Ενεργειακή απόδοση
Από τη δεκαετία του 1980, οι κατασκευαστές HVAC συστημάτων και εξοπλισμού
κάνουν μία προσπάθεια να βελτιώσουν τα συστήματα που παράγουν και να τα
καταστήσουν πιο αποδοτικά. Αυτό συνέβη αρχικά λόγω της αύξησης του κόστους
της ενέργειας, και πιο πρόσφατα λόγω της ευαισθητοποίησης για περιβαλλοντικά θέματα.
Επιπλέον οι βελτιώσεις στην αποδοτικότητα των παραγόμενων συστημάτων συμβάλουν
στην υγεία και την παραγωγικότητα του ανθρώπου, γεγονός το οποίο δημιουργεί την
ανάγκη να επιβάλλονται αυστηροί περιορισμοί στην τρόπο παραγωγής και λειτουργίας
των HVAC συστημάτων. Ως εκ τούτου υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την αποδοτικότητα
των συστημάτων.
Στο παρελθόν, η θέρμανση του νερού ήταν πιο αποτελεσματική μέθοδος για τη
θέρμανση κτιρίων και αποτελούσε το πρότυπο στις Ηνωμένες Πολιτείες. Σήμερα όμως, τα
συστήματα βεβιασμένου αέρα έχουν γίνει πιο δημοφιλή και χρησιμοποιούνται όλο και
περισσότερο. Μερικά οφέλη των συστημάτων βεβιασμένου αέρα, τα οποία πλέον
χρησιμοποιούνται ευρέως σε εκκλησίες, σχολεία και υψηλής τεχνολογίας κατοικίες, είναι
ότι έχουν καλύτερα αποτελέσματα κλιματισμού και εξοικονομούν έως και 15-20%
ενέργεια, με σημαντικό μειονέκτημα όμως ότι έχουν ελαφρώς υψηλότερο κόστος
εγκατάστασης από ένα παραδοσιακό σύστημα.
Η ενεργειακή απόδοση μπορεί να βελτιωθεί ακόμα περισσότερο στα συστήματα
κεντρικής θέρμανσης, εισάγοντας ξεχωριστές ζώνες θέρμανσης. Αυτό επιτρέπει έναν
διαφορετικό τρόπο εφαρμογής θέρμανσης, παρόμοιο με συστήματα μη κεντρικής
θέρμανσης. Οι ζώνες θέρμανσης ελέγχονται από πολλαπλούς θερμοστάτες ανάλογα με την
περίπτωση. Στην περίπτωση των συστημάτων θέρμανσης νερού οι θερμοστάτες ελέγχουν
βαλβίδες ζώνης, ενώ στα συστήματα βεβιασμένου αέρα ελέγχουν αποσβεστήρες ζώνης
μέσα στους αεραγωγούς που μπλοκάρουν επιλεκτικά τη ροή του αέρα. Σε αυτή την
περίπτωση το σύστημα ελέγχου είναι πολύ κρίσιμο για την διατήρηση της κατάλληλης
θερμοκρασίας.
Ένας εναλλακτικός τρόπος για την αύξηση της απόδοσης του συστήματος είναι
μέσω της πρόβλεψης. Η μέθοδος αυτή για τον έλεγχο της θέρμανσης του κτιρίου δεν
λαμβάνει υπόψη μόνο την τρέχουσα εξωτερική θερμοκρασία του κτιρίου όπως στον
συμβατικό έλεγχο. Αντίθετα υπολογίζει τη ζήτηση της θερμικής ενέργειας του κτιρίου, σε
κάθε χρονική στιγμή, με βάση το συνδυασμό των ιδιοτήτων του κτιρίου, των καιρικών
συνθηκών με την εξωτερική θερμοκρασία, την δύναμη και την κατεύθυνση του ανέμου,
καθώς και την ηλιακή ακτινοβολία. Όσον αφορά την χρήση της μεθόδου πρόβλεψης στην
πράξη, συνήθως χρησιμοποιούνται απομακρυσμένοι δέκτες πρόβλεψης για την λήψη και
την αποστολή δεδομένων μέσω δικτύου. Στη συνέχεια οι δέκτες διαχειρίζονται μέσω των
δεδομένων τον έλεγχο της θέρμανσης του κτιρίου.
Μέχρι τώρα αναφερθήκαμε στο σχεδιασμό αποδοτικών συστημάτων για μεταφορά
θερμότητας από και προς τον εξωτερικό ατμοσφαιρικό αέρα, μέσω της χρήσης των
αντλιών θερμότητας. Για να αυξηθεί ακόμη περισσότερο η ενεργειακή απόδοση
σχεδιάστηκαν οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας, οι οποίες χρησιμοποιούν τη
θερμοκρασία της γης. Οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητες βασίζονται στη σταθερή και
ομαλή θερμοκρασία της γης και μεταφέρουν θερμότητα από ή προς το έδαφος για να
θερμάνουν και να ψύξουν ένα χώρο το χειμώνα και το καλοκαίρι αντίστοιχα (Σχ. 1.4α). Η
παραπάνω μέθοδος χρησιμοποιεί
τη γη ως πηγή θερμότητας ή ως ψύκτρα (Σχ. 1.4β) κατά την λειτουργία της και μπορεί να
συνδυαστεί με ηλιακή θέρμανση για να σχηματιστεί ένα γεω-ηλιακό σύστημα με ακόμη
καλύτερη απόδοση. Αξίζει να σημειωθεί ότι πολύ σημαντικό ρόλο στην εφαρμογή των
γεωθερμικών αντλιών παίζει και η γεωγραφική τοποθεσία, η οποία δεν είναι πάντα φιλική
για τέτοιες εφαρμογές. Όταν όμως πληρούνται οι προϋποθέσεις αξίζει η χρήση τους,
καθώς στον συγκεκριμένο σχεδιασμό ενισχύεται κατά πολύ η αποδοτικότητα του
συστήματος και μειώνεται αντιστοίχως το κόστος λειτουργίας κατά 30-40%, γεγονός που
επισκιάζει την δαπανηρή εγκατάσταση του σε σχέση με τις συμβατικές αντλίες
θερμότητας.
Η βιομηχανία των συστημάτων θέρμανσης εξαερισμού και ψύξης-κλιματισμού
(HVAC) είναι μία παγκόσμια επιχείρηση που συμπεριλαμβάνει τη λειτουργία, τη
συντήρηση , το σχεδιασμό, την κατασκευή εξοπλισμού και των πωλήσεων των
συστημάτων, καθώς και τον τομέα της εκπαίδευσης και της έρευνας. Η βιομηχανία HVAC
ελέγχεται και ρυθμίζεται από οργανισμούς τυποποίησης, οι οποίοι εδραιώθηκαν σταδιακά
με την πάροδο του χρόνου με σκοπό να στηρίξουν τον κλάδο να διατηρήσει υψηλά
πρότυπα και επιτεύγματα.
