Συστήματα Αντιστάθμισης θέρμανσης

Η μέθοδος της αντιστάθμισης είναι ο πλέον αξιόπιστος τρόπος αυτοματισμού θέρμανσης για την επίτευξη εξοικονόμησης ενέργειας και χρημάτων.

Τι είναι η αντιστάθμιση των συστημάτων θέρμανσης ?
Με τον όρο αντιστάθμιση, στις εγκαταστάσεις θέρμανσης με νερό ως μέσο μεταφοράς της θερμότητας, εννοούμε τη λειτουργία ρύθμισης της θερμοκρασίας προσαγωγής του θερμού νερού ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Εγκαθίσταται δηλαδή μια ηλεκτρονική διάταξη, η οποία λαμβάνοντας μετρήσεις της θερμοκρασίας περιβάλλοντος, ρυθμίζει τη θερμοκρασία νερού προσαγωγής, ώστε η θερμοκρασία των εσωτερικών χώρων να είναι η επιθυμητή (έστω 20ο C). Συνεπώς η θερμοκρασία του νερού των σωμάτων δεν είναι πάντα μεγάλη αλλά ούτε σταθερή. Με το τρόπο αυτό επιτυγχάνεται αυξημένη οικονομία.

Για την βέλτιστη κατανόηση της αντιστάθμισης θεωρείστε ένα όχημα που ανεβαίνει μια ανηφόρα άλλοτε περισσότερο και άλλοτε λιγότερο απότομη. Η κλίση της ανηφόρας αντιστοιχεί στην εξωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος, το πάτημα του γκαζιού στην θερμοκρασία προσαγωγής και η ταχύτητα του οχήματος στη θερμοκρασία χώρων. Για να πετύχουμε τη σωστή ταχύτητα του οχήματος πατάμε περισσότερο γκάζι όταν η ανηφόρα γίνεται απότομη και λιγότερο όταν γίνεται πιο ομαλή. Το ίδιο κάνει και η αντιστάθμιση. Άλλοτε στέλνει νερό υψηλής και άλλοτε χαμηλότερης θερμοκρασίας. Το κλασσικό σύστημα θέρμανσης κατ'  αντιστοιχία λειτουργεί ως εξής: Μια πατάει τέρμα το γκάζι και μια σβήνει τη μηχανή. Η μέση ταχύτητα του οχήματος παραμένει και πάλι σταθερή, η οικονομία καυσίμου όμως έχει χαθεί.

Πως  ακριβώς λειτουργεί η αντιστάθμιση? 
Τα διάφορα συστήματα αντιστάθμισης έχουν σαν αποστολή την αυξομείωση της ισχύος των θερμαντικών σωμάτων ανάλογα με τις επικρατούσες συνθήκες του περιβάλλοντος. Όπως μας είναι γνωστό, η ισχύς ενός σώματος εξαρτάται και από τη μέση θερμοκρασία του, με την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία του χώρου παραμένει σταθερή. Δηλαδή είναι δυνατός ο έλεγχος της θερμαντικής ισχύος ενός σώματος μέσω αυξομείωσης της μέσης θερμοκρασίας του.

Το σύστημα αντιστάθμισης μετράει διαρκώς τη θερμοκρασία μέσω αισθητηρίου θερμοκρασίας εξωτερικού χώρου και στη συνέχεια δημιουργεί το λεγόμενο ιστορικό θερμοκρασιών *. Βασιζόμενη στο ιστορικό αυτό, υπολογίζει ποια είναι η σωστή θερμοκρασία προσαγωγής (δηλαδή του νερού που αποστέλλεται στα θερμαντικά σώματα). Έτσι σε μία αντισταθμισμένη εγκατάσταση η θερμοκρασία του νερού προσαγωγής  ρυθμίζεται ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, έτσι ώστε όταν έχει "πολύ κρύο" η θερμοκρασία στα σώματα να είναι υψηλή ενώ όταν έχει "καλό καιρό" η θερμοκρασία στα σώματα είναι σχετικά χαμηλή (κυκλοφορεί χλιαρό νερό). Εργαστηριακές μετρήσεις επιβεβαιώνουν οικονομία έως 35% με την εγκατάσταση αντιστάθμισης, με την προϋπόθεση ότι είναι σωστά ρυθμισμένη.

* Στα συστήματα αντιστάθμισης της θέρμανσης απαιτείται ιστορικό θερμοκρασιών και δεν αρκεί η τρέχουσα θερμοκρασία περιβάλλοντος, διότι η τωρινή θερμοκρασία περιβάλλοντος θα επιδράσει στην εσωτερική θερμοκρασία χώρων μετά από κάποιες ώρες. Το πόσες ώρες καθορίζεται από την ποιότητα μόνωσης του κτιρίου.

Ποια προβλήματα δημιουργούνται?
Ιδιαίτερα κατά τους φθινοπωρινούς και ανοιξιάτικους μήνες, και ενώ λειτουργεί η κεντρική θέρμανση του κτιρίου, παρατηρείται συχνά περιοδική αύξηση ή μείωση της θερμοκρασίας χώρου η οποία υπερβαίνει σημαντικά τα όρια άνεσης των ανθρώπων που ζουν ή εργάζονται σε αυτόν. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στην έλλειψη αντιστάθμισης στην εγκατάσταση θέρμανσης και επιφέρει έλλειψη άνεσης και σπατάλη χρημάτων.

Η αιτία βρίσκεται στο ότι η ισχύς των σωμάτων που τοποθετούνται σε ένα χώρο υπολογίζεται ώστε να μπορούν να ανταποκριθούν στις ανάγκες θέρμανσης, όταν στο περιβάλλον επικρατούν οι αντιξοότερες συνθήκες. Βέβαια οι συνθήκες αυτές στη διάρκεια της χειμερινής περιόδου θα επικρατήσουν ελάχιστες φορές ή και καθόλου. Αυτό σημαίνει ότι, αν η θερμοκρασία δεν ελέγχεται από ένα θερμοστάτη χώρου, όπως π.χ. σε μια πολυκατοικία χωρίς αυτονομία, οι χώροι θα υπερθερμαίνονται, με αποτέλεσμα τη σημαντική απώλεια θερμικής ενέργειας. Δεν είναι λίγες οι φορές που σε πολυκατοικίες χωρίς αυτονομία, όπου η εγκατάσταση λειτουργεί με χρονοδιακόπτη, οι κάτοικοι των διαμερισμάτων να ανοίγουν τα παράθυρα για να μειώσουν τη θερμοκρασία του χώρου τους, ενώ ελάχιστοι είναι αυτοί που κλείνουν τους διακόπτες των σωμάτων, όπως είναι το σωστό.

Σε ποίες εγκαταστάσεις μπορεί να εφαρμοστεί η αντιστάθμιση; Που τοποθετείται?
Η χρήση του συστήματος αντιστάθμισης είναι ωφέλιμη σε συστήματα θέρμανσης με σώματα, σε πολυκατοικίες, μονοκατοικίες, κτίρια γραφείων και καταστημάτων. Ενώ είναι απαραίτητη στα συστήματα ενδοδαπέδιας θέρμανσης, λόγω της αυξημένης αδράνειας των συγκεκριμένων συστημάτων.
Τοποθετείται συνήθως στο λεβητοστάσιο ή σε εύκολα προσβάσιμο σημείο στο οποίο δεν επικρατούν ακραίες τιμές υγρασίας και θερμοκρασίας. Συνδέεται απαραιτήτως με δύο τουλάχιστον αισθητήρια, το εξωτερικό αισθητήριο και το αισθητήριο νερού. Το εξωτερικό αισθητήριο πρέπει να τοποθετείται στη βορινή πλευρά του κτιρίου, σε σημείο που να μην επηρεάζεται η θερμοκρασία του από την ηλιακή ακτινοβολία ή από θερμά ρεύματα που μπορεί να προέρχονται από καμινάδες. Το ύψος της τοποθέτησης του είναι στη μέση του κτιρίου. Το αισθητήριο νερού μπορεί να είναι εμβαπτιζόμενο ή επαφής. Τοποθετείται στην προσαγωγή του νερού προς το κύκλωμα θέρμανσης (κλασσικό με σώματα ή ενδοδαπέδιο σύστημα) μετά τη βάνα ανάμιξης και πληροφορεί την ηλεκτρονική συσκευή για τη θερμοκρασία του νερού που πηγαίνει στα σώματα ή στο κύκλωμα θέρμανσης δαπέδου.
Γενικά η αντιστάθμιση συνεργάζεται και με άλλα συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας όπως η γεωθερμία, η ηλιοθερμία και άλλες βοηθητικές πηγές όπως τζάκι, λέβητες βιομάζας, αντλίες θερμότητας κλπ. Μάλιστα επειδή απαιτεί υψηλής θερμοκρασίας νερό προσαγωγής η ενσωμάτωση της είναι ιδανική γιατί πολλές από τις πηγές αυτές είναι μεταβαλλόμενης δυναμικότητας και μπορούν να παρασκευάσουν νερό χαμηλής και μη σταθερής θερμοκρασίας.

Ποια είναι τα βασικά τμήματα ενός συστήματος αντιστάθμισης?
Η μονάδα αντιστάθμισης μπορεί να είναι ψηφιακή ή αναλογική. Αυτές που σχεδιάζονται και κατασκευάζονται στις μέρες μας είναι όλες ψηφιακές. Μπορεί κάποιες αντί για οθόνη και πληκτρολόγιο να έχουν περιστροφικά ρυθμιστικά, όμως εσωτερικά η λειτουργία τους βασίζεται σε μικρόεπεξεργαστή και άρα είναι πλήρως ψηφιακή. Ελάχιστοι και αποτελείται τουλάχιστον από τα εξής τμήματα:
• Αισθητήριο θερμοκρασίας περιβάλλοντος (εξωτερικού χώρου)
• Αισθητήριο θερμοκρασίας νερού προσαγωγής
• Βάνα ανάμιξης, ρυθμιστής παροχής καυσίμου ή άλλο σύστημα ρύθμισης της θερμοκρασίας νερού προσαγωγής
• Αναλογικός ή ψηφιακός ελεγκτής αντιστάθμισης όπου συνδέονται τα παραπάνω.

Τι είδη συστημάτων αντιστάθμισης υπάρχουν?

Έλεγχος της λειτουργίας του καυστήρα, ρυθμίζοντας έτσι τη θερμοκρασία του νερού που θα τροφοδοτήσει τα σώματα. Με τις αντισταθμίσεις αυτές το νερό στο λέβητα μπορεί να έχει θερμοκρασία η οποία επιτρέπει τη δημιουργία συμπυκνωμάτων, άρα και την έναρξη αντιδράσεων διάβρωσης. Για την αποφυγή των φαινομένων αυτών, θα πρέπει το είδος αυτής της αντιστάθμισης να χρησιμοποιείται μόνο με λέβητα χαμηλών θερμοκρασιών.

Έλεγχος τετράοδης βάνας με σερβοκινητήρα, ρυθμίζοντας την θερμοκρασία του νερού προς τα σώματα, αναμειγνύοντας το νερό που θερμαίνεται στο λέβητα με το νερό που επιστρέφει από τα σώματα. Το ποσοστό της ανάμειξης καθορίζει και τη θερμοκρασία που θα έχει το νερό που θα πάει στα σώματα.

Έλεγχος τρίοδης βάνας με σερβοκινητήρα. Στα συστήματα αυτά ο έλεγχος της θερμοκρασίας του σώματος επιτυγχάνεται με την αυξομείωση παροχής νερού προς τα σώματα.

Πώς ρυθμίζεται η αντιστάθμιση?
Η αντιστάθμιση ρυθμίζεται με χρήση του Διαγράμματος καμπύλης θέρμανσης. Η καμπύλη θέρμανσης καθορίζει τη θερμοκρασία του νερού που θα πάει στα σώματα σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος. Η επιλογή της καμπύλης εξαρτάται από τη θερμομόνωση του κτιρίου. Είναι λογικό πως σε κτίρια με καλή θερμομόνωση επιλέγουμε καμπύλες με μικρό αριθμό. Η καμπύλη θέρμανσης βασίζεται στην επιθυμητή τιμή θερμοκρασίας χώρου 20°C. Γενικά, οι σύγχρονες αντισταθμίσεις ζητούν από τον εγκαταστάτη αν εισάγει τρεις παραμέτρους: την κλίση της καμπύλης, το συντελεστή παράλληλης μετατόπισης και την επιθυμητή θερμοκρασία στόχου εσωτερικών χώρων (20°C).

Πως εφαρμόζεται η αντιστάθμιση στις πολυκατοικίες;
Στις πολυκατοικίες όπου υπάρχουν χώροι με διαφορετικές ανάγκες θέρμανσης, η αντιστάθμιση πρέπει να ρυθμιστεί ώστε να ζεσταίνει κανονικά το πιο απαιτητικό διαμέρισμα. Έτσι είναι βέβαιο ότι μπορεί να ζεστάνει και τα υπόλοιπα. Η ρύθμιση σε επίπεδο διαμερίσματος μπορεί να γίνει έπειτα με θερμοστατικές κεφαλές ή θερμοστάτη χώρου και κεντρική βάνα πριν από τον συλλέκτη.

Υπάρχει πρόβλημα στην εφαρμογή της αντιστάθμισης σε πολυκατοικίες με ωρομέτρηση;
Στις πολυκατοικίες με ωρομέτρηση εμφανίζεται πρόβλημα στην εφαρμογή της αντιστάθμισης γιατί τα σώματα δεν δέχονται πάντα νερό της ίδιας θερμοκρασίας. Έτσι το άνοιγμα της θέρμανσης κατά μια ώρα μία συγκεκριμένη μέρα, προσδίδει στο διαμέρισμα συγκεκριμένη ενέργεια που μπορεί να διαφέρει από την ενέργεια που αυτό προσλαμβάνει για θέρμανση μίας ώρας την επόμενη ημέρα. Άρα το ούτως ή άλλως άδικο σύστημα της ωρομέτρησης  γίνεται ακόμα πιο ανακριβές.

Τι κόστος έχει η αντιστάθμιση και πόσα κερδίζουμε ?
Όπως για κάθε σύστημα έτσι και για την Αντιστάθμιση το κόστος εξαρτάται από την εφαρμογή. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι το κόστος προμήθειας και εγκατάστασης ξεκινά από τα 700€ - 1000€ και προσαρμόζεται ανάλογα την κάθε περίπτωση. Λαμβάνοντας υπόψη το κόστος καυσίμων σήμερα η οικονομία στο κόστος λειτουργίας λόγω της αντιστάθμισης μπορεί να φτάσει το 35%.