Λέβητες πετρελαίου και αερίου τεχνολογίας συμπύκνωσης

Oι λέβητες συμπύκνωσης αξιοποιούν την ενέργεια που βρίσκεται αποθηκευμένη στους υδρατμούς των καυσαερίων, η οποία σε έναν κοινό λέβητα, θα αποβάλλονταν στον περιβάλλον.
Σύμφωνα με νέα Ευρωπαϊκή οδηγία Ecodesign, οι ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης και εκπομπών ρύπων που θα πρέπει να πληρούν οι λέβητες πετρελαίου και αερίου, είναι τέτοιες ώστε οι συμβατικοί λέβητες που όλοι μέχρι σήμερα γνωρίζαμε δεν μπορούν να τις καλύψουν και ως εκ τούτου από 26 Σεπτεμβρίου 2015 τίθενται εκτός παραγωγικής διαδικασίας, εισαγωγής και πώλησης μέσα στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Εις το εξής οι λέβητες που διαθέτουν τεχνολογία συμπύκνωσης των καυσαερίων καλύπτουν απόλυτα τις ελάχιστες απαιτήσεις και θα αντικαταστήσουν την συμβατική τεχνολογία, με μέγιστη ενεργειακή κλάση Α+. 

Η τεχνολογία συμπύκνωσης και τα πλεονεκτήματά της

Πέρα από τη νέα οδηγία, η τεχνολογία συμπύκνωσης στους λέβητες δεν είναι κάτι καινούργιο, καθώς χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια σε άλλες ευρωπαϊκές χώρες, ενώ στη χώρα μας διαδόθηκε ευρέως τα τελευταία χρόνια κυρίως μέσω των επιτοίχιων λεβήτων φυσικού αερίου. Ενώ όμως αποτελεί την κύρια και προτιμητέα επιλογή των επαγγελματιών αλλά και των τελικών καταναλωτών παρόλα αυτά αντιμετωπίζονται σε μεγάλο βαθμό ως κοινοί λέβητες, χάνοντας επί της ουσίας πολλά από τα πλεονεκτήματα που μας προσφέρει η συγκεκριμένη τεχνολογία.
Για να κατανοήσουμε λοιπόν αυτά τα πλεονεκτήματα θα πρέπει πρώτα να αντιληφθούμε τον τρόπο λειτουργίας των λεβήτων τεχνολογίας συμπύκνωσης. Πρακτικά αυτό που κάνουν οι λέβητες συμπύκνωσης είναι να αξιοποιούν την ενέργεια (λανθάνουσα θερμότητα) που βρίσκεται αποθηκευμένη στους υδρατμούς των καυσαερίων (οι οποίοι προέρχονται από το υδρογόνο του καυσίμου και την υγρασία του καυσίμου και του αέρα καύσης) και που σε έναν κοινό λέβητα θα αποβάλλονταν στον περιβάλλον. Αυτό το επιτυγχάνουν με τη χρήση ειδικών εναλλακτών (ανοξείδωτους ή αλουμινίου-πυριτίου) πριν από την απαγωγή των καυσαερίων στο περιβάλλον, όπου το επιστρεφόμενο νερό της εγκατάστασης αποταμιεύει αυτήν την ενέργεια και την αποδίδει στο σύστημα θέρμανσης, ενώ το φυσικό φαινόμενο που προκύπτει είναι η ψύξη και συμπύκνωση των υδρατμών. Παράλληλα, η θερμοκρασία των καυσαερίων μειώνεται σε σημαντικό βαθμό, περίπου 10 C0 πάνω από την θερμοκρασία του νερού του λέβητα, φτάνοντας ακόμα και στα επίπεδα των 45-50 C0 (αντί για 180-200 C0 σε σχέση με έναν συμβατικό λέβητα). Μέσα από αυτήν τη διαδικασία ανάκτησης της λανθάνουσας ενέργειας επιτυγχάνεται και η αύξηση του βαθμού απόδοσης των λεβήτων, όπου από 93% που είναι ο ανώτερος με συμβατική τεχνολογία καύσης μπορεί υπό προϋποθέσεις να φτάσει ακόμα και στο 108%, αναγόμενος πάντα στην κατώτερη θερμογόνο δύναμη του καυσίμου. Αυτό που συνήθως δεν λαμβάνεται υπόψη είναι ότι η τεχνολογία συμπύκνωσης ξεκινά να αξιοποιείται όταν η θερμοκρασία των καυσαερίων πέσει κατά προσέγγιση για το μεν αέριο κάτω από τους 57 C0 και για το δε πετρέλαιο περίπου κάτω από τους 47 C0. Αυτό πρακτικά σημαίνει θερμοκρασίες προσαγωγής του νερού του λέβητα προς την εγκατάσταση που δεν θα ξεπερνούν τους 65 C0. 
Γίνεται άμεσα αντιληπτό ότι όσο χαμηλότερες θερμοκρασίες προσαγωγής νερού δουλεύουμε με τον λέβητα συμπύκνωσης τόσο περισσότερη ενέργεια απομαστεύουμε από τα καυσαέρια, φτάνοντας τον μέγιστο δυνατό βαθμό απόδοσης 108% και την χαμηλότερη δυνατή κατανάλωση καυσίμου. Έτσι, ο συνδυασμός των λεβήτων συμπύκνωσης με συστήματα χαμηλών θερμοκρασιών όπως είναι η θέρμανση δαπέδου, τοίχου και οροφής και οι τοπικές κλιματιστικές μονάδες νερού fan coils με εύρος θερμοκρασιών από 35-50 C0 είναι ιδανικός, πετυχαίνοντας πρότυπους βαθμούς απόδοσης. Ο συνδυασμός με θερμαντικά σώματα μπορεί να γίνει εξ’ ίσου αποδοτικά, ιδιαίτερα αν κάποιος επιλέξει να δουλέψει με θερμοκρασίες προσαγωγής νερού της τάξης των 70 C0 μέγιστο, επιτυγχάνει ήδη έναν καλύτερο βαθμό απόδοσης σε σχέση με έναν συμβατικό λέβητα, ενώ αν επιλέξει να διαστασιολογήσει τα σώματα για αποδόσεις με χαμηλότερες θερμοκρασίες της τάξεις των 50-55 C0 επιτυγχάνει ακόμα καλύτερα αποτελέσματα. Το θετικό βέβαια είναι ότι στην Ελλάδα, για λόγους που δεν αφορούν τον παρόν άρθρο, συναντούμε σε μεγάλο ποσοστό υπερ-διαστασιολογημένα θερμαντικά σώματα, καθιστώντας εφικτή την άμεση αντικατάσταση του παλιού λέβητα με νέας τεχνολογίας, χωρίς να απαιτούνται επεμβάσεις μεγάλης κλίμακας και υψηλού κόστους. 
Βασική όμως πάντα προϋπόθεση για όλα τα συστήματα είναι ο συνδυασμός του λέβητα συμπύκνωσης με αυτοματισμό αντιστάθμισης για προοδευτική λειτουργία του συστήματος θέρμανσης, όπου η θερμοκρασία προσαγωγής του νερού μεταβάλλεται συνεχώς συναρτήσει της εξωτερικής θερμοκρασίας, όπου σε περιόδους με μερικά φορτία θέρμανσης γίνεται εφικτή η χρήση χαμηλών θερμοκρασιών. 
Επιπρόσθετα οι λέβητες συμπύκνωσης διαθέτουν ως επί το πλείστον σύστημα καύσης με προ-ανάμειξη (ο αέρας καύσης αναμειγνύεται με το καύσιμο πριν εισέλθει στον θάλαμο καύσης) και ηλεκτρονικά ελεγχόμενους ανεμιστήρες μεταβαλλόμενων στροφών, πλησιάζοντας έτσι κατά πολύ στο θεωρητικό μοντέλο της τέλειας καύσης σε όλο το εύρος ισχύος του λέβητα, κάτι που σημαίνει ελαχιστοποίηση στο μέγιστο της έκκλησης των «επικίνδυνων» ρύπων όπως το CO (μονοξείδιο του άνθρακα) και ΝΟx (οξείδια του αζώτου). 
Έτσι οι λέβητες συμπύκνωσης πέρα από την οικονομία στην κατανάλωση του καυσίμου είναι και ιδιαίτερα φιλικοί προς το περιβάλλον.

Συστοιχία από λέβητες

Τέλος, ένα πολύ σημαντικό πλεονέκτημα που προσφέρει η τεχνολογία συμπύκνωσης είναι η δυνατότητα αντικατάστασης ενός λέβητα μεγάλης ισχύος σε μεγαλύτερα κτίρια, με συστοιχία πολλών λεβήτων μαζί μικρότερης ισχύος ο καθένας, σε παράλληλη υδραυλική διάταξη. Δεδομένου ότι στις εφαρμογές μεγαλύτερης κλίμακας, η απαιτούμενη ισχύς για την κάλυψη των θερμικών αναγκών μεταβάλλεται σημαντικά κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου, και είναι συνάρτηση της μεταβολής των εξωτερικών θερμοκρασιών αλλά και του ταυτοχρονισμού των φορτίων, η συστοιχία λεβήτων συμπύκνωσης έρχεται να δώσει λύσεις υψηλής ενεργειακής απόδοσης. Έτσι, ο αριθμός των λεβήτων και το ποσοστό ισχύος κάθε λέβητα που θα επιλέξει ο κεντρικός αυτοματισμός που ελέγχει τη συστοιχία είναι συνάρτηση του πραγματικού ζητούμενου φορτίου. Τα πλεονεκτήματα της συστοιχίας λεβήτων συμπύκνωσης είναι πολλά και σημαντικά, καθώς: 
α) αξιοποιούμε στον μέγιστο βαθμό την τεχνολογία συμπύκνωσης, 
β) πετυχαίνουμε πλήρη αναλογική λειτουργία με ρύθμιση ισχύος 1:7, 
γ) πετυχαίνουμε τη μέγιστη δυνατή εξοικονόμηση στην κατανάλωση καυσίμου, και 
δ) έχουμε απόλυτη ευελιξία με δυνατότητα μελλοντικής επέκτασης του συστήματος.