Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας -Τα υπέρ και τα κατά

Περίπου 24 εκατομμύρια αντλίες θερμότητας έχουν εγκατασταθεί μέχρι σήμερα στην Ευρώπη - δείτε γιατί λειτουργούν καλά σε διαφορετικές χώρες και συνθήκες.

Παρά την πτώση των πωλήσεων πέρυσι, οι αντλίες θερμότητας συνεχίζουν να κατακτούν την Ευρώπη, σημειώνει το Euronews.

Οι συσκευές αυτές παίρνουν ενέργεια από τον αέρα, το έδαφος ή το νερό και τη μετατρέπουν σε θερμότητα ή δροσερό αέρα. Αλλά πώς, πότε και πού ακριβώς λειτουργούν;

Δεδομένου του επείγοντος χαρακτήρα της ενεργειακής μετάβασης, είναι κατανοητό ότι οι συζητήσεις σχετικά με το ποιες ανανεώσιμες λύσεις είναι οι καλύτερες μπορούν να γίνουν μάλλον… θερμές. 

Οι 24 εκατομμύρια αντλίες θερμότητας που έχουν εγκατασταθεί σήμερα στην Ευρώπη αποφεύγουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που ισοδυναμούν με την απομάκρυνση 7,5 εκατομμυρίων αυτοκινήτων από τους δρόμους και αποτρέπουν 54 μεγατόνους CO2, δηλαδή περίπου τις ετήσιες εκπομπές της Ελλάδας.

Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας αέρα, νερού και εδάφους λειτουργούν λαμβάνοντας ενέργεια από αυτές τις πηγές και μετατρέποντάς την σε θερμότητα ή κρύο αέρα. Αυτό το κάνουν στο πλαίσιο του «κύκλου του ψυκτικού μέσου» - με τις τέσσερις φάσεις της εξάτμισης, της συμπίεσης, της συμπύκνωσης και της διαστολής, εξηγεί η Ευρωπαϊκή Ένωση Αντλιών Θερμότητας (EPHA).

Ουσιαστικά, η συλλεγόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για να μετατρέψει το ψυκτικό υγρό στον εναλλάκτη θερμότητας της αντλίας σε αέριο, το οποίο στη συνέχεια συμπυκνώνεται σε υψηλή πίεση στον συμπιεστή, προκαλώντας αύξηση της θερμοκρασίας. Για τη λειτουργία αυτού του μέρους του μηχανήματος απαιτείται επιπλέον ενέργεια - ιδανικά από πράσινη ηλεκτρική ενέργεια, η οποία θα καθιστούσε την όλη διαδικασία ουδέτερη ως προς τον άνθρακα.

Ο θερμός και υψηλής πίεσης ατμός περνάει στη συνέχεια από τον δεύτερο εναλλάκτη θερμότητας, γνωστό ως συμπυκνωτή. Εδώ το ψυκτικό μέσο αποβάλλει θερμότητα στο σύστημα θέρμανσης του σπιτιού - είτε πρόκειται για ένα σύστημα που βασίζεται στο νερό, όπως τα καλοριφέρ ή η ενδοδαπέδια θέρμανση, είτε για μια μονάδα κλιματισμού.

Η απελευθέρωση της θερμότητας επιστρέφει το ψυκτικό μέσο σε υγρή κατάσταση, το οποίο στη συνέχεια περνάει από μια διάταξη μείωσης της πίεσης (βαλβίδα διαστολής) πριν ξεκινήσει ο κύκλος από την αρχή.

Οι αντλίες θερμότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σπίτια, γραφεία και σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι πολύ αποδοτικές: για κάθε μονάδα ενέργειας που εισέρχεται, αποδίδονται περίπου τρεις μονάδες θερμότητας.

Λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας σε ψυχρά κλίματα;

Αυτός είναι ένας από τους κύριους μύθους σχετικά με τις αντλίες θερμότητας. Η πραγματικότητα είναι ότι οι τέσσερις χώρες με το μεγαλύτερο ποσοστό αντλιών θερμότητας - η Νορβηγία (60% των νοικοκυριών), η Σουηδία (43%), η Φινλανδία (41%) και η Εσθονία (34%) - αντιμετωπίζουν μερικούς από τους πιο κρύους χειμώνες στην Ευρώπη.

Πρόσφατη μελέτη διαπίστωσε ότι οι αντλίες θερμότητας μπορούν να εγκατασταθούν με επιτυχία σε χώρες όπου οι χειμερινές θερμοκρασίες πέφτουν κάτω από τους -10C, γεγονός που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος της ηπείρου. Ακόμη και όταν πλησιάζουν τους -30C, μπορούν να είναι πιο αποδοτικές από την ηλεκτρική θέρμανση.

Ενώ η αποδοτικότητά τους μειώνεται όσο πιο πολύ κρύο κάνει, μελέτες δείχνουν ότι οι αντλίες θερμότητας μπορούν να αντέξουν εξαιρετικά καλά ακόμη και σεε ξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες

Στη Φινλανδία, για παράδειγμα, εργαστηριακές δοκιμές σε ορισμένες κορυφαίες αντλίες θερμότητας της αγοράς έδειξαν ότι δύο μοντέλα έχουν COP πάνω από δύο γύρω στους -20C. Και στους -30C, οι COP εξακολουθούν να είναι πάνω από ένα, οπότε μπορούν να παρέχουν θερμότητα.

Σύμφωνα με μελέτη, οι αντλίες θερμότητας εδάφους μπορεί να είναι καλύτερες σε αυτά τα κλίματα, καθώς οι θερμοκρασίες του εδάφους δεν μεταβάλλονται τόσο δραματικά μεταξύ των εποχών (και ο εξοπλισμός δεν χρειάζεται να καταναλώνει ενέργεια για την απόψυξη).

Ένα βραβευμένο από την EPHA έργο στη Φινλανδία συνδυάζει τη γεωθερμική ενέργεια με την τεχνολογία των αντλιών θερμότητας για τη δημιουργία ενός κινητού συστήματος που τροφοδοτεί τα εργοτάξια. Η λειτουργία «Geolo» στη Vantaa είναι αποδοτική μέχρι τους -30C και έχει χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει στην κατασκευή ενός γυμνασίου και κατοικιών.

Μπορείτε να εγκαταστήσετε αντλίες θερμότητας σε παλιά και υφιστάμενα κτίρια;

Υπάρχουν περίπου 20 εκατομμύρια εγκατεστημένες αντλίες θερμότητας στην Ευρώπη - αποφεύγοντας 54 μεγατόνους CO2, δηλαδή περίπου τις ετήσιες εκπομπές της Ελλάδας.

Πολλοί άνθρωποι θα ήθελαν να τοποθετήσουν αντλίες θερμότητας, αλλά δεν είναι σίγουροι αν οι συσκευές είναι κατάλληλες για τα σπίτια τους.

Μια ανησυχία είναι ότι δεν θα λειτουργήσουν σε παλιά κτίρια. Όμως η EPHA λέει ότι οι αντλίες θερμότητας είναι κατάλληλες για κάθε τύπο κτιρίου, αρκεί το υπάρχον σύστημα θέρμανσης ή ψύξης να είναι συμβατό.

Ένα πρόγραμμα που χρηματοδοτήθηκε από την κυβέρνηση στο Ηνωμένο Βασίλειο έδειξε ότι μπορούν να εγκατασταθούν σε σπίτια κάθε στυλ και εποχής, από βικτοριανές μεσοτοιχίες μέχρι ημιυπόγειες κατοικίες πριν από τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο και πολυκατοικίες της δεκαετίας του 1960.

«Οι αντλίες θερμότητας που λειτουργούν με καθαρή, ανανεώσιμη ενέργεια θα είναι το κλειδί για τη θέρμανση των σπιτιών του Ηνωμένου Βασιλείου σε ένα μέλλον με μηδενικό ισοζύγιο», δήλωσε ο υπουργός Ενέργειας και Καθαρής Ανάπτυξης, Λόρδος Callanan.

«Η δοκιμή αυτή αποδεικνύει ότι τα συστήματα θέρμανσης με χαμηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα είναι μια αποτελεσματική εναλλακτική λύση για σπίτια όλων των τύπων και ηλικιών. Καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να βελτιώνεται και το κόστος πέφτει κατακόρυφα κατά την επόμενη δεκαετία, θα γίνουν η προφανής, προσιτή επιλογή για τους καταναλωτές», επισημαίνει.

Το αβαείο του Μπαθ στην Αγγλία δείχνει ότι ακόμη και το πιο μεγαλοπρεπές παλιό κτίριο μπορεί να δημιουργήσει χώρο για μια αντλία θερμότητας. Αλλά το μεγαλύτερο εμπόδιο για τους Βρετανούς δεν τείνει να είναι η πολεοδομική άδεια, αλλά το κόστος.

Μέχρι σήμερα, οι περισσότερες αντλίες θερμότητας στο Ηνωμένο Βασίλειο έχουν εγκατασταθεί σε μεγάλα, εκτός δικτύου φυσικού αερίου σπίτια από εύπορους χρήστες και κατασκευαστές κατοικιών, σύμφωνα με το Energy Systems Catapult.

Οι αντλίες θερμότητας κοστίζουν περισσότερο από τους λέβητες αερίου;

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι αντλίες θερμότητας είναι σήμερα απαγορευτικά ακριβές για πολλούς ανθρώπους

Η αγορά και η εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας πηγής αέρα κοστίζει περίπου 10.000 λίρες Αγγλίας (11.500 ευρώ). Το μέσο αρχικό κόστος είναι περίπου δύο έως τέσσερις φορές υψηλότερο από τους λέβητες αερίου.

Η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας είναι επίσης ακριβότερη από την τιμή του φυσικού αερίου. Δυστυχώς, αυτό μπορεί να εξανεμίσει την εξοικονόμηση αποδοτικότητας από την ύπαρξη αντλίας, αλλά αυτό εξαρτάται από τις τιμές ενέργειας στην κάθε χώρα - όπως δείχνει αυτός ο εύχρηστος υπολογιστής από τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας (ΔΟΕ).

Και ο ΙΕΑ αναφέρει ότι οι αντλίες θερμότητας μπορούν να εξοικονομήσουν χρήματα στους καταναλωτές μακροπρόθεσμα, ενώ παράλληλα τους θωρακίζουν από τους κλυδωνισμούς των τιμών. Η εξοικονόμηση των νοικοκυριών έφτασε περίπου τα 840 ευρώ στην Ευρώπη, σύμφωνα με έκθεση του 2022.

«Με την κατάλληλη στήριξη των φτωχότερων νοικοκυριών για τη διαχείριση του αρχικού κόστους, οι αντλίες θερμότητας μπορούν να αντιμετωπίσουν ουσιαστικά την ενεργειακή φτώχεια» προσθέτει.

Αυτό εξαρτάται φυσικά από τις εθνικές πολιτικές αποφάσεις, με μια σειρά από προσφορές επιδοτήσεων σε όλη την Ευρώπη.

Οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν μόνο σε καλά μονωμένα σπίτια;

Υπάρχουν και άλλα συναφή έξοδα με την ύπαρξη αντλίας θερμότητας. Δεδομένου ότι το ζεστό νερό που παράγουν βγαίνει σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από τους λέβητες αερίου, τα μεγαλύτερα θερμαντικά σώματα είναι ένα πλεονέκτημα

Τα διπλά τζάμια και άλλα χαρακτηριστικά ενίσχυσης της μόνωσης θα βοηθήσουν επίσης το σπίτι σας να συγκρατήσει περισσότερο τη θερμότητα, τα οποία όλα έχουν κόστος.

Αλλά, σύμφωνα με έναν εμπειρογνώμονα, «τα σπίτια δεν χρειάζεται να ανακαινιστούν εκτενώς για να επιτρέψουν την εγκατάσταση αντλίας θερμότητας».

Γράφοντας στο επιστημονικό ιστολόγιο του Ινστιτούτου Fraunhofer για τα Συστήματα Ηλιακής Ενέργειας (ISE), ο Marek Miara προσθέτει ότι, όσο μικρότερες είναι οι απώλειες θερμότητας, τόσο πιο αποτελεσματικά μπορεί να λειτουργήσει μια αντλία θερμότητας. Επομένως, τα μέτρα ανακαίνισης για τη μείωση της ζήτησης ενέργειας θέρμανσης έχουν νόημα, όπως και για κάθε άλλο σύστημα θέρμανσης.

Οι αντλίες θερμότητας είναι θορυβώδεις;

Οι αντλίες θερμότητας επίγειας πηγής δεν κάνουν καθόλου θόρυβο.

Οι αντλίες θερμότητας πηγής αέρα αποτελούνται γενικά από μια εξωτερική και μια εσωτερική μονάδα. Το τελευταίο μέρος έχει γενικά επίπεδα ήχου μεταξύ 18 και 30 ντεσιμπέλ - περίπου την ένταση που έχει κάποιος που ψιθυρίζει, σύμφωνα με την EHPA.