Απόδοση οικονομίας

Εξετάζοντας τις επιλογές που έχουμε σχετικά με την αντικατάσταση ενός συμβατικού συστήματος θέρμανσης σε ένα υφιστάμενο κτίριο, διαπιστώνουμε ότι, σε κάποιες περιπτώσεις, κάτι τέτοιο είναι εφικτό και εύκολο. Αυτό κυρίως ισχύει, όταν στο εσωτερικό του σπιτιού είναι ήδη εγκατεστημένη ενδοδαπέδια θέρμανση ή και μονάδες εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα [fan coil units]. Στην περίπτωση αυτή λοιπόν, απλώς καταργείται και απομακρύνεται η υφιστάμενη συμβατική πηγή ενέργειας και στη θέση της τοποθετείται μια γεωθερμική αντλία θερμότητας αντίστοιχης ισχύος. Η συμβατική πηγή ενέργειας που χρησιμοποιείται ήδη στο κτίριο, μπορεί να είναι, είτε ένας λέβητας πετρελαίου είτε λέβητας φυσικού αερίου ή και αντλία θερμότητας αέρος – νερού. Σε κάθε περίπτωση, είναι συμφέρον να αντικατασταθεί το συμβατικό σύστημα με ένα σύστημα γεωθερμίας. Η γεωθερμία ως γνωστόν, ορίζεται ως 100% ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. 

Η συνηθέστερη περίπτωση όμως, σε υφιστάμενη κατοικία είναι ο συνδυασμός ενός συμβατικού λέβητα πετρελαίου με κλασικά σώματα καλοριφέρ. Σε αυτήν την περίπτωση λοιπόν, για να γίνει η εφαρμογή, θα πρέπει να ελεγχθεί το εσωτερικό δίκτυο για να διαπιστωθεί κατά πόσο είναι δυνατόν να συνεργαστεί με ένα γεωθερμικό σύστημα κλιματισμού. Αυτό που επηρεάζει τη λειτουργία του συστήματος, είναι ο τρόπος διασύνδεσης των σωμάτων καλοριφέρ. Ο μόνος τρόπος να συνδυαστεί το γεωθερμικό σύστημα με ένα δίκτυο καλοριφέρ χωρίς επεμβάσεις στο εσωτερικό δίκτυο, είναι να είναι συνδεδεμένα παράλληλα, δηλαδή να καταλήγουν σε συλλέκτη με ξεχωριστές σωληνώσεις. Τότε εύκολα καταργείται ο λέβητας, ώστε να συνδεθεί η γεωθερμική αντλία θερμότητας με το εσωτερικό δίκτυο. Σε περίπτωση που τα σώματα είναι συνδεδεμένα σε σειρά, που είναι και το πιο σύνηθες, τότε το γεωθερμικό σύστημα δε μπορεί να αποδώσει και χρειάζονται επεμβάσεις στο εσωτερικό δίκτυο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, λόγω των αυξημένων επεμβάσεων που απαιτούνται εσωτερικά του κτιρίου, ίσως είναι ασύμφορη οικονομικά μια τέτοια εφαρμογή, εκτός κι αν ο χρήστης του κτιρίου είναι διατεθειμένος να προχωρήσει σε κάποια ανακαίνιση. 

Γενικά, σε κάθε περίπτωση, είναι πιθανόν τα υφιστάμενα σώματα καλοριφέρ, κατά τη σύνδεση τους με τη γεωθερμία, να παρουσιάσουν λίγο μεγαλύτερη αδράνεια, δηλαδή να υπάρχει μια μικρή καθυστέρηση της θέρμανσης του κτιρίου μετά την ενεργοποίηση του συστήματος, και αυτό είναι ένα μειονέκτημα που παρουσιάζεται με αυτή την εφαρμογή. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να ελαττωθεί με τη βοηθητική λειτουργία μερικών μονάδων fan coil units. Με την εγκατάσταση των fan coil units θα μπορούσαμε να εξασφαλίσουμε στην περίπτωση αυτή και τη μερική ή ολική ψύξη του κτιρίου και να εκμεταλλευτούμε πλήρως της δυνατότητες του γεωθερμικού συστήματος κλιματισμού.

Όταν διαπιστωθεί ότι μπορεί να συνδυαστεί το εσωτερικό δίκτυο του κτιρίου με το μηχανοστάσιο της γεωθερμίας, θα επιλεχθεί το είδος του εξωτερικού κυκλώματος που πρόκειται να εφαρμοστεί. Θα εξεταστεί λοιπόν καταρχήν, εάν υπάρχει υπόγειο νερό στη συγκεκριμένη περιοχή, ώστε να προχωρήσουμε στη λύση των υδρογεωτρήσεων. Η λύση αυτή απαιτεί τον ελάχιστο περιβάλλοντα χώρο, αφού χρειάζονται μόνον 2 υδρογεωτρήσεις με διάμετρο της τάξεως των 15-20 cm. Είναι οικονομικά συμφέρουσα λύση, σε περίπτωση που το υπόγειο νερό δε βρίσκεται σε πολύ μεγάλα βάθη, αλλά και σε παραθαλάσσιες περιοχές, αφού δεν παίζει ρόλο η ποιότητα του νερού αλλά μόνον η ποσότητα του. Στην περίπτωση που στην περιοχή δεν υπάρχει υπόγειο νερό, θα πρέπει να εφαρμοστεί κλειστό κύκλωμα, ήτοι να γίνει τεχνητή ανακυκλοφορία νερού σε σωληνώσεις ενταφιασμένες στο υπέδαφος. Ο τύπος του κλειστού κυκλώματος που θα εφαρμοστεί εξαρτάται από το διαθέσιμο περιβάλλοντα χώρο. 

Ένα οριζόντιο σύστημα με σπειρωτή διαμόρφωση των σωλήνων απαιτεί εξωτερικό χώρο, δηλ. περίπου τόσα τετραγωνικά, όσα είναι και ο χώρος που θα κλιματιστεί. Δηλαδή για μια κατοικία 100 τετραγωνικών θα χρειαζόμασταν περίπου τόσο χώρο εξωτερικά όσο για ένα οριζόντιο κύκλωμα, το οποίο τοποθετείται στο 1,2-1,5 m. Υπάρχει και η λύση του «κωνικού» συστήματος, όπου χρειαζόμαστε περίπου το μισό περιβάλλοντα χώρο από ό,τι σε ένα οριζόντιο σύστημα, και διαμορφώνουμε τις σωληνώσεις σε μορφή κώνου, ώστε να τοποθετηθούν σε μεγαλύτερο βάθος – περίπου 3,5 m – και να εξοικονομήσουμε χώρο σε πλάτος.

Τέλος, στην περίπτωση ύπαρξης ελάχιστου περιβάλλοντος χώρου, τότε θα πρέπει να γίνει κάθετο σύστημα, δηλαδή να αναπτυχθεί ο γεωσυλλέκτης σε βάθος. Θα πρέπει να γίνουν οπές βάθους 80-100 μέτρων. Ο αριθμός των απαραίτητων οπών καθορίζεται σύμφωνα με τα υπολογιζόμενα φορτία θέρμανσης – ψύξης του κτιρίου, και τοποθετούνται περιμετρικά του κτιρίου.

Η ενεργειακή διεργασία που εκτελεί ένα γεωθερμικό σύστημα κλιματισμού πραγματοποιείται με κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας που όμως είναι πολύ μικρή, συγκριτικά με το παραγόμενο φορτίο και αυτό, διότι η θερμοκρασία που επικρατεί στο υπέδαφος είναι πολύ κοντά στη θερμοκρασία των 20 βαθμών C που θέλουμε να επιτύχουμε στο εσωτερικό του κτιρίου. Αυτός είναι και ο λόγος που τα γεωθερμικά συστήματα κλιματισμού εμφανίζουν πολύ υψηλό βαθμό απόδοσης. Αντίθετα, ένας λέβητας πετρελαίου για παράδειγμα, εμφανίζει πολύ χαμηλό βαθμό απόδοσης και αυτό, διότι καλύπτει πολύ μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας, αφού το νερό ύδρευσης είναι κοντά στη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Το ζητούμενο λοιπόν που επιτυγχάνεται κατά τη λειτουργία του γεωθερμικού συστήματος κλιματισμού έναντι σε ένα συμβατικό σύστημα θέρμανσης – ψύξης είναι η εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων που εξασφαλίζονται κατά τη λειτουργία του. Το ποσοστό αυτό της εξοικονόμησης είναι πολύ υψηλό, αγγίζει το 55% κατά τη λειτουργία θέρμανσης και το 45% κατά τη λειτουργία ψύξης του. Είναι φανερό λοιπόν πως, το κόστος επένδυσης που θα επιβαρυνθεί ο καταναλωτής για την εγκατάσταση ενός τέτοιου συστήματος, πρόκειται να αποσβεστεί σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, λόγω της υψηλής εξοικονόμησης που παρουσιάζει στη λειτουργία του. Όπως γίνεται αντιληπτό από όλα τα παραπάνω, η εναλλακτική αυτή λύση αξίζει να διερευνηθεί καθώς προσφέρει οικονομική θέρμανση και ψύξη, έχοντας τη δυνατότητα να εφαρμοστεί και σε ήδη κτισμένα σπίτια.