Αντλίες Θερμότητας

Οι αντλίες θερµότητας είναι συσκευές που λειτουργούν µε βάση την αντιστροφή του θερµοδυναµικού κύκλου και αποτελούν πλήρη συστήµατα ψύξης – θέρµανσης.

Οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο που λειτουργούν όλα τα ψυκτικά μηχανήματα και η λειτουργία τους βασίζεται στις ίδιες αρχές που εφαρμόζονται στα ψυγεία, καταψύκτες, κλιματιστικά μηχανήματα κ.λ.π. Η λειτουργία τους βασίζεται στον ψυκτικό κύκλο, που είναι ένας αέναος κύκλος εκτόνωσης και συμπίεσης ενός ρευστού.

Οι συσκευές αυτές µε τη βοήθεια ενός εξατµιστή µειώνουν την θερµοκρασία στο χώρο που είναι εγκατεστημένος μεταφέροντας μέσω του ψυκτικού κυκλώματος την θερμότητα σε ένα συμπιεστή. Ο συμπιεστής στην συνέχεια συµπιέζει τον ψυκτικό ατµό αυξάνοντας τη θερµοκρασία και την πίεσή του και τον εκκενώνει µέσα στον συµπυκνωτή, όπου εκεί ο θερµός ψυκτικός ατµός, σε υψηλή πίεση και θερµοκρασία αποδίδει θερµική ενέργεια 2,5 µε 3 φορές περίπου µεγαλύτερη από την ηλεκτρική ενέργεια καταναλώθηκε κατά την συµπίεσή του. Ανάλογα µε την λειτουργία που θέλουµε να πετύχουµε (ψύξη ή θέρµανση) ο συµπυκνωτής µετατρέπεται σε εξατµιστή και αντίστροφα µε τη βοήθεια µιας ειδικής τετράοδης βαλβίδας που είναι ενσωµατωµένη στην αντλία θερµότητας. Έτσι, κατά τη λειτουργία της ψύξης, η θερµότητα αναρροφάται από τον χώρο που απαιτείται να κλιµατιστεί και αποδίδεται σε µία εξωτερική πηγή θερµότητας (αέρας, νερό, γη), ενώ κατά τη λειτουργία της θέρµανσης η θερµότητα αναρροφάται από µία εξωτερική πηγή θερµότητας (αέρας, νερό, γη) και αποδίδεται στον χώρο που απαιτείται να θερµανθεί.

Κατηγορίες Αντλιών

Οι αντλίες θερµότητας, ανάλογα µε το µέσο που χρησιµοποιούν για την µεταφορά της θερµότητας και την εξωτερική πηγή στην οποία αποδίδεται η ενέργεια, κατατάσσονται στις εξής κατηγορίες:

• Αέρα – Αέρα
• Αέρα – Νερού
• Νερού – Αέρα
• Νερού – Νερού
• Εδάφους – Νερού
• Εδάφους – Αέρα

Αντλίες θερµότητας αέρα-αέρα

Είναι ο πιο ευρέως διαδεδομένος τύπος αντλίας θερμότητας στο εμπόριο και έχει ως κύριο χαρακτηριστικό ότι η μεταφορά θερμότητας γίνεται μόνο μέσω του αέρα. Ανάλογα με την θέση του επιμέρους εξοπλισμού από τον οποίο συγκροτείται τις διακρίνουμε σε:

• Αυτόνομες (τύπου compact & τύπου packaged), στις οποίες όλος ο εξοπλισμός (εξατμιστής, συμπιεστής, συμπυκνωτής κλπ.) βρίσκεται μέσα σε ένα ενιαίο κοινό κέλυφος.
• ∆ιαιρούμενες (τύπου split), στις οποίες η εσωτερική μονάδα τοποθετείται στον κλιματιζόμενο χώρο και η εξωτερική μονάδα τοποθετείται στο εξωτερικό περιβάλλον. Η σύνδεση μεταξύ τους γίνεται με ψυκτικό δίκτυο από ειδικές χαλκοσωλήνες ανάλογης διαμέτρου.
• Πολυδιαιρούμενες (τύπου multi, VRV η VRF), οι οποίες αποτελούνται από δύο ή και πολύ περισσότερες εσωτερικές μονάδες, που τοποθετούνται σε διάφορους κλιματιζόμενους χώρους, και την εξωτερική μονάδα που τοποθετείται στο εξωτερικό περιβάλλον. Η σύνδεση μεταξύ τους γίνεται με ψυκτικά δίκτυα από ειδικές χαλκοσωλήνες ανάλογης διαμέτρου.

Αντλίες θερµότητας αέρα-νερού

Τις αντλίες θερµότητας αέρα νερού τις συναντάµε κυρίως σε µεσαίες και µεγάλες εγκαταστάσεις κεντρικού κλιµατισµού και η λειτουργία τους συνδυάζεται µε fan coils και κλιµατιστικές µονάδες αέρα - νερού. Τελευταία συναντάµε τις αντλίες θερµότητας και σε εγκαταστάσεις ενδοδαπέδιας θέρµανσης και δροσισµού, λόγω της πολύ καλής ενεργειακής τους απόδοσης. Το κύριο χαρακτηριστικό τους είναι ότι η µεν µεταφορά θερµότητας από και προς τον χώρο γίνεται µέσω του νερού, η δε µεταφορά θερµότητας από και προς το περιβάλλον γίνεται µέσω του αέρα. Κύρια συστατικά εξαρτήµατα µιας αντλίας θερµότητας αέρα – νερού είναι - εκτός από τον συµπιεστή και την τετράοδη βαλβίδα αντιστροφής του κύκλου- ο εναλλάκτης ψυκτικού ρευστού – νερού, µέσω του οποίου τροφοδοτούνται τα fan coils και οι κλιµατιστικές µονάδες, καθώς και η µονάδα ανεµιστήρα στοιχείου, µέσω της οποίας γίνεται η µεταφορά θερµότητας από και προς τον αέρα του περιβάλλοντος.

Αντλίες θερµότητας εδάφους - νερού και εδάφους - αέρα (Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας)

Βασικό χαρακτηριστικό της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας είναι ότι αυτή μεταφέρει ενέργεια από και προς το έδαφος, σε αντίθεση με τις αντλίες θερμότητας αέρα-αέρα και αέρα νερού που μεταφέρουν ενέργεια από και προς τον αέρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η γεωθερμική αντλία θερμότητας να έχει πολύ καλύτερη απόδοση από τις άλλες αντλίες θερμότητας, μιας και η μεταβολή της θερμοκρασίας του εδάφους είναι πολύ μικρότερη σε σχέση με τις μεγάλες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του αέρα.

Η γεωθερμική αντλία θερμότητας αποτελείται από τρεις βρόγχους, οι οποίοι λειτουργούν κατά τη διάρκεια όλων των θερμοδυναμικών κύκλων της αντλίας (ψύξη – θέρμανση), καθώς και έναν τέταρτο προαιρετικό βρόγχο που λειτουργεί για την προθέρμανση του νερού χρήσης μιας εγκατάστασης.

Οι τέσσερις αυτοί βρόγχοι είναι οι κάτωθι:

1. Βρόγχος αέρα ή βρόγχος νερού

   Ο βρόγχος αέρα στις αντλίες θερμότητας αέρα – εδάφους χρησιμεύει για την μεταφορά του αέρα (θερμού η ψυχρού) από την αντλία θερμότητας στους χώρους που πρόκειται να θερμανθούν ή να κλιματιστούν.Ο βρόγχος νερού στις αντλίες θερμότητας νερού – εδάφους χρησιμεύει για τη μεταφορά του νερού (θερμού η ψυχρού) από την αντλία θερμότητας στους χώρους που πρόκειται να θερμανθούν ή να κλιματιστούν.

2. Βρόγχος ψυκτικού μέσου

   Είναι ένας κλειστός, καθαρά ψυκτικός βρόγχος, όπου το εξατμιζόμενο στον εκάστοτε εξατμιστή ψυκτικό μέσο αναρροφάται από έναν συμπιεστή, ο οποίος καταναλώνοντας ηλεκτρική ενέργεια συμπιέζει τον ψυκτικό ατμό, προκαλώντας έτσι αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσής του. Ο συγκεκριμένος βρόγχος περιλαμβάνει εκτός από τον συμπιεστή και μία ειδική τετράοδη βαλβίδα για την μεταγωγή της αντλίας θερμότητας από ψύξη σε θέρμανση και το αντίστροφο.

3. Βρόγχος γεωεναλάκτη

   Είναι ένας κλειστός υπό πίεση βρόγχος νερού ή αντιψυκτικού διαλύματος. Ο βρόγχος αυτός περιλαμβάνει έναν εναλλάκτη θερμότητας (εξατμιστή – συμπυκνωτή) ψυκτικού μέσου – νερού, έναν κυκλοφορητή νερού και ένα δίκτυο σωληνώσεων θαμμένων στην γη (γεωεναλλάκτης), εντός των οποίων κυκλοφορεί νερό ή αντιψυκτικό διάλυμα, το οποίο απορρόφα θερμότητα από την γη όταν η εγκατάσταση λειτουργεί σε θέρμανση και απορρίπτει θερμότητα σε αυτή όταν η εγκατάσταση λειτουργεί σε ψύξη.

4. Βρόγχος (προθέρμανση του νερού χρήσης)

   Είναι ένας προαιρετικός κλειστός υπό πίεση βρόγχος που κυκλοφορεί το νερό από την γεωθερμική αντλία θερμότητας προς ένα θερμαντήρα νερού (μπόιλερ). Στις αντλίες θερμότητας που διαθέτουν αυτό τον επιπλέον βρόγχο το θερμό αέριο από την κατάθλιψη του συμπιεστή, πριν απορριφτεί περνά πρώτα από τον πρόσθετο εναλλάκτη θερμότητας νερού – ψυκτικού μέσου και αποδίδει ένα μέρος της θερμότητάς . Ειδικά όταν η αντλία θερμότητας λειτουργεί σε ψύξη, έχουμε μια επιπλέον αρκετά σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας καθώς, χωρίς να καταναλώνεται ενέργεια, μπορούμε να προθερμάνουμε σημαντικά το ζεστό νερό χρήσης.

Για τη λειτουργία των γεωθερμικών αντλιών απαιτείται υποχρεωτικά η ύπαρξη γεωεναλλάκτη. Ο γεωεναλλάκτης είναι ένα εκτεταμένο δίκτυο θαμμένων σωληνώσεων, εντός των οποίων κυκλοφορεί νερό ή αντιψυκτικό διάλυμα. Το έδαφος, λίγα μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης, αποτελεί μία αστείρευτη αποθήκη ενέργειας με όχι ιδιαίτερα μεταβαλλόμενη θερμοκρασία. Ο γεωεναλλάκτης με τη βοήθεια της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας, κατά τον χειμώνα απορροφά θερμότητα από την γη και την μεταφέρει στον υπό θέρμανση χώρο, ενώ το καλοκαίρι αποδίδει την θερμότητα που αφαιρείται από τον χώρο, μέσω του συστήματος κλιματισμού, στην γη.

Το κόστος μιας γεωθερμικής αντλίας θερμότητας δεν διαφέρει και πολύ από το κόστος μιας απλής αντλίας θερμότητας αέρα-νερού. Όμως το κόστος κατασκευής του απαιτούμενου γεωεναλλάκτη, ανάλογα με τον εκάστοτε τύπο του, μπορεί να είναι αρκετά μεγάλο. Για τον λόγο αυτό, πριν ληφθεί απόφαση για την κατασκευή μιας εγκατάστασης με γεωθερμική αντλία, πρέπει οπωσδήποτε να προηγηθεί μια οικονομοτεχνική μελέτη στην οποία θα εξετασθούν οι τοπικές συνθήκες, οι εναλλακτικές λύσεις και προπαντός να υπολογισθεί με ακρίβεια ο ετήσιος βαθμός απόδοσης (JAZ ή SPF) και το κόστος κατασκευής. Ο ετήσιος βαθμός απόδοσης είναι ο λόγος της θερμικής ενέργειας που δύναται να αποδοθεί κατά τη διάρκεια ενός έτους προς την ηλεκτρική ενέργεια που θα απορροφηθεί από το σύστημα. Ποτέ δεν πρέπει να λαμβάνεται απόφαση για την εγκατάσταση συστήματος με γεωθερμική αντλία μόνο με βάση τον συντελεστή απόδοσης της (COP).

Οι Αντλίες θερμότητας όλων των τύπων έχουν διαδοθεί ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια λόγω της πολύ καλής ενεργειακής απόδοσης τους αλλά και εξαιτίας της ικανότητας τους να μπορούν να λειτουργήσουν ώς μέσα θέρμανσης & ψύξης. Επίσης θεωρούνται ιδανικές για ενδοδαπέδια συστήματα θέρμανσης – ψύξης (δροσισμός) με δυνατότητα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης.

H ErgoClima δίνει ιδιαίτερη προσοχή στις εγκαταστάσεις με αντλίες θερμότητας ακολουθώντας τα τεχνικά εγχειρίδια των κατασκευαστριών εταιριών και με πλήρη εφαρμογή των αντίστοιχων υδραυλικών, ηλεκτρολογικών και μηχανολογικών μελετών.

Με την εμπειρία μας και σε συνεργασία πάντα με τους αντίστοιχους επιβλέποντες μηχανικούς και εξουσιοδοτημένους τεχνικούς των προμηθετικών οίκων αλληλεπιδρούμε για την καλύτερη και πιό αξιόπιστη υλοποίηση των εγκαταστάσεων εκμηδενίζοντας λόγω παραλείψεων ή και κατασκευαστικών λαθών τις πιθανόν αστοχίες.

Ενδεικτικά αναφέρονται κάποιες εργασίες συντήρησης, service & επισκευής για τις Αντλίες θερμότητας.

ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ  ΑΕΡΟΣ – ΝΕΡΟΥ  &  ΝΕΡΟΥ – ΝΕΡΟΥ

• Έλεγχος – ρύθμιση πίεσης νερού
• Καθαρισμός φίλτρου νερού
• Έλεγχος στάθμης  λαδιών συμπιεστή
• Έλεγχος θερμοκρασίας συμπιεστή
• Έλεγχος πίεσης ψυκτικού υγρού
• Έλεγχος τάσης ηλεκτρικού ρεύματος
• Έλεγχος πίεσης ψυκτικού κυκλώματος Α……Β.……Γ
• Καταγραφή ιστορικού  alarms
• Έλεγχος αντλίας νερού
• Έλεγχος  Δp H₂O
• Έλεγχος ηλεκτρονικών & ηλεκτρολογικών μερών
• Καθαρισμός ηλεκτρονικών & ηλεκτρολογικών μερών
• Εκκίνηση –έλεγχος λειτουργίας μηχανήματος
• Έλεγχος θερμοδυναμικού  κύκλου
• Έλεγχος υπερθέρμανσης κυκλώματος Α.….Β…….Γ
• Έλεγχος υπόψυξης
• Έλεγχος ασφαλιστικών
• Έλεγχος ανεμιστήρων
• Έλεγχος διακόπτη ροής νερού
• Χημικός καθαρισμός condenser
• Χημικός καθαρισμός evaporator

ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΑΕΡΟΣ – ΑΕΡΟΣ

• Χημικός καθαρισμός στοιχείου condenser
• Χημικός καθαρισμός στοιχείου evaporator
• Χημικός καθαρισμός σκάφης συμπυκνωμάτων
• Καθαρισμός φίλτρων
• Αντικατάσταση φίλτρων
• Καθαρισμός φτερωτής ανεμιστήρα
• Έλεγχος ηλεκτρονικών & ηλεκτρολογικών μερών
• Καθαρισμός ηλεκτρονικών & ηλεκτρολογικών μερών
• Έλεγχος πίεσης ψυκτικού υγρού
• Έλεγχος λειτουργίας μηχανήματος