Τετάρτη, 19 Αυγούστου 2009

ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ

ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ
Γενική Περιγραφή
Κεντρική Θέρμανση ονομάζεται η παραγωγή θερμότητας για τη θέρμανση χώρων
ή/και την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης από ένα κεντρικό σύστημα εγκατεστημένο
σε ένα κτίριο (ή σύνολο κτιρίων) για το σκοπό αυτό.
Το κεντρικό αυτό σύστημα αποτελείται από ένα σύνολο αλληλοσυνδεδεμένων
συσκευών και οργάνων, και συγκεκριμένα από το λέβητα, τον καυστήρα, τον
κυκλοφορητή, τη δεξαμενή καυσίμων, τις διατάξεις ασφαλείας, τις σωληνώσεις, την
καπνοδόχο και τα θερμαντικά σώματα.
Η ενέργεια που παράγεται μεταφέρεται στους διάφορους χώρους μέσω ενός
θερμαντικού μέσου (νερό, ατμός, αέρας) ενώ η διανομή επιτυγχάνεται μέσω ενός
δικτύου σωληνώσεων ή αεραγωγών, ή ακόμη και με συνδιασμό και των δύο.

Τα μέρη ενός συστήματος κεντρικής θέρμανσης
Ο Λέβητας
Ο λέβητας είναι ουσιαστικά μια ‘πιεστική’ δεξαμενή η οποία μεταβιβάζει θερμότητα στο
θερμαντικό μέσο. Είναι ο χώρος όπου γίνεται η απαραίτητη καύση προκειμένου να
θερμανθεί το μέσο αυτό (στη Ελλάδα είναι ως επί το πλείστον ζεστό νερό χαμηλών
θερμοκρασιών).
Ο τύπος του λέβητα που χρησιμοποιείται καθορίζεται κυρίως από την απαιτούμενη
θερμοκρασία και πίεση του παραγόμενου ατμού ή νερού.
Η πιο διαδεδομένη σχεδίαση είναι ο λέβητας φλογοσωλήνων (ή κυψελωτός), όπου
τα καυσαέρια διέρχονται μέσω συστοιχίας σωλήνων προσαρμοσμένων στο κύριο
σώμα του λέβητα. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται πτερυγιοφόροι σωλήνες για
την αύξηση της επιφάνειας θερμικής συναλλαγής, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση
και ελαχιστοποιώντας το μέγεθος των μονάδων. Αυτός ο τύπος λέβητα γενικά
περιορίζεται μέχρι μια μέγιστη πίεση 25 bar και μέγιστη θερμοκρασία 300°C.
Πέρα από τα όρια αυτά συνηθίζεται να χρησιμοποιούνται μονάδες υδροσωλήνων.
Σε αυτόν τον τύπο λέβητα, οι σωλήνες περιέχουν το νερό και τα καυσαέρια
διέρχονται γύρω από τους σωλήνες και μεταφέρουν τη θερμότητα από την
εξωτερική επιφάνεια των σωλήνων προς το εσωτερικό.
Οι λέβητες διακρίνονται σύμφωνα με το υλικό κατασκευής τους σε χυτοσιδηρούς και
χαλύβδινους. Οι χυτοσιδηροί αντέχουν καλύτερα στη διάβρωση, μπορούν να
επιδεχθούν προσθήκες στοιχείων και χρειάζονται μικρότερες ποσότητες νερού κατά τη
λειτουργία τους. Οι χαλύβδινοι έχουν μικρό βάρος και αντέχουν καλύτερα στις πιέσεις
και στις απότομες αλλαγές θερμοκρασίας. Οι διαστάσεις τους προσαρμόζονται
καλύτερα στις διάφορες απαιτήσεις και έχουν χαμηλό κόστος.
Ο Καυστήρας
Ο καυστήρας είναι μια συσκευή προσαρμοσμένη πάνω στο λέβητα μέσα στην οποία
επιτυγχάνεται η ανάμειξη του καύσιμου υλικού (π.χ. πετρέλαιο) με τον αέρα έτσι ώστε
να προκαλείται και να συντηρείται η καύση.
Οι καυστήρες διακρίνονται σε τρείς τύπους ανάλογα με το καύσιμο (υγρό ή αέριο)
που χρησιμοποιούν ή/και τον τρόπο διασκορπισμού του καυσίμου και την ανάμειξή
του με τον αέρα καύσης:
􀂃 Καυστήρες εξάτμισης
􀂃 Καυστήρες διασκορπισμού
􀂃 Καυστήρες περιστροφής
Οι Κυκλοφορητές και η Δεξαμενή Καυσίμων
Σε μια εγκατάσταση κεντρικής θέρμανσης, οι κυκλοφορητές μεταφέρουν το νερό από
τον λέβητα στα θερμαντικά σώματα και αντιστρόφως. Ο κυκλοφορητής είναι αντλία
φυγοκεντρικού τύπου και κινείται με τη βοήθεια ηλεκτρικού ρεύματος. Συνήθως
τοποθετούνται μέσα στο λεβητοστάσιο και κοντά στον λέβητα.
Η δεξαμενή καυσίμων αποτελεί άλλο ένα σημαντικό στοιχείο μιας εγκατάστασης
κεντρικής θέρμανσης καθώς εκεί αποθηκεύεται το πετρέλαιο. Μια δεξαμενή καυσίμων
μπορεί να είναι είτε μεταλλική είτε πλαστική.
Οι Διατάξεις Ασφαλείας
Οι διατάξεις ασφαλείας εξασφαλίζουν τη λειτουργία μιας εγκατάστασης κεντρικής
θέρμανσης και αποτελούνται από το κλειστό δοχείο διαστολής, τον αυτόματο
πληρώσεως, τη βαλβίδα ασφαλείας και τη βαλβίδα ανοδικής προστασίας. Μέσω
αυτών εξασφαλίζεται η σταθερή πίεση του νερού μέσα στην εγκατάσταση θέρμανσης
και η προστασία από ηλεκτρόλυση.
Οι Σωληνώσεις
Η μεταφορά του νερού από το λέβητα στα θερμαντικά σώματα και η επιστροφή του
πίσω στο λέβητα επιτυγχάνεται μέσω του δικτύου σωληνώσεων. Για το σκοπό αυτό
χρησιμοποιούνται τρία είδη σωλήνων: Χαλκοσωλήνες, χαλυβδοσωλήνες και πλαστικοί
σωλήνες. Οι χαλκοσωλήνες είναι οι πιο διαδεδομένοι σήμερα, οι πλαστικοί
χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο, ενώ οι χαλυβδοσωλήνες έχουν
εγκαταλειφθεί.
Τα Θερμαντικά Σώματα
Τα θερμαντικά σώματα αποτελούν τις τελικές συσκευές ενός συστήματος
εγκατάστασης κεντρικής θέρμανσης μέσω των οποίων η θερμότητα που μεταφέρει το
θερμαντικό ρευστό μεταδίδεται στους εσωτερικούς χώρους. Τα σώματα είναι συνήθως
κασκευασμένα από χάλυβα ή αλουμίνιο. Τα χυτοσίδηρα σώματα έχουν εγκαταληφθεί
σήμερα καθώς είναι πιό βαριά, και ενώ διατηρούν τη θερμοκρασία τους για πολλή
ώρα αργούν να ζεσταθούν.
Τα θερμαντικά σώματα διαθέτουν ειδικούς διακόπτες που επιτρέπουν την απομόνωσή
τους προκειμένου να μην ξοδεύεται ενέργεια άσκοπα σε χώρους που δεν κατοικούνται.
Διαθέτουν επίσης βαλβίδες εξαερισμού για την εξαέρωσή τους σε περιπτώσεις που
συσσωρεύεται αέρας μη επιτρέποντας την ομαλή κυκλοφορία του νερού στο
εσωτερικό τους.
Η κατάσταση των συστημάτων κεντρικής θέρμανσης στην Ελλάδα σήμερα και
συνήθη προβλήματα
Σύμφωνα με σχετικές μελέτες, στα μεγάλα αστικά κέντρα της Ελλάδας υπάρχουν
σημαντικά περιθώρια εξοικονόμησης ενέργειας. Ενώ τυπικά φαίνεται οτι ένας μεγάλος
αριθμός λεβήτων περνά από συντήρηση από εγκεκριμένους τεχνίτες, παρ’ όλα αυτά ο
έλεγχος είναι ανεπαρκής και συνήθως ανακριβής και υποτυπώδης. Αυτό έχει
διαπιστωθεί καθώς λέβητες που ελέγχθησαν, μετά από κατάλληλη μελέτη
ξαναρυθμίστηκαν και λειτούργησαν πολύ πιο αποτελεσματικά απ’ότι πριν.
Αξίζει επίσης να επισημανθεί ότι στα συστήματα κεντρικής θέρμανσης δεν υπάρχει
καμμία υποχρέωση για τους χρήστες να τοποθετήσουν μετρητές θερμικής ενέργειας.
Γίνεται λοιπόν κατανάλωση δίχως μέτρηση ενέργειας (σε αντίθεση με την ηλεκτρική
ενέργεια) και το αποτέλεσμα είναι σπατάλη και αλόγιστη χρήση.
Εξετάζοντας το όλο θέμα που ανακύπτει από ευρύτερη σκοπιά μπορεί κανείς να δει την
έκταση του προβλήματος σε εθνικό επίπεδο, καθώς πάνω από το 35% της συνολικής
ενέργειας που καταναλώνεται ετησίως στην Ελλάδα είναι στα κτίρια, και πάνω από το
50% αυτής οφείλεται στα συστήματα κεντρικής θέρμανσης. Με δεδομένο το γεγονός
ότι η πλειοψηφία του ελληνικού πληθυσμού κάνει χρήση κεντρικής θέρμανσης, τα
περιθώρια εξοικονόμησης είναι μεγάλα.
Καθώς όμως το μεγαλύτερο ποσοστό των κτιρίων χρησιμοποιεί ενιαία συστήματα και
όχι αυτόνομα, δημιουργείται μεγάλο πρόβλημα καθώς δεν υπάρχει η δυνατότητα
αυτόνομης θερμικής διαχείρισης ανάλογα με τις ανάγκες καθενός νοικοκυριού, με
αποτέλεσμα την προαναφερθείσα κατασπάληση ενέργειας, ακόμα και όταν η
θέρμανση σε έναν μη-κατοικίσιμο χώρο δεν είναι απαραίτητη.
Επίσης, οι λέβητες σε κεντρικά συστήματα θέρμανσης λειτουργούν με χρονοδιακόπτες
και όχι με βάση τη θερμοκρασία των εσωτερικών χώρων με αποτέλεσμα προκειμένου
να θερμανθούν περισσότερο «δύσκολοι» και κρύοι χώροι να υπερθερμαίνονται
αναγκαστικά και αυτοί που δεν έχουν τόσο μεγάλες ανάγκες.
Εξοικονόμηση Ενέργειας σε συστήματα Κεντρικής Θέρμανσης
Μια εγκατάσταση κεντρικής θέρμανσης θεωρείται επιτυχημένη όταν θερμαίνει σωστά
και όσο πρέπει, καθώς επίσης εφόσον λειτουργεί οικονομικά και με ασφάλεια.
Προκειμένου να επιτευχθούν αυτά απαιτείται σωστή μελέτη που να περιλαμβάνει: τα
τεχνικά χαρακτηριστικά και μεγέθη του εξοπλισμού, ακριβή υπολογισμό των θερμικών
απαιτήσεων, καλό σχεδιασμό των δικτύων διανομής, σωστή διάταξη του εξοπλισμού
του συστήματος, καθώς και τη λειτουργική σύνδεση και ρύθμιση των διαφόρων
στοιχείων. Η επιλογή ισχύος του λέβητα αποτελεί πρώτη προτεραιότητα και στηρίζεται
στον υπολογισμό των βασικών κλιματικών και γεωγραφικών παραμέτρων, και των
θερμικών απωλειών του κτιρίου. Με λίγα λόγια όλα, όσα θα έπρεπε να γίνονται και
σπάνια τηρούνται με αποτέλεσμα πολλές ελλατωματικές και προβληματικές
εγκαταστάσεις.
Ο σωστός σχεδιασμός και η μελέτη πριν την εγκατάσταση ενός συστήματος κεντρικής
θέρμανσης εγγυάται μια επιτυχημένη εγκατάσταση. Ειδικά όσον αφορά νέες οικοδομές
η συνεργασία του υπεύθυνου της οικοδομής με τον επιβλέποντα μηχανικό και τον
εγκαταστάτη υδραυλικό βοηθά στη λύση πολλών προβλημάτων.
Μερικές βασικές παρεμβάσεις που μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στην
εξοικονόμηση ενέργειας σε ένα σύστημα κεντρικής θέρμανσης είναι οι ακόλουθες:
􀂃 Ένα κεντρικό σύστημα πρέπει να διαστασιολογείται μετά από ειδική μελέτη από
μηχανολόγο μηχανικό και πάντα βάσει των θερμικών απωλειών του κτιρίου
προκειμένου να αποφευχθούν υπερδιαστασιολόγησεις και σπατάλη καυσίμων.
􀂃 Καλό είναι να αποφεύγονται οι μεγάλοι λέβητες που δεν λειτουργούν σε πλήρη ισχύ
και με χαμηλή απόδοση. Συνήθως αυτό συμβαίνει όταν η απαιτούμενη ισχύς ενός
λέβητα ξεπερνά τα 350 kW, οπότε ενδείκνυται η εγκατάσταση δύο και πλέον
λεβήτων.
􀂃 Συνήθως σε μεσαίου μεγέθους εγκαταστάσεις και πάντοτε στις μεγάλες
προτιμούνται περισσότεροι του ενός λέβητες καθώς, παρέχεται έτσι η δυνατότητα
να λειτουργεί ένας μόνο λέβητας σε περιόδους που δεν υπάρχει μεγάλη ζήτηση. Η
εξοικονόμηση που προκύπτει αντισταθμίζει πολύ γρήγορα το αυξημένο κόστος
αγοράς περισσότερων λεβήτων και καυστήρων αντί ενός.
􀂃 Ένας λέβητας χωρίς μόνωση μπορεί να έχει απώλειες πάνω από 5% σε σχέση με
ένα μονωμένο λέβητα όπου οι απώλειες δεν ξεπερνούν το 1%.
􀂃 Μια μείωση της προκαθορισμένης θερμοκρασίας αναφοράς κατά ένα βαθμό
συμβάλει σε πάνω από 6% λιγότερα καύσιμα.
􀂃 Τυχόν χαραμάδες στο λέβητα επιτρέπουν την είσοδο κρύου αέρα στο εσωτερικό
του μειώνοντας με αυτόν τον τρόπο την απόδοσή του.
􀂃 Με δεδομένη την κλίμακα απόδοσης που δίνουν οι κατασκευαστές σε ένα λέβητα
(80%-110%) ένας λέβητας θεωρείται ικανοποιητικά αποδοτικός από 90% και πάνω.
Εδώ πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη ότι μεγάλο ρόλο παίζει και ο «ετήσιος
βαθμός απόδοσης» μιας εγκατάστασης, ο οποίος εκφράζει την ενέργεια που
παράγει ένας λέβητας, μείον τις απώλειες των καυσαερίων που προκύπτουν, τις
απώλειες διακοπής λειτουργίας της εγκατάστασης και τις θερμικές απώλειες του
λέβητα.
􀂃 Όσον αφορά τους καυστήρες, κυκλοφορούν σήμερα καυστήρες προηγμένης
τεχνολογίας στούς οποίους μπορούν να γίνουν οι σωστές και απαραίτητες
ρυθμίσεις για τέλεια καύση.
􀂃 Υπάρχουν καυστήρες με αυτόματο ‘τάμπερ’ αέρα που υποβοηθούν κατ’αυτόν τον
τρόπο την εξοικονόμηση ενέργειας καθώς εμποδίζουν την είσοδο κρύου αέρα
όταν ο καυστήρας είναι ανενεργός.
􀂃 Οι σωληνώσεις που περνούν μέσα από μη θερμαινόμενους χώρους θα πρέπει να
μονώνονται επιμελώς. Επίσης θα πρέπει να επιλέγονται σωληνώσεις με τις
σωστές/κατάλληλες διαμέτρους σε σχέση με τα διάφορα τμήματα ενός δικτύου
κεντρικής θέρμανσης.
􀂃 Προτείνεται η χρήση θερμοστάτη στα θερμαντικά σώματα καθώς έτσι μόνο
επιτυγχάνεται η απαραίτητη και επιθυμητή θερμοκρασία σε έναν χώρο. Καλό είναι,
όταν ένα σώμα βρίσκεται τοποθετημένο δίπλα σε εξωτερικό τοίχο να τοποθετείται
μονωτικό υλικό μεταξύ των δύο και επίσης να μην τοποθετούνται καλύμματα στα
σώματα, όπως συνηθίζεται.
􀂃 Για να αποφευχθεί κατασπατάληση ενέργειας όταν θερμαίνονται χώροι δίχως αυτό
να είναι αναγκαίο υπάρχουν τρόποι ώστε ο λέβητας να ρυθμίζεται με ειδικά
συστήματα και ανάλογα να ανταποκρίνεται στην εξωτερική θερμοκρασία
(αντιστάθμιση). Τα συστήματα ρύθμισης διατηρούν την εσωτερική θερμοκρασία
σταθερή ανεξάρτητα απο τις εξωτερικές μεταβολές, συνεισφέροντας έτσι στην
αποφυγή υπερθέρμανσης των εσωτερικών χώρων. Αυτές οι ρυθμίσεις μπορούν
να εφαρμοστούν ανάλογα με τον τύπο της εγκατάστασης και ο βαθμός ακριβείας
τους εξαρτάται από τον αυτοματισμό που επιλέγεται. Τα πιο εξελιγμένα συστήματα
ρύθμισης έχουν ένα αισθητήριο που μεταδίδει τις μεταβολές της εξωτερικής
θερμοκρασίας σε μια ηλεκτρονική συσκευή η οποία προσαρμόζει τη θερμοκρασία
του νερού ανάλογα. Υπάρχουν ακόμη και οι θερμοστατικοί διακόπτες που
μπορούν να ρυθμίσουν επιτυχώς τη θερμοκρασία διαφορετικών και ξεχωριστών
χώρων, καθώς επίσης και να εξαλείψουν τυχόν λάθη και μειονεκτήματα που
προκύπτουν από λάθη στις μελέτες, αλλαγές στη χρήση των χώρων κλπ. Τέτοιοι
διακόπτες μπορούν να ρυθμίζουν αυτόματα την ποσότητα ζεστού νερού και τη
θερμοκρασία ενός χώρου. Το κόστος αγοράς τους είναι μικρό ενώ τα οφέλη στην
εξοικονόμηση που προκύπτουν απο τη χρήση τους μεγάλα.