Εξοικονόμηση Ενέργειας / Αντλίες Θερμότητας / Αντλίες Θερμότητας Φ.Α.

Αντλίες Θερμότητας Φ.Α.

Αντλία-ΦΑ_2

Η αντλία θερμότητας είναι μια συσκευή η οποία μπορεί να μεταφέρει θερμότητα από ένα ρευστό σε χαμηλότερη θερμοκρασία προς ένα άλλο σε υψηλότερη θερμοκρασία (αναστρέφει τη φυσική ροή θερμότητας).

Μία αντλία θερμότητας αποτελείται από ένα κλειστό κύκλωμα μέσω του οποίου ρέει ένα ειδικό (ψυκτικό μέσο) ρευστό. Το ρευστό παίρνει μια υγρή ή αέρια μορφή σύμφωνα με τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

 

Αυτό το κλειστό κύκλωμα αποτελείται από:

 

Αντλία θερμότητας με ηλεκτρισμό

Αντλία θερμότητας με φυσικό αέριο

 

Συμπιεστής

 

Γεννήτρια / Απορροφητής

 

Συμπυκνωτής

 

 

Συμπυκνωτής

 

 

Βαλβίδα εκτόνωσης

 

Σειρά μειωτήρων

 

Εξατμιστής

 

 

Εξατμιστής

 

 

Αρχή λειτουργίας συμβατικής αντλίας θερμότητας

 

Ένας ανεμιστήρας ωθεί τον εξωτερικό αέρα στην αντλία θερμότητας όπου συναντά τον εξατμιστή. Αυτός είναι συνδεδεμένος σε ένα κλειστό σύστημα που περιέχει ένα ψυκτικό μέσο που μπορεί να μετατραπεί σε αέριο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Όταν ο εξωτερικός αέρας χτυπά το εξατμιστή το ψυκτικό μέσο μετατρέπεται σε αέριο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ένα συμπιεστή, το αέριο φτάνει σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία στην οποία μπορεί να μεταφερθεί στο συμπυκνωτή του συστήματος θέρμανσης. Ταυτόχρονα, το ψυκτικό μέσο με τη βοήθεια του συμπυκνωτή επανέρχεται στην υγρή μορφή, έτοιμο να μετατραπεί σε αέριο για άλλη μια φορά και να συλλέξει νέα θερμότητα.

 ΑΘ_Διάγραμμα

 

(Σχηματική απεικόνιση του κύκλου μιας συμβατικής αντλίας θερμότητας)

 

Ο συμπιεστής της αντλίας θερμότητας χρησιμοποιεί έναν έλεγχο inverter, όπου το σύστημα μπορεί να παρέχει την ακριβή θερμική ισχύς που απαιτείται σε κάθε δεδομένη στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι η αντλία θερμότητας θα καταναλώνει μόνο την συγκεκριμένη ενέργεια που απαιτείται, καθιστώντας το ιδιαίτερα αποδοτικό και οικονομικό. Το καλοκαίρι, το κύκλωμα ψύξης είναι ικανό να λειτουργήσει αντίστροφα ώστε να παρέχει ψύξη για όσο του ζητηθεί.

 

Αρχή λειτουργίας αντλίας θερμότητας με κατανάλωση φυσικού αερίου

 

Το ψυκτικό μέσο απορροφά θερμότητα από τον αέρα ή το νερό και εξατμίζεται τελείως. Στη συνέχεια το ψυκτικό μέσο απορροφάται από ένα απορροφητικό υγρό και μετατρέπεται σε υγρό, ενώ το υγρό διάλυμα που αποτελείται από το ψυκτικό μέσο και το απορροφητικό υγρό θερμαίνεται στη γεννήτρια μέσω ενός καυστήρα φυσικού αερίου, διαχωρίζοντας το ψυκτικό μέσο, το οποίο εξατμίζεται, αυξάνεται η θερμοκρασία και η πίεσή του. Το ψυκτικό μέσο που ρέει από τη γεννήτρια, περνάει από μια αέρια κατάσταση σε υγρή κατάσταση (συμπύκνωση) ανταλλάσοντας θερμότητα με τον αέρα ή το νερό. Τέλος το ψυκτικό μέσο περνώντας από τους μειωτήρες ψύχεται και ο κύκλος αυτός επαναλαμβάνεται.

 Διάγραμμα αντλίας ΦΑ (Gr)
(Σχηματική απεικόνιση του κύκλου μιας αντλίας θερμότητας με φυσικό αέριο)

 

Κατά τη λειτουργία της αντλίας θερμότητας, το ψυκτικό μέσο υποβάλλεται στους ακόλουθους μετασχηματισμούς.

 

 

Αντλία θερμότητας με ηλεκτρισμό

 

 

Αντλία θερμότητας με φυσικό αέριο

 

 

Συμπύκνωση: Το ψυκτικό μέσο που ρέει από το συμπιεστή, περνάει από μια άερια κατάσταση σε υγρή κατάσταση εκπέμποντας θερμότητα προς το περιβάλλον

 

 

Συμπύκνωση: Το ψυκτικό μέσο που ρέει από τη γεννήτρια, περνάει από μια άερια κατάσταση σε υγρή κατάσταση ανταλλάσοντας θερμότητα με τον αέρα ή το νερό

 

 

Εκτόνωση: Το ψυκτικό μέσο περνάει από τη βαλβίδα εκτόνωσης ψύχεται και μετατρέπεται σε ατμό

 

 

Εκτόνωση: Το ψυκτικό μέσο περνώντας από τους μειωτήρες ψύχεται

 

 

Εξάτμιση: Το ψυκτικό μέσο απορροφά θερμότητα και εξατμίζεται τελείως

 

 

Εξάτμιση: Το ψυκτικό μέσο απορροφά θερμότητα από τον αέρα ή το νερό και εξατμίζεται τελείως, επιστρέφοντας σε αέρια κατάσταση

 

 

 

Συμπίεση: Το ψυκτικό μέσο, σε αέρια κατάσταση και χαμηλή πίεση μετά τον εξατμιστή οδηγείται σε συνθήκες υψηλής πίεσης; Κατά τη διάρκεια της συμπίεσης θερμαίνεται απορροφώντας ένα συγκεκριμένο ποσό θερμότητας

 

 

Απορροφητής: Το ψυκτικό μέσο απορροφάται από ένα απορροφητικό υγρό και μετατρέπεται για μια ακόμη φορά σε υγρό

 

Γεννήτρια: Το υγρό διάλυμα του ψυκτικού μέσου και του απορροφητικού υγρού θερμαίνεται στη γεννήτρια μέσω ενός καυστήρα φυσικού αερίου, διαχωρίζοντας το ψυκτικό μέσο, το οποίο εξατμίζεται, αυξάνοντας τη θερμοκρασία και τη πίεση

 

Οι παραπάνω μετασχηματισμοί αποτελούν το κύκλο της αντλίας θερμότητας. Ο συμπιεστής παρέχει στο ψυκτικό μέσο την ενέργεια, το ψυκτικό μέσο απορροφά θερμότητα στον εξατμιστή από το περιβάλλον και μέσω του συμπιεστή τη μεταφέρει στο εργαζόμενο μέσο που πρέπει να θερμανθεί

 

Οι παραπάνω μετασχηματισμοί αποτελούν το κύκλο της αντλίας θερμότητας του φυσικού αερίου. Ο καυστήρας αερίου (φυσικό αέριο, προπάνιο) παρέχει ενέργεια στο ψυκτικό μέσο το οποίο απορροφά θερμότητα από το εξωτερικό ρευστό και μέσο του συμπυκνωτή τη μεταφέρει στο μέσο που πρέπει να θερμανθεί.

 

Ο συντελεστής απόδοσης μιας αντλίας θερμότητας μετριέται σε COP (προσδιδόμενη ενέργεια / καταναλισκόμενη ενέργεια)

 

 

 

Ο συντελεστής απόδοσης μιας αντλίας θερμότητας φυσικού αερίου μετριέται σε GUE (προσδιδόμενη ενέργεια / καταναλισκόμενη ενέργεια)

 

 

 

Όταν η θερμοκρασία του μέσου (πχ αέρας) είναι από -2°C μέχρι 2°C, τότε η αντλία απενεργοποιείται αφού η απόδοσή της πέφτει σημαντικά

 

 

Μια αντλία θερμότητας φυσικού αερίου μπορεί να λειτουργήσει και σε συνθήκες θερμοκρασίας της τάξης των -20°C με απόδοση περίπου στο 1 (απόδοση παρόμοια με αυτή του λέβητα συμπύκνωσης)

 

Πίνακας Εξοικονόμησης

Τιμή αγοράς φυσικού αερίου:

0,058

€ / kwh

Τιμή αγοράς πετρελαίου:

0,13

€ / kwh

Τιμολόγιο ρεύματος:

0,16

€ / kWh

Ετήσιες ανάγκες Θέρμανσης – Ψύξης:

200.000

kWh

Χρήση Πετρελαίου

Ετήσιο κόστος λειτουργίας με πετρέλαιο:

26.000

Χρήση αντλίας θερμότητας (Ηλεκτρική ενέργεια)

Κατανάλωση Ηλεκτρικής Ενέργειας Αντλίας Θερμότητας:

57.143

kWh

Ετήσιο Κόστος Λειτουργίας Αντλίας Θερμότητας:

9.143

Ποσό Εξοικονόμησης αντλίας θερμότητας (ηλεκτρισμός):

16.857

Ποσοστό Εξοικονόμησης Ενέργειας:

65

%

Χρήση αντλίας θερμότητας (Φυσικό αέριο)

Κατανάλωση Ενέργειας Αντλίας Θερμότητας (ΦΑ):

133.333

kWh

Ετήσιο Κόστος Λειτουργίας Αντλίας Θερμότητας (ΦΑ):

7.733

Ποσό Εξοικονόμησης:

18.267

Ποσοστό Εξοικονόμησης Ενέργειας:

70

%

Παράδειγμα Εφαρμογής

Ξενοδοχείο με ετήσιες ανάγκες θέρμανσης – ψύξης 200.000 kWh

 

Το παραπάνω παράδειγμα εφαρμογής καταδεικνύει την εξοικονόμηση ενέργειας που πετυχαίνουμε τόσο με τη συμβατική αντλία θερμότητας (65%), όσο και με την αντλία θερμότητας που χρησιμοποιεί το φυσικό αέριο ως καύσιμο (70%).

 

Παραδοχές:

COP = 3.5 για την αντλία θερμότητας ηλεκτρισμού

COP = 1.5 για την αντλία θερμότητας με φυσικό αέριο

 

Μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας για μια αυτοψία στο χώρο σας και μια δωρεαν πλήρη προμελέτη εφαρμογής