ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ

Των : Ανδρέα Γαβριελάτου, Μηχανολόγου & Αεροναυπηγού Μηχανικού

  και Δημήτρη Τσιάτσιου, Χημικού Μηχανικού ΕΜΠ.

Τα συστήματα ηλεκτρικής θέρμανσης χώρων και ζεστού νερού χρήσης χρησιμοποιούνται εδώ και πολλές δεκαετίες, τόσο στην Ελλάδα όσο και στον υπόλοιπο κόσμο. Πέρασαν μια άνθιση στις δεκαετίες του ’60 και ’70, περιορίστηκαν αρκετά στη συνέχεια και ξαναεμφανίστηκαν δυναμικά τα τελευταία χρόνια, τόσο λόγω της αύξησης της τιμής του πετρελαίου όσο και λόγω του ότι μπορούν να προσφέρουν λύσεις ακόμα και σε περιπτώσεις που η εγκατάσταση συμβατικών συστημάτων είναι δύσκολη, αδύνατη, ή ιδιαίτερα δαπανηρή.

Η ηλεκτρική θέρμανση μπορεί να χρησιμοποιηθεί  ως κύρια ή και συμπληρωματική θέρμανση σε νέες ή υπάρχουσες κατοικίες, μόνιμες ή εξοχικές, καθώς και σε επαγγελματικούς χώρους. Οι ηλεκτρικές συσκευές θέρμανσης δεν χρειάζονται λεβητοστάσιο, δεξαμενή καύσιμων και καμινάδα και έτσι μπορούν να εγκατασταθούν για αυτονόμηση διαμερισμάτων, σε διαμερίσματα παλιών πολυκατοικιών χωρίς υπάρχουσα θέρμανση, σε μικρές εξοχικές κατοικίες, σε επαγγελματικούς χώρους και σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση δεν είναι δυνατή λόγω διαθέσιμου χώρου ή άλλων προβλημάτων η κατασκευή συμβατικού λεβητοστασίου ή ακόμα και η τοποθέτηση  καμινάδων.

Με τον όρο «συσκευές ηλεκτρικής θέρμανσης» έρχεται στο νου μας η εικόνα κάποιων πολύ παλιών αντιαισθητικών, δύσχρηστων και επικίνδυνων πολλές φορές συσκευών όπως κάποιες παλιές τσίγκινες θερμάστρες πυράκτωσης ή κάποια ογκώδη και ασήκωτα σώματα λαδιού.

Η σύγχρονη πραγματικότητα όμως είναι τελείως διαφορετική. Οι μοντέρνες συσκευές ηλεκτρικής θέρμανσης είναι ιδιαίτερα κομψές, σε μοντέρνες γραμμές και απόλυτα ασφαλείς, αφού διαθέτουν σύγχρονα συστήματα ασφαλείας. Υπάρχουν επίσης συσκευές, όπως οι ηλεκτρικοί λέβητες, οι οποίες μπορούν να συνδεθούν σε νέα ή παλαιά συστήματα θέρμανσης με θερμαντικά σώματα ή και ενδοδαπέδια θέρμανση, προσφέροντας όλες τις ανέσεις μιας σύγχρονης εγκατάστασης θέρμανσης.

Στην συνέχεια παρουσιάζονται ορισμένες συσκευές ηλεκτρικής θέρμανσης χώρων και νερού χρήσης, οι αρχές λειτουργίας τους και τα πεδία εφαρμογών τους.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΛΕΒΗΤΕΣ

 Οι ηλεκτρικοί λέβητες αποτελούν ιδανική λύση για μονοκατοικίες, αυτονόμηση διαμερισμάτων, εξοχικές κατοικίες, γραφεία, καταστήματα και γενικά για οποιονδήποτε χώρο δεν μπορεί να γίνει εγκατάσταση λεβητοστασίου πετρελαίου.

Οι ηλεκτρικοί λέβητες είναι ολοκληρωμένες μονάδες που περιλαμβάνουν: το σώμα του λέβητα (χάλκινο, μαντεμένιο ή σιδερένιο), ηλεκτρικές αντιστάσεις (συνήθως από ανοξείδωτο 316L), κυκλοφορητή, θερμοστάτη ασφαλείας, ηλεκτρονικό ή απλό πίνακα ελέγχου, μανόμετρο, θερμόμετρο, κλειστό δοχείο διαστολής, βαλβίδα ασφαλείας και θερμοστάτη υπερθέρμανσης. Κάποιοι πιο προηγμένοι λέβητες περιλαμβάνουν ακόμα πίνακα ελέγχου για αντιστάθμιση βάση εξωτερικού αισθητηρίου, και έλεγχο τρίοδης βάνας  για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης.

Οι ηλεκτρικοί λέβητες χάρη στην δυνατότητα ρύθμισης της  μέγιστης θερμοκρασίας λειτουργίας τους (21°C – 80°C) μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο σε κλασικά συστήματα θέρμανσης µε θερμαντικά σώματα, όσο και σε συστήματα ενδοδαπέδιας θέρμανσης.

Τα κυριότερα πλεονεκτήματα αυτών είναι :

• Έχουν χαμηλό κόστος αγοράς και εγκατάστασης.
• Δεν απαιτούν λεβητοστάσιο, δεξαμενή καύσιμων και καμινάδα.
• Έχουν πολύ μικρό μέγεθος σε σχέση με την ισχύ τους και μπορούν να τοποθετηθούν σε οποιαδήποτε σημείο ακόμα και μέσα στο σπίτι, καταργώντας το λεβητοστάσιο και αυξάνοντας έτσι

τον ωφέλιμο χώρο της κατοικίας.

• Απαιτούν ελάχιστη συντήρηση, (δεν υπάρχουν κατάλοιπα καύσης) και δεν δημιουργούν καυσαέρια ή οσμές.
• Έχουν σχεδόν αθόρυβη λειτουργία.
• Μπορούν να αντικαταστήσουν εύκολα συμβατικές συσκευές σε υπάρχοντα συστήματα θέρμανσης.
• Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτονόμηση διαμερισμάτων ή σε διαμερίσματα παλιών πολυκατοικιών χωρίς υπάρχουσα θέρμανση.
• Αποτελούν ιδιαίτερα συμφέρουσα λύση θέρμανσης για οικίες που έχουν μειωμένα τιμολόγια ρεύματος (πολύτεκνοι, υπάλληλοι ΔΕΗ).

ΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Ζ.Ν.Χ.

Η αντλία θερμότητας ζεστού νερού χρήσης είναι μία αυτόνομη συσκευή που μπορεί να καλύψει μια οικία σε ζεστό νερό όλο το χρόνο, χωρίς την ανάγκη λέβητα. Εξοικονομούν ενέργεια αφού δουλεύουν με υψηλό βαθμό απόδοσης (COP=3) και βρίσκονται εντός του σπιτιού χωρίς να έχουν μεγάλες θερμικές απώλειες. Αντλούν την θερμική τους ενέργεια για το ζεστό νερό από τον περιβάλλοντα αέρα εσωτερικά του σπιτιού και δίνουν επίσης την δυνατότητα για αφύγρανση του χώρου ή και δροσισμό κάποιου άλλου αφού εκλύουν δροσερό αέρα κατά την λειτουργία τους. Μπορούν να τοποθετηθούν σε οποιοδήποτε εσωτερικό σημείο του σπιτιού.

Η αντλία θερμότητας ζεστού νερού χρήσης είναι ένα πλήρεις σύστημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης, αποτελούμενο από ένα θερμοδοχείο ΖΝΧ, μια αντλία θερμότητας ενσωματωμένη στο πάνω μέρος του δοχείου και όλους τους απαραίτητους αυτοματισμούς για την σωστή και ασφαλή λειτουργία της. Διαθέτει επίσης ηλεκτρική αντίσταση, η οποία χρησιμοποιείτε αν υπάρξει ανάγκη γρηγορότερης θέρμανσης του νερού,  για αντιπαγετική προστασία και για αύξηση της θερμοκρασία του Ζ.Ν.Χ σε θερμοκρασίες πάνω από τις δυνατότητες της αντλίας θερμότητας.

Υπάρχουν επίσης αντλίες θερμότητας με έναν ή δύο επιπλέον ενσωματωμένους σταθερούς εναλλάκτες για σύνδεση του μπόιλερ και με ηλιακούς συλλέκτες για μεγαλύτερη οικονομία.

Η λειτουργία της βασίζεται στο γεγονός ότι κάθε περιβάλλον, ακόμη και στον πιο ψυχρό  καιρό, περιέχει μια ποσότητα θερμότητας.

ΘΕΡΜΟΠΟΜΠΟΙ

 Οι ηλεκτρικοί θερμοπομποί είναι σύγχρονες αυτόνομες ηλεκτρικές συσκευές τοπικής θέρμανσης. Αποτελούνται από ένα θερμαντικό στοιχείο (ηλεκτρική αντίσταση), ένα όργανο ελέγχου (μηχανικό ή ηλεκτρονικό θερμοστάτη) και ένα περίβλημα, που αποτελεί το σώμα του θερμοπομπού.

Λειτουργούν  κυρίως με το φαινόμενο της μεταφοράς και πολύ λιγότερο με το φαινόμενο της ακτινοβολίας.

Ο ψυχρός αέρας του χώρου, που βρίσκεται στα χαμηλότερα στρώματα του δωματίου, εισέρχεται στο κάτω μέρος του θερμοπομπού και θερμαίνεται από το ειδικό θερμαντικό στοιχείο που βρίσκεται εκεί.

Ο θερμός πια αέρας ανυψώνεται και εξέρχεται από τον θερμοπομπό προς το δωμάτιο με φυσική κυκλοφορία, ανεβάζοντας γρήγορα την θερμοκρασία του χώρου. Η φυσική αυτή  κίνηση του αέρα είναι αποτέλεσμα των ανωστικών δυνάμεων που δημιουργούνται λόγω διαφοράς πυκνότητας η οποία οφείλεται στην αύξηση της θερμοκρασίας του και το φαινόμενο ονομάζεται ελεύθερη μεταφορά.

Η έξοδος του αέρα γίνεται από ειδικά σχεδιασμένα πτερύγια, τα οποία καλό είναι να έχουν μια μικρή κλίση προς τα κάτω, για αποδοτική και ομοιόμορφη διάχυση του αέρα στον χώρο και για να εμποδίζεται η εισροή σκόνης στη συσκευή.

Οι θερμοπομποί εξασφαλίζουν άμεση θέρμανση των χώρων, και επειδή λειτουργούν με φυσική κυκλοφορία του αέρα δεν ξηραίνουν την ατμόσφαιρα.

Τοποθετούνται σε σταθερό τοίχο με ειδική βάση στήριξης 15-20 cm πάνω από το δάπεδο.

Ο κάθε θερμοπομπός λειτουργεί αυτόνομα, αφού διαθέτει τον δικό του θερμοστάτη. Υπάρχουν βέβαια και θερμοπομποί οι οποίοι μπορούν να εξοπλιστούν με ένα σύστημα πομπού-δέκτη για ασύρματη λειτουργία. Σε κάθε θερμοπομπό τοποθετείται ένας δέκτης. Σε κεντρικό σημείο του σπιτιού τοποθετείται ένας  κεντρικός ελεγκτής με ψηφιακή οθόνη. Με το σύστημα αυτό μπορούν να ελεγχθούν ασύρματα από ένα σημείο όλες οι συσκευές μιας κατοικίας. Έτσι για παράδειγμα όταν φεύγει κάποιος από το σπίτι, αντί να κλείνει έναν έναν τους θερμοπομπούς κάθε δωματίου, αρκεί να δώσει την εντολή από τον ελεγκτή και να κλείσουν όλες οι συσκευές ταυτόχρονα. Ο ελεγκτής διαθέτει εβδομαδιαίο χρονοθερμοστάτη και την δυνατότητα ελέγχου έως και τριών διαφορετικών ζωνών με αυτόνομο χρονοπρόγραμμα. Με το σύστημα αυτό μπορεί να επιτευχθεί εξοικονόμηση ενέργειας έως και 30%.

Το θερμαντικό στοιχείο των θερμοπομπών είναι μια ειδικά διαμορφωμένη ηλεκτρική αντίσταση υψηλής απόδοσης εξοπλισμένη με ειδικά πτερύγια για γρήγορη απόδοση της θερμότητας στο χώρο. Για αθόρυβη λειτουργία της συσκευής, το θερμαντικό στοιχείο πρέπει  να κατασκευάζεται από ένα και μόνο υλικό, συνήθως αλουμίνιο (μόνο ένα υλικό, άρα ένας μόνο συντελεστής διαστολής).

Οι σύγχρονοι θερμοπομποί είναι υψηλής ποιότητας κατασκευής, ιδιαίτερα κομψοί σε εμφάνιση και απόλυτα ασφαλείς. Μπορούν να τοποθετηθούν σε όλους τους χώρους του σπιτιού, ακόμα και σε υπάρχουσες κατοικίες αφού η εγκατάστασή τους είναι εξαιρετικά  απλή και για την λειτουργία τους αρκεί μία κοινή πρίζα (2,5 mm2 καλώδιο και 16 Α ασφάλεια).

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για κύρια όσο και για συμπληρωματική θέρμανση σε μόνιμες ή εξοχικές κατοικίες, καθώς και σε επαγγελματικούς χώρους.

ΑΕΡΟΘΕΡΜΑ ΛΟΥΤΡΟΥ

Τα αερόθερμα είναι συσκευές τοπικής θέρμανσης και αποτελούνται από έναν ανεμιστήρα (αξονικό ή φυγοκεντρικό) με τον κινητήρα του, ένα θερμαντικό στοιχείο (ηλεκτρική αντίσταση) και ένα μεταλλικό ή πλαστικό περίβλημα και λειτουργούν με βάση το φαινόμενο της εξαναγκασμένης μεταφοράς.

Τα αερόθερμα έχουν το πλεονέκτημα να έχουν μεγάλη θερμαντική ικανότητα σε σχέση με τις διαστάσεις τους και λόγω της βεβιασμένης κίνησης του αέρα μπορούν να θερμάνουν ταχύτερα έναν χώρο.

Συνήθως χρησιμοποιούνται σε χώρους λουτρού. Τοποθετούνται σε υψηλό σημείο στο λουτρό και έτσι δεν δεσμεύουν πολύτιμο χώρο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για την θέρμανση του λουτρού, όσο και για το στέγνωμά του από τους υδρατμούς.

Υπάρχουν επίσης συσκευές οι οποίες είναι θερμοπομποί και αερόθερμα μαζί. Στις συσκευές αυτές η λειτουργία του θερμοπομπού εξασφαλίζει μόνιμη θέρμανση στο χώρο, και η λειτουργία του αερόθερμου προσφέρει επιπλέον θερμότητα όταν το λουτρό χρησιμοποιείται. Οι συσκευές αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμα για το στέγνωμα μιας πετσέτας ή την απομάκρυνση των υδρατμών.

 ΘΕΡΜΑΣΤΡΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Τα θερμαντικά σώματα υπέρυθρης ακτινοβολίας εκπέμπουν ενέργεια με την μορφή υπέρυθρης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η θέρμανση με ακτινοβολία δεν απαιτεί ενδιάμεσο μέσο. Η ενέργεια απορροφάται απευθείας από τις κρύες επιφάνειες (δάπεδο, εξοπλισμός, άτομα).

Ο αέρας δεν θερμαίνεται απ’ ευθείας από την ακτινοβολία, αλλά με συναγωγή λόγω της επαφής του με το δάπεδο, τους τοίχους και τα υπόλοιπα αντικείμενα του χώρου που θερμαίνονται άμεσα.

Στις θερμάστρες αυτές η θερμική ακτινοβολία παράγεται από ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει σε ένα σύρμα μεγάλης αντιστάσεως τοποθετημένο μέσα σε σωλήνα χαλαζία (Quartz heaters). Διαθέτουν επίσης ειδικούς μεταλλικούς ανακλαστήρες, ώστε οι θερμικές ακτίνες να συγκεντρώνονται σε συγκεκριμένη διεύθυνση.

Για το λόγο αυτό οι συσκευές θέρμανσης υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι η ιδανική λύση για άμεση θέρμανση σε χώρους που δεν χρησιμοποιούνται συνεχώς (π.χ λουτρό) ή ακόμα και για ανοικτούς χώρους (π.χ αυλές εστιατορίων).

Η εταιρεία ΥΔΡΟΕΝΕΡΓΕΙΑ, που εδρεύει στο Νέο  Λιμάνι, πρωτοπόρος  στα συστήματα   που   αφορούν   ανανεώσιμες και εναλλακτικές πηγές  ενέργειας αναλαμβάνει να μελετήσει, να προμηθεύσει και να εγκαταστήσει το κατάλληλο σύστημα θέρμανσης για κάθε εφαρμογή.