Πρότυπο Περιοδικό Παραγωγή

Τα συστήματα κλιματισμού Gas Heat Pumps, (αντλίες Θερμότητας αέριου),
χρησιμοποιούν κινητήρα εσωτερικής καύσης που τροφοδοτείται με φυσικό αέριο
ως καύσιμο για την κίνηση του συμπιεστή. Οι μονάδες που κάνουν χρήση
μηχανών εσωτερικής καύσης φυσικού αερίου είναι μια μετεξέλιξη των
συμβατικών (ηλεκτροκίνητων) μονάδων. Χρησιμοποιούν την δοκιμασμένη για
πάνω από έναν αιώνα τεχνολογία του κύκλου συμπίεσης, αντικαθιστώντας τον
ηλεκτροκινητήρα με μια μηχανή εσωτερικής καύσης με περιστροφικό ή
παλινδρομικό συμπιεστή που τροφοδοτείται με φυσικό αέριο. Ας δούμε την
λειτουργία του κύκλου συμπίεσης.

Ο κύκλος ψύξης με συμπίεση εκμεταλλεύεται την ιδιότητα ενός ψυκτικού μέσου
να εναλλάσσεται μεταξύ αέριας και υγρής φάσης με την πρόσδοση και την
απόρριψη θερμότητας. Το θερμό ψυκτικό μέσο σε υγρή μορφή (κόκκινο)
περνάει μέσα από έναν εναλλάκτη ψυκτικού μέσου – αέρα (1) όπου απορρίπτει
θερμότητα στο περιβάλλον και μετατρέπεται σε ψυχρότερο ρευστό (ροζ).
Οδηγούμενο μέσα από μια βαλβίδα εκτόνωσης (2) εξαναγκάζεται να μετατραπεί
σε ψυχρό αέριο. Αυτό στην συνέχεια περνάει από έναν δεύτερο εναλλάκτη
ψυκτικού μέσου-αέρα (3), απορροφώντας θερμότητα από τον χώρο τον οποίο
ψύχει και μετατρέπεται σε θερμό αέριο. Στην συνέχεια ένας συμπιεστής (4) το
εξαναγκάζει να γίνει και πάλι ρευστό, κλείνοντας τον κύκλο. Για την λειτουργία
σε θέρμανση, αντιστρέφονται οι ρόλοι των δύο εναλλακτών. Ο εναλλάκτης 1
αποδίδει θερμότητα στον προς θέρμανση χώρο, ενώ ο εναλλάκτης 2 απορροφά
θερμότητα από το περιβάλλον (στην πραγματικότητα δεν αλλάζουν φυσικά οι
θέσεις των εναλλακτών, αλλά ουσιαστικά αντιστρέφεται η ροή του ψυκτικού
υγρού με την βοήθεια διάταξης βαλβίδων, αλλάζοντας την χρήση των δύο
εναλλακτών). Η πρόσδοση ενέργειας γίνεται στον συμπιεστή (4) με την μορφή
του μηχανικού έργου που απαιτείται ώστε το αέριο μέσο να εξαναγκαστεί να
γίνει ρευστό. Στις συμβατικές κλιματιστικές μονάδες αποτελείται από μια
ηλεκτροκίνητη αντλία στην οποία προσδίδουμε ηλεκτρική ενέργεια. Στις
μονάδες με μηχανές εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) φυσικού αερίου, ο κινητήρας
της αντλίας αντικαθίσταται με μια μηχανή εσωτερικής καύσης που καίει φυσικό
αέριο.

Η ΜΕΚ δεν είναι παρά μια παραλλαγή του κινητήρα του αυτοκινήτου μας. Η
αρχή λειτουργίας είναι η ίδια, με την προφανή έλλειψη εξαεριωτή
(καρμπυρατέρ) και την αντικατάστασή του από ένα σύστημα απευθείας
τροφοδότησης καυσίμου αερίου στους κυλίνδρους του κινητήρα. Η οικονομική
κατανάλωσή του εξηγείται από το γεγονός ότι είναι χαμηλόστροφος, υψηλής
ροπής και χαμηλής ισχύος .Επιπλέον, η θερμότητα από τα καυσαέρια που
παράγονται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή μιας επιπλέον
ποσότητας ζεστού νερού, ή την αύξηση της απόδοσης της λειτουργίας σε
θέρμανση, ανάλογα με το μοντέλο.

Πλεονεκτήματα Μονάδων με μηχανή Εσωτερικής Καύσης Φ.Α.
Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η πηγή ενέργειάς της, το
φυσικό αέριο. Μεγάλη οικονομία στην χρήση, φιλικό προς το περιβάλλον,
αποτελεί την ιδανική επιλογή. Ένα ακόμη θετικό στοιχείο των ΜΕΚ είναι η
ελάχιστη συντήρηση που θέλουν (περίπου μια φορά κάθε 5-8 χρόνια) και
μάλιστα χαμηλού κόστους, σε αντίθεση με τις συμβατικές μονάδες που
απαιτούν δύο ιδιαίτερα κοστοβόρες συντηρήσεις το χρόνο. Είναι χαρακτηριστικό
ότι για μια τυπική εγκατάσταση 150 kW έχουν 50-60% εξοικονόμηση, κάνουν
απόσβεση του διαφορικού κόστους σε 6-8 έτη και πλήρη απόσβεση του
κόστους εγκατάστασης σε 11-13 έτη.
Μεγάλο πλεονέκτημα, για περιπτώσεις αντικατάστασης συμβατικών
συστημάτων, είναι η δυνατότητά τους να αποτελέσουν επιτόπου αντικατάσταση
(drop in replacement) υφιστάμενων συμβατικών κεντρικών κλιματιστικών
μονάδων. Οι ΜΕΚ περιλαμβάνουν τον συμπιεστή του συστήματος κλιματισμού,
οπότε μπορούν να συνδεθούν με εσωτερικές μονάδες απευθείας εκτόνωσης
ψυκτικού μέσου, με εναλλάκτες ψυκτικού μέσου-αέρα για τροφοδότηση
συστήματος κλιματισμού με αεραγωγούς ή ακόμη και με εναλλάκτες ψυκτικού
μέσου – νερού για χρήση με fan coils και εγκαταστάσεις ενδοδαπέδιας
θέρμανσης / δροσισμού δαπέδου. Τέλος, έχουν έναν σταθερά υψηλό βαθμό
απόδοσης , 1,43 στην ψύξη και έως 1,7 στην θέρμανση – προσφέροντας την
ιδανική αξιοποίηση της προσδιδόμενης ενέργειας.

Εν κατακλείδι
Και οι δύο τεχνολογίες κλιματισμού με φυσικό αέριο προσφέρουν υψηλό βαθμό
εξοικονόμησης κόστους ενέργειας σε συνδυασμό με άριστη φιλικότητα προς το
περιβάλλον. Οι μονάδες απορρόφησης πλεονεκτούν στην περίπτωση
ανάγκης ψύξης-θέρμανσης από την ίδια μονάδα, ενώ αποτελούν σχεδόν
μονόδρομο στην περίπτωση ανάγκης για ταυτόχρονη απόδοση ψύξης και
παραγωγή ζεστού νερού. Αποτελούν μια εξαιρετική λύση για μετατροπή
συμβατικών εγκαταστάσεων FCU. Οι μονάδες με ΜΕΚ φυσικού αερίου, από
την άλλη, προσφέρουν την ιδανικότερη εξοικονόμηση πόρων κατά τη χρήση, με
το τίμημα του μεγαλύτερου αρχικού κόστους απόκτησης. Αποτελούν
μονόδρομο στην αναβάθμιση συστημάτων κεντρικού κλιματισμού που κάνουν
χρήση μονάδων απευθείας εκτόνωσης.
Ο κλιματισμός με φυσικό αέριο προσφέρει άνεση, οικονομία είναι πρακτικός
και ασφαλής όπως όλες οι άλλες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται για
αυτό το σκοπό. Θα πρέπει να τονίσουμε ότι κατά τους θερινούς μήνες όπου το
ηλεκτρικό δίκτυο είναι ιδιαίτερα επιβαρημένο λόγο κλιματιστικών που
λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα, ο κλιματισμός με φυσικό αέριο δίνει μια
σημαντική πνοή στο δίκτυο της ΔΕΗ ελαφρύνοντας το και αποφεύγοντας τα
συχνά black out.
Βαθμός Απόδοσης
Ένα χαρακτηριστικό μέγεθος που χρησιμοποιείται σε μια αντλία θερμότητας
είναι ο βαθμός απόδοσής της (COP – Coefficiency Of Performance), ο οποίος
μας δείχνει πόση ψυκτική ενέργεια αποδίδεται σε σχέση με το πόση ενέργεια
προσδίδεται. Οι περισσότερες αντλίες θερμότητας έχουν βαθμό απόδοσης
μεγαλύτερο της μονάδας, δηλαδή αποδίδουν περισσότερη ψυκτική ισχύ από
την ενέργεια που καταναλώνουν.