Πηγή Εικόνας: ΑΠΕ-ΜΠΕΚαθώς η ενεργειακή κρίση συνεχίζει να εκτοξεύει το κόστος της θέρμανσης και του κλιματισμού, οι αντλίες θερμότητας γίνονται ολοένα και πιο δημοφιλείς, ενώ διεκδικούν πιο ισχυρή θέση και στην Ελλάδα όπου εδώ και λίγες ημέρες ξεκίνησε να τρέχει το πρόγραμμα «Αλλάζω Σύστημα Θέρμανσης και Θερμοσίφωνα».
Το πρόγραμμα επιδοτεί τα νοικοκυριά που τηρούν τις προϋποθέσεις προκειμένου να εγκαταστήσουν συστήματα αντλίας θερμότητας σύγχρονης τεχνολογίας. Πώς λειτουργούν, όμως, οι αντλίες θερμότητας και ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά τους;
Αν και μπορεί να είναι ακριβές, οι αντλίες θερμότητας υπόσχονται να μειώσουν τους λογαριασμούς ενέργειας και τελικά να προσφέρουν εξοικονόμηση. Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι επειδή μειώνουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, είναι επίσης καλύτερες για τον πλανήτη, όπως αναφέρει το Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ.
Πώς δουλεύουν
Δύο πράγματα θα πρέπει να έχει κανείς στο μυαλό του: πρώτον, ανεξάρτητα από το πόσο κρύο έχει έξω -ακόμα και αν η θερμοκρασία πέσει πολύ κάτω από το μηδέν- υπάρχει πάντα κάποια θερμική ενέργεια στον αέρα ή στο έδαφος. Οι αντλίες θερμότητας έχουν σχεδιαστεί για να μεταφέρουν αρκετή από αυτήν την ενέργεια στο σπίτι για να το ζεστάνουν.
Το δεύτερο είναι ότι, αν αφεθεί στην τύχη της, η θερμότητα μετακινείται πάντα από ένα θερμότερο μέρος σε ένα ψυχρότερο – γι’ αυτό και τα σπίτια κρυώνουν το χειμώνα. Μια αντλία θερμότητας αναλαμβάνει τον έλεγχο αυτής της φυσικής διαδικασίας ανταλλαγής θερμότητας, ώστε να μπορείτε είτε να ψύξετε είτε να ζεστάνετε το σπίτι σας.
Αυτό καθίσταται εφικτό επειδή η αντλία θερμότητας περιέχει ένα υγρό ψυκτικό μέσο σε ένα χάλκινο πηνίο. Αυτό απορροφά θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα και στη συνέχεια η αντλία χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να συμπιέσει το ψυκτικό μέσο, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του. Αυτό μεταφέρει τη θερμότητα στους εσωτερικούς χώρους.
Η αντλία αντιστρέφει τη φυσική ροή της θερμότητας και μεταφέρει την ενέργεια που είναι διαθέσιμη σε ένα ψυχρότερο μέρος (έξω) σε ένα θερμότερο (σπίτι). Λειτουργεί, ουσιαστικά, με την ίδια αρχή όπως ένα ψυγείο.
Στην πραγματικότητα, ο Αμερικανός εφευρέτης Robert C. Webber σκέφτηκε την ιδέα τη δεκαετία του 1940, όταν έκαψε κατά λάθος τα χέρια του στους σωλήνες εξόδου του βαθύ καταψύκτη του. Ο Webber συνέδεσε τους σωλήνες με ένα πρωτότυπο σύστημα θέρμανσης στο σπίτι του και η αντλία θερμότητας γεννήθηκε.
Ενώ οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα αντλούν τη θερμότητα από τον αέρα, τα συστήματα με πηγή το έδαφος αντλούν τη θερμότητα από τη γη, ενώ τείνουν να είναι πιο ακριβά.
Αποδοτική επιλογή θέρμανσης
Η αγορά και η εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας μπορεί βραχυπρόθεσμα να μην είναι μία φθηνή επιλογή. Ωστόσο, επειδή έχουν σχεδιαστεί για να καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια από τη θερμότητα που παράγουν, οι αντλίες θερμότητας θα πρέπει να είναι ένας αποδοτικός τρόπος θέρμανσης του σπιτιού.
Ανάλογα με το ακριβές σύστημα, είτε θα θερμαίνει τον αέρα σε εσωτερικούς χώρους με ανεμιστήρες, είτε θα χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των θερμαντικών σωμάτων ή της ενδοδαπέδιας θέρμανσης.
Εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε μια αντλία θερμότητας με πηγή τον αέρα για να ψύξετε το σπίτι σας το καλοκαίρι, απλά αντιστρέφεται τη λειτουργία της. Μια αντλία θερμότητας σε λειτουργία ψύξης μειώνει, επίσης, την υγρασία σε ένα σπίτι, γεγονός που μπορεί να το κάνει πολύ πιο άνετο.
Δροσίζοντας σπίτια και μειώνοντας τις εκπομπές
Υπάρχει μεγάλη ζήτηση για την τεχνολογία αυτή σε μέρη των ΗΠΑ όπου ο κλιματισμός δεν ήταν κάτι αυτονόητο, ωστόσο, οι άνθρωποι έχουν πλέον να αντιμετωπίσουν πιο σοβαρούς καύσωνες λόγω της κλιματικής αλλαγής, αναφέρει το Bloomberg.
Μελέτη της μη κερδοσκοπικής εταιρείας καθαρής ενέργειας RMI μοντελοποίησε την απόδοση διαφορετικών επιλογών ψύξης στο Σιάτλ κατά τη διάρκεια ενός καύσωνα-ρεκόρ τον Ιούνιο του 2021. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι αντλίες θερμότητας θα μπορούσαν να ψύχουν τα σπίτια σε ακραίες θερμοκρασίες και να κοστίζουν 228 δολάρια λιγότερο ετησίως από ό,τι αν είχαν ξεχωριστά συστήματα κλιματισμού και θέρμανσης.
Η ίδια μελέτη ανέφερε ότι οι εκπομπές CO2 μειώθηκαν κατά περίπου ένα τέταρτο για ολόκληρο το σπίτι.
Αλλά είναι μύθος ότι οι αντλίες θερμότητας είναι χρήσιμες κυρίως σε περιπτώσεις ήπιου καιρού. Η Σουηδία, η Φινλανδία και η Νορβηγία όχι μόνο έχουν τα πιο ψυχρά κλίματα στην Ευρώπη, αλλά και τις υψηλότερες πωλήσεις αντλιών θερμότητας ανά 1.000 νοικοκυριά σε ολόκληρη την ήπειρο, αναφέρει το Carbon Brief.
Πρόσφατη μελέτη, που επικαλείται το Euronews, διαπίστωσε ότι οι αντλίες θερμότητας μπορούν να εγκατασταθούν με επιτυχία σε χώρες όπου οι χειμερινές θερμοκρασίες σπάνια 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.
Ο λόγος είναι ότι σε θερμοκρασίες υπό το μηδέν, ο εξωτερικός αέρας και το νερό εξακολουθούν να περιέχουν χρήσιμες ποσότητες ενέργειας. Η βασική μέτρηση εδώ είναι ο «συντελεστής απόδοσης» (ή COP), ο οποίος είναι η θερμότητα που μπορεί να παραχθεί για κάθε μονάδα ενέργειας που εισέρχεται.
Τα περισσότερα σπίτια θα διαπιστώσουν ότι οι αντλίες θερμότητας έχουν COP 3 έως 4 σε ετήσιο μέσο όρο. Η αποδοτικότητά τους μειώνεται όσο πιο πολύ κρύο κάνει, αλλά μελέτες δείχνουν ότι οι αντλίες θερμότητας μπορούν να αντέξουν αξιοσημείωτα καλά ακόμη και σε ψυχρές περιόδους.
Στη Φινλανδία, για παράδειγμα, εργαστηριακές δοκιμές σε ορισμένες κορυφαίες αντλίες θερμότητας της αγοράς έδειξαν ότι δύο μοντέλα έχουν COP πάνω από 2 γύρω στους -20C. Και στους -30C, οι COP εξακολουθούν να είναι πάνω από ένα, οπότε μπορούν να παρέχουν θερμότητα.
Σύμφωνα με άλλη 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).
Μπορείς να εγκαταστήσεις αντλίες θερμότητας σε παλιά κτίρια;
Στην Ευρώπη υπάρχουν εγκατεστημένες περίπου 20 εκατομμύρια αντλίες θερμότητας – μειώνοντας κατά 54 μεγατόνους το CO2, δηλαδή περίπου τις ετήσιες εκπομπές της Ελλάδας.
Πολλοί άνθρωποι δεν είναι σίγουροι αν οι συσκευές είναι κατάλληλες για τα σπίτια τους. Μια ανησυχία είναι ότι δεν θα λειτουργήσουν σε παλιά κτίρια. Όμως η Ευρωπαϊκή Ένωση Αντλιών Θερμότητας (EPHA) αναφέρει ότι οι αντλίες θερμότητας είναι κατάλληλες για κάθε τύπο κτιρίου, αρκεί το υπάρχον σύστημα θέρμανσης ή ψύξης να είναι συμβατό.
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.
Γιατί είναι σημαντική η επιδότηση
Σε ό,τι αφορά το κόστος, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι αντλίες θερμότητας είναι σήμερα απαγορευτικά ακριβές για πολλούς ανθρώπους. Το μέσο αρχικό κόστος είναι περίπου δύο έως τέσσερις φορές υψηλότερο από τους λέβητες αερίου.
Ωστόσο, σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας (ΔΟΕ) οι αντλίες θερμότητας μπορούν να εξοικονομήσουν χρήματα στους καταναλωτές μακροπρόθεσμα, ενώ παράλληλα τους προστατεύουν από τους κλυδωνισμούς των τιμών. Είναι χαρακτηριστικό ότι ένα νοικοκυριό στην Ευρώπη εξοικονομεί 840 ευρώ ετησίως, 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 ο ΔΟΕ.
Μύθος: Οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν μόνο σε καλά μονωμένα σπίτια
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 εμπειρογνώμονα που επικαλείται το Euronews, «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, μία ανακαίνιση για να μειωθούν οι απώλειες στη θέρμανση και ψύξη έχουν νόημα, κάτι που ισχύει και για κάθε άλλο σύστημα θέρμανσης.
Κάνουν θόρυβο;
Οι αντλίες θερμότητας εδάφους 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.
Οι περισσότερες εξωτερικές μονάδες έχουν βαθμολογία περίπου 60 ντεσιμπέλ, την οποία συγκρίνει με κανονική συζήτηση ή μέτρια βροχόπτωση.
