Σήμερα, ο τομέας των θερμοδοχείων αναπτύσσεται σημαντικά, λόγω των πολλαπλών εναλλακτικών επιλογών που έχει ο χρήστης αλλά και των υποχρεωτικών μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας από τον Κανονισμό Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (ΚΕΝΑΚ).
Συγκεκριμένα, ο ΚΕΝΑΚ επιβάλλει τη χρήση των ηλιακών θερμοσιφώνων ή των αντλιών θερμότητας παραγωγής ΖΝΧ κατά τουλάχιστον 60% σε όλες τις νέες κατοικίες.
Του κ. Απόστολου Ευθυμιάδη*
Τα θερμοδοχεία διπλής ενέργειας τύπου ηλεκτρομπόιλερ παρέχουν ευελιξία στο χρήστη, ώστε να αξιοποιεί εναλλακτικές πηγές θερμότητας χαμηλού κόστους, όπως είναι π.χ. το φυσικό αέριο, η αντλία θερμότητας, το πέλετ και τα θρύμματα ξύλου που καίγονται είτε σε θερμοδυναμικές εστίες είτε σε αντίστοιχους λέβητες βιομάζας.
Τύποι θερμοδοχείων και ορισμοί
Στα θερμοδοχεία παραγωγής και αποθήκευσης του ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ) ή του νερού θερμάνσεως περιλαμβάνονται:
* Οι γνωστοί ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες μερικών δεκάδων λίτρων και με μία μόνο πηγή θερμάνσεως: την ηλεκτρική αντίσταση (απλής ενέργειας).
* Τα επικαλούμενα ηλεκτρομπόιλερ χωρητικότητας μερικών δεκάδων έως εκατοντάδων λίτρων, τα οποία εκτός από ηλεκτρική αντίσταση διαθέτουν και δεύτερη πηγή ενέργειας υπό μορφή νερού θέρμανσης μέσω εναλλάκτη (διπλής ενέργειας).
* Τα μεγάλα θερμοδοχεία, χωρητικότητας μερικών εκατοντάδων έως χιλιάδων λίτρων, τα οποία χρησιμοποιούνται είτε στις μεγάλες κτιριακές εγκαταστάσεις είτε στις κεντρικές ηλιοθερμικές εγκαταστάσεις, και τα οποία διαθέτουν δυνατότητα δύο ή περισσότερων πηγών θερμότητας με νερό θερμάνσεως (διπλής ή τριπλής ενέργειας).
Τα θερμοδοχεία ζεστού νερού χρήσης είναι κυλινδρικού σχήματος, με εξωτερική θερμομόνωση και διακρίνονται σε κατηγορίες.
Εξέλιξη και ταξινόμηση των θερμοδοχείων
Με αποθήκευση ζεστού νερού χρήσης
Συνοψίζοντας την τυπολογία των θερμοδοχείων, οι παραδοσιακοί ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες είναι θερμοδοχεία απλής ηλεκτρικής ενέργειας και αποθηκεύουν το ζεστό νερό χρήσης.
Τα επικαλούμενα ηλεκτρομπόιλερ συνήθως έχουν τα ίδια κατασκευαστικά χαρακτηριστικά με τους ηλεκτρικούς θερμοσίφωνες αλλά περιλαμβάνουν και δεύτερη πηγή ενέργειας με τη μορφή νερού θερμάνσεως, η οποία εισέρχεται μέσα στο κέλυφος με σωλήνες εισαγωγής / επιστροφής και αποδίδεται στο αποθηκευμένο ζεστού νερού χρήσης με τη βοήθεια εναλλάκτη θερμότητας.
Ο όρος «μπόιλερ» εμφανίστηκε ιστορικά στις μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ζεστού νερού χρήσης σε ξενοδοχεία και νοσοκομεία, και χρησιμοποιήθηκε για θερμοδοχεία παραγωγής και αποθήκευσης ζεστού νερού χρήσης με τη βοήθεια νερού θερμάνσεως και εξωτερικού εναλλάκτη θερμότητας.
Γενικότερα στην αγορά ο ξενικός όρος «μπόιλερ» χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει τα θερμοδοχεία που θερμαίνονται από μία ή περισσότερες εξωτερικές πηγές θερμότητας υπό τύπο νερού θερμάνσεως. Με την ανάπτυξη των ηλιακών θερμοσιφώνων, τα θερμοδοχεία συχνά χαρακτηριζόταν ως «μπόιλερ διπλής ενέργειας», για να υποδηλώσουν τη χρήση ηλιακής θερμότητας αλλά και ηλεκτρικής αντίστασης ως επικουρικής πηγής θερμότητας.
Τα θερμοδοχεία των ηλιακών θερμοσιφώνων περιλαμβάνουν εναλλάκτη θερμότητας για την εκμετάλλευση της ηλιακής θερμότητας, ο οποίος εναλλάκτης μπορεί να είναι τύπου μανδύα ή εμβαπτισμένος σπειροειδής εναλλάκτης .
Με αποθήκευση νερού θερμάνσεως
Με τη νέα τεχνολογία αμφιθερμικών ηλιοθερμικών συστημάτων (COMBI) παραγωγής τόσο ζεστού νερού χρήσης όσο και νερού θερμάνσεως κτιριακών χώρων, αναπτύσσεται μία νέα τεχνολογία θερμοδοχείων, τα οποία πλέον δεν αποθηκεύουν ζεστό νερό χρήσης αλλά νερό θερμάνσεως. Το ζεστό νερό χρήσης παράγεται ροϊκά με τη διέλευση νερού ύδρευσης μέσα από έναν σπειροειδή εναλλάκτη θερμότητας που βρίσκεται μέσα στο αποθηκευμένο νερό θέρμανσης.
Μία τυπική διάταξη ενός τέτοιου ηλιοθερμικού συστήματος δίνεται στο σχήμα 5, το θερμοδοχείο του οποίου είναι διπλής ή και τριπλής ενέργειας, αφού αξιοποιεί την ηλιακή θερμότητα μέσω εξωτερικού εναλλάκτη θερμότητας καθώς και δύο ή περισσότερες πηγές θερμότητας μέσω συμβατικών λεβήτων. Από το θερμοδοχείο αυτό επίσης εκκινούν οι σωληνώσεις κεντρικής θέρμανσης για τη θέρμανση των θερμαντικών σωμάτων.
Εναλλακτικές πηγές θερμότητας
Η κύρια πηγή ενέργειας στα θερμοδοχεία ήταν και παραμένει σήμερα η ηλεκτρική ενέργεια, το συνολικό τίμημα της οποίας (περιλαμβανομένου του ΦΠΑ) ανέρχεται περίπου στα19 λεπτά ανά kWh (κιλοβατώρα) στο οικιακό τιμολόγιο. Λαμβάνοντας βαθμό απόδοσης της ηλεκτρικής αντιστάσης ίσο με 100%, τότε το τίμημα θερμάνσεως νερού ανέρχεται επίσης στα 19 λεπτά ανά kWh θερμάνσεως.
Εναλλακτικά, το πετρέλαιο κινήσεως που καίγεται σε λέβητα προς παραγωγή ζεστού νερού χρήσης έχει σήμερα ένα τίμημα της τάξεως των 1,25 ευρώ ανά λίτρο. Λαμβάνοντας θερμογόνο δύναμη ενός λίτρου πετρελαίου ίσο με 10 kWh ανά λίτρο, τότε το τίμημα μίας παραγόμενης κιλοβατώρας ανέρχεται στα 1,25 / 10 = 0,125 ευρώ ανά kWh, ήτοι12,5 λ. / kWh.
Λαμβάνοντας ένα μέσο βαθμό αποδόσεως του λέβητα και των σωληνώσεων διανομής ίσο με 78%, τότε το τίμημα μίας αποδιδόμενης κιλοβατώρας προς παραγωγή ζεστού νερού χρήσης ανέρχεται σε 12,5 / 0,78 = 16 λ. / kWh.
Το τίμημα αυτό είναι συγκριτικά κοντά με το τίμημα των 19 λ. / kWh της ηλεκτρικής θερμάνσεως και παραμένει υψηλό. Επομένως, σήμερα οι πολίτες αναζητούν νέες φθηνότερες πηγές θερμότητας, όπως είναι:
α) Το φυσικό αέριο, το τίμημα του οποίου είναι κατά 30% περίπου χαμηλότερο έναντι του πετρελαίου κινήσεως, ήτοι ανέρχεται στα 16 · 70% = 11,2 λ. / kWh. β) Η αντλία θερμότητας, η οποία έχει ένα μέσο βαθμό αποδόσεως (COP) περί τα 3,4, ήτοι έχει ένα τίμημα παραγόμενης κιλοβατώρας ζεστού νερού χρήσης ίσο με 19 / 3,4 = 5,6 λ. / kWh. γ) Οι λέβητες βιομάζας με πέλετ και θρύμματα ξύλου, με συνολικό τίμημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης περί τα 6 - 7 λ. / kWh. δ) Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, οι οποίοι παράγουν περί τις 550 kWh / τ.μ. συλλέκτη ετησίως και έχουν ένα μέσο τίμημα αγοράς συστήματος ίσο με 230 ευρώ ανά τ.μ. επιφάνειας συλλέκτη. Λαμβάνοντας τοκοχρεωλυτικό συντελεστή ίσο με 0,20 (για ένα επταετές δάνειο με επιτόκιο 9%), το τίμημα της παραγόμενης κιλοβατώρας ζεστού νερού χρήσης ανέρχεται στα 230 · 20% / 550 = 8,3 λ. / kWh. Επομένως, η χρήση των θερμοδοχείων διπλής ή και τριπλής ενέργειας διασφαλίζει στους χρήστες το χαμηλότερο δυνατό τίμημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης. Σημειώνεται ότι το θερμοδοχείο που προσαρμόζεται σε μία υφιστάμενη αντλία θερμότητας για ψύξη / θέρμανση έχει μικρή μόνο κεφαλαιακή επιβάρυνση της τάξεως του 1 - 2 λ. / kWh, η οποία προκύπτει από το τίμημα προμήθειας και εγκατάστασης. Όμως, η επιβάρυνση αυτή αυξάνει κατά πολύ εάν γίνει προμήθεια αντλίας θερμότητας μαζί με θερμοδοχείο, και είναι της τάξης των 10 - 15 λ. / kWh.
*Ο κ. Απόστολος Ευθυμιάδης είναι δρ. μηχανικός ΜΙΤ, διπλωματούχος μηχανολόγος ηλεκτρολόγος μηχανικός ΕΜΠ, επιμελητής της Επιστημονικής Επιτροπής Ειδικότητας Μηχανολόγων του ΤΕΕ, καθώς και ενεργειακός σύμβουλος της Πανελλήνιας Ομοσπονδίας Ιδιοκτητών Ακινήτων Π.ΟΜ.ΙΔ.Α. / UIPI.
