουμε ιδιαίτερη προσοχή. Η αντλία θερμότητας είναι αρκετά πιο περίπλοκη ως σύστημα σε σχέση με έναν λέβητα, ενώ και η απόδοσή της είναι πολύ πιο ευαίσθητη.
Έτσι, εάν δεν γίνει σωστός σχεδιασμός και ρύθμιση, η κατανάλωση θα είναι αρκετά μεγαλύτερη από την αναμενόμενη,. Οπότε, η δουλειά του μηχανικού είναι πολύ σημαντική όσον αφορά στο τι θα καταναλώσει η αντλία θερμότητας και κατ’ επέκταση στο πόσο θα πληρώσει τελικά ο χρήστης. Τα σημαντικά σημεία που πρέπει να προσέξει ο μηχανικός είναι η σωστή διαστασιολόγηση της αντλίας θερμότητας σε σχέση με την ενεργειακή απαίτηση του κτιρίου, η σωστή σύνδεση/διαστασιολόγηση με το σύστημα διανομής θέρμανσης ειδικά με θερμικά σώματα ή fan coils και οι σωστές ρυθμίσεις λειτουργίας. Πρέπει να υπάρξει εκπαίδευση των μηχανικών καθώς και τα κατάλληλα εργαλεία για αυτόν τον σκοπό.
Πρώτη δημοσίευση της είδησης στο καθημερινό newsletter Build