ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΤΗΛΕΘΕΡΜΑΝΣΗ
• Ως τηλεθέρμανση (district heating) ορίζεται η προμήθεια θερμότητας για θέρμανση χώρων καθώς και θερμού νερού χρήσης σε ένα σύνολο κτιρίων, έναν οικισμό, ένα χωριό ή μια πόλη, από έναν κεντρικό σταθμό παραγωγής θερμότητας.
• Η θερμότητα μεταφέρεται με μονωμένο δίκτυο αγωγών από το σταθμό προς τα θερμαινόμενα κτίρια.
• Η τηλεθέρμανση παρουσιάζει μεγάλη ανάπτυξη σε πολλές χώρες, όπως στις ΗΠΑ,τον Καναδά, τη Δανία, τη Σουηδία, τη Γερμανία, την Φιλανδία, κλπ, καθώς παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα.
Ένα σύστημα τηλεθέρμανσης αποτελείται από:
1.Τον κεντρικό σταθμό παραγωγής ενέργειας.
Η ενέργεια στους σταθμούς παραγωγής, μπορεί να προέρχεται από την καύση πετρελαίου, φυσικού αερίου, ορυκτών καυσίμων, καύση βιομάζας, γεωθερμία, ή ακόμη και πυρηνική ενέργεια και συνήθως συνδυάζεται με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, σε σταθμούς συμπαραγωγής.
2.Το δίκτυο διανομής ενέργειας.
Δίκτυο διανομής ονομάζουμε το δίκτυο σωληνώσεων που μεταφέρει τη θερμότητα από το σταθμό παραγωγής στα κτίρια των καταναλωτών με την κυκλοφορία του εργαζόμενου μέσου που μπορεί να είναι νερό, υπέρθερμο νερό ή ατμός. Το δίκτυο σωληνώσεων κατασκευάζεται συνήθως από προμονωμένους χαλύβδινους αγωγούς ενταφιασμένους στο έδαφος ή σε υπόγεια κανάλια από μπετόν.
3.Τους υποσταθμούς των κτιρίων.
Στους υποσταθμούς των κτιρίων συνδέονται οι εγκαταστάσεις των καταναλωτών με το δίκτυο.
4.Τους θερμικούς υποσταθμούς σύνδεσης των καταναλωτών μέσω των οποίων πετυχαίνουμε :
• Το θερμό νερό της τηλεθέρμανσης να θερμαίνει το νερό του δικτύου καλοριφέρ του κτιρίου.
• Να γίνεται αυτόματη ρύθμιση του νερού του καλοριφέρ ανάλογα με τις απαιτήσεις σε θέρμανση του κτιρίου.
• Να γίνεται καταμέτρηση της κατανάλωσης του συγκεκριμένου κτιρίου.
•Το νερό της τηλεθέρμανσης, αφού έχει θερμάνει το νερό του καλοριφέρ επιστρέφει μέσω των υπόγειων σωληνώσεων πίσω στον κεντρικό σταθμό για να επαναθερμανθεί.
-
Κεντρικός σταθμός παραγωγής ενέργειας
Στον κεντρικό σταθμό παραγωγής ενέργειας είναι εγκατεστημένος όλος ο εξοπλισμός για την παραγωγή ατμού, θερμού ή υπέρθερμου νερού. Στους σταθμούς συμπαραγωγής και σε πολλές βιομηχανικές μονάδες παράγεται ατμός, που είτε χρησιμεύει ως φορέας θερμότητας και διανέμεται απευθείας στο δίκτυο τηλεθέρμανσης είτε μετατρέπεται σε θερμό ή υπέρθερμο νερό, μέσα σε κατάλληλους εναλλάκτες ατμού-νερού. Στα συστήματα με φορέα θερμότητας το νερό, στον κεντρικό σταθμό παραγωγής ενέργειας είναι εγκατεστημένοι οι λέβητες θερμού ή υπέρθερμου νερού, και όλα τα άλλα απαραίτητα μηχανήματα και συσκευές (αντλίες κυκλοφορίας του νερού, δοχεία διαστολής, βάννες ανάμιξης, όργανα μετρήσεων και ρυθμίσεων, συστήματα επεξεργασίας του νερού κ.λ.π.). Τα τελευταία χρόνια τα συστήματα με φορέα θερμότητας τον ατμό άρχισαν να εγκαταλείπονται. Αυτό συμβαίνει διότι τα συστήματα νερού παρουσιάζουν πολλαπλά πλεονεκτήματα έναντι των συστημάτων με φορέα τον ατμό, μερικά από τα οποία είναι:
• ο ευκολότερος σχεδιασμός του δικτύου τηλεθέρμανσης
• καλύτερες δυνατότητες για κεντρική ρύθμιση του φορτίου
• λιγότερη συντήρηση και αποφυγή προβλημάτων από τη συμπύκνωση και τα συμπυκνώματα του ατμού
• δυνατότητα ταμιεύσεως στο δίκτυο ποσοτήτων θερμού νερού για αντιμετώπιση αιχμών
Ο κεντρικός σταθμός παραγωγής θερμού νερού περιλαμβάνει τους παρακάτω χώρους:
• Λεβητοστάσιο με 2 ή περισσότερους λέβητες
• Αντλιοστάσιο
• Πίνακας ελέγχου με τα όργανα ρυθμίσεων και μετρήσεων
• Μηχανουργείο
• Βοηθητικούς χώρους προσωπικού
• Δεξαμενές καυσίμου
Συνήθως η εγκατάσταση είναι κλειστού τύπου, απαιτεί την κατασκευή δοχείου διαστολής, το οποίο συνήθως τοποθετείται στο έδαφος έξω από το κτίριο του σταθμού παραγωγής.
Κατά την επιλογή του καυσίμου θα πρέπει να ληφθούν υπόψη το κόστος του καυσίμου, η επάρκεια, η δυνατότητες μεταφοράς και αποθήκευσης, και η ρύπανση του περιβάλλοντος.
-
Δίκτυο διανομής ενέργειας
Το πιο διαδεδομένο σύστημα διανομής είναι το δισωλήνιο σύστημα, το ίδιο υδραυλικό σύστημα που συναντάμε και στις κλασσικές εγκαταστάσεις θέρμανσης των κτιρίων. Στο σύστημα αυτό υπάρχουν δύο αγωγοί προς κάθε καταναλωτή, ένας προσαγωγής και ένας επιστροφής. Η θερμοκρασία προσαγωγής ρυθμίζεται κεντρικά στο σταθμό παραγωγής ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και το εργαζόμενο μέσο.
Η διαστασιολόγηση του δικτύου σωληνώσεων γίνεται με παρόμοιο τρόπο με αυτόν που γίνεται η διαστασιολόγηση των σωληνώσεων θέρμανσης με τη βοήθεια κατάλληλων προγραμμάτων Η/Υ. Ο σχεδιασμός του δικτύου καθώς και ο τρόπος τοποθέτησης των σωληνώσεων εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες όπως εδαφολογικές συνθήκες, κατάστρωμα του δρόμου, διασταυρώσεις, δημοτικοί κ.λ.π. κανονισμοί, εμπόδια (σωληνώσεις νερού, ηλεκτρικού, αερίου), κ.λ.π.. Δεν υπάρχουν γενικοί κανόνες για την τοποθέτηση επειδή οι κυριότερες επιδράσεις όπως θερμικές απώλειες, διάβρωση, στεγανότητα, ύψος υπόγειων υδάτων, βρόχινα νερά κ.λ.π. διαφέρουν κατά περίπτωση.Η σημαντικότερη απαίτηση είναι η απόλυτη ασφάλεια λειτουργίας. Το χαμηλό κόστος των σωληνώσεων είναι επίσης σημαντικό για την αποδοτικότητα της εγκατάστασης.
Οι τρόποι τοποθέτησης των σωληνώσεων είναι:
Α) Εναέρια τοποθέτηση
Στην εναέρια τοποθέτηση οι σωλήνες διανομής στηρίζονται πάνω σε μεταλλικά ή τσιμεντένια υποστηρίγματα. Οι σωλήνες περιβάλλονται από θερμική μόνωση και εξωτερική προστατευτική επένδυση από αλουμίνιο ή ανοξείδωτο χάλυβα ή πλαστικό φύλλο ή συνδυασμό των παραπάνω. Στην περίπτωση πλαστικών φύλλων αυτά πρέπει να είναι ανθεκτικά στην υπεριώδη ακτινοβολία. Είναι ο οικονομικότερος τρόπος όδευσης των σωληνώσεων. Ο έλεγχος και η συντήρηση γίνονται εύκολα, αλλά εκτός από τα αισθητικά προβλήματα εμπεριέχει και κινδύνους για ζημίες από εξωτερικούς παράγοντες π.χ. αυτοκίνητα.
Β) Υπόγεια τοποθέτηση
Η υπόγεια τοποθέτηση λύνει τα προβλήματα αισθητικής και ασφάλειας από εξωτερικούς παράγοντες, αλλά έχει πολύ μεγαλύτερο κόστος κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης. Το δίκτυο διανομής πρέπει να κατασκευάζεται έτσι ώστε να μη παρουσιάζει διαρροές ενώ διάφοροι παράγοντες όπως θερμικές διαστολές, θερμικές απώλειες, υψηλές πιέσεις, υδραυλικά πλήγματα και διάβρωση πρέπει να λαμβάνονται υπόψη με πολλή προσοχή στο σχεδιασμό.
Οι κυριότεροι τύποι υπόγειας τοποθέτησης είναι:
α) τοποθέτηση σε σήραγγες
β) ενταφιασμός
α) Εγκατάσταση σε σήραγγες
Οι σήραγγες είναι συνήθως κατασκευασμένες από σκυρόδεμα και είναι σταθερής διατομής. Οι σωλήνες τρέχουν κατά μήκος της σήραγγας και περιβάλλονται από θερμική μόνωση και εξωτερική προστατευτική επένδυση από μεταλλικό ή πλαστικό φύλλο.
Φρεάτια επιθεώρησης κατασκευάζονται σε κατάλληλες θέσεις για τον έλεγχο των εξαρτημάτων και της αποστράγγισης. Τα φρεάτια διαθέτουν ανθρωποθυρίδα για την είσοδο του προσωπικού συντήρησης. Κατά το σχεδιασμό των φρεατίων θα πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για την αποστράγγιση των υδάτων (υπόγειων ή όμβριων) που εισέρχονται στις σήραγγες.
β) Ενταφιασμός
Το σύστημα αυτό απαιτεί ιδιαίτερα επιμελημένη κατασκευή, γιατί τα λάθη και οι κακοτεχνίες ανιχνεύονται πολύ δύσκολα εκ των υστέρων. Οι σωληνώσεις είναι προμονωμένοι χαλύβδινοι αγωγοί με εξωτερική προστατευτική επένδυση. Σε μικρότερες διατομές, οι σωληνώσεις μπορεί να είναι χάλκινες, ή ακόμη και πλαστικές.
Τα τρία βασικά στοιχεία των αγωγών, δηλ. ο σωλήνας, το θερμομονωτικό υλικό και το εξωτερικό προστατευτικό περίβλημα είναι συγκολλημένα μεταξύ τους από το εργοστάσιο παραγωγής και αποτελούν μία συμπαγή ενότητα. Επίσης όλα τα ειδικά τεμάχια του δικτύου (γωνίες, διακλαδώσεις, καμπύλες κ.λ.π.) είναι προκατασκευασμένα.
Οι σωληνώσεις τηλεθέρμανσης, χωρίζονται σε δύο βασικούς τύπους:
• ο πρώτος τύπος ανάμεσα στο θερμομονωτικό υλικό και το εξωτερικό περίβλημα έχει κενό αέρα, το οποίο προστατεύει τον χαλύβδινο αγωγό από είσοδο υγρασίας (η υγρασία εξατμίζεται εξάτμιση στο κενό αέρα).
• ο δεύτερος τύπος, χωρίς κενό αέρα ανάμεσα στο θερμομονωτικό υλικό και το εξωτερικό περίβλημα, έχει ειδική προστασία (φύλλο πολυουρεθάνης) που εμποδίζει την υγρασία να μπει μέσα στο θερμομονωτικό υλικό.
Ο εντοπισμός των διαρροών στο σύστημα αυτό γίνεται με την τοποθέτηση ειδικού καλωδίου (αισθητήριο διαρροών) σε όλο το μήκος του αγωγού, το οποίο ελέγχει συνεχώς και εντοπίζει το σημείο διαρροής.
-
Θερμικοί υποσταθμοί κτιρίων
Η θερμική ενέργεια που παράγεται στον κεντρικό σταθμό παραγωγής ενέργειας, μεταφέρεται μέσω του δικτύου διανομής στους καταναλωτές. Η παροχή της θερμότητας στην εγκατάσταση θέρμανσης γίνεται στον υποσταθμό κάθε κτιρίου, είτε απευθείας είτε μέσω εναλλάκτη θερμότητας. Αν η σύνδεση γίνει απευθείας, τότε μιλάμε για θερμικούς υποσταθμούς άμεσης σύνδεσης, αν γίνει μέσω εναλλάκτη για θερμικούς υποσταθμούς έμμεσης σύνδεσης.
Θερμικοί υποσταθμοί άμεσης σύνδεσης
Στην περίπτωση αυτή το θερμό ή υπέρθερμο νερό του δικτύου διοχετεύεται κατευθείαν στο δίκτυο του κτιρίου (κοινά θερμαντικά σώματα, fan-coils, αερόθερμα, θερμαντικά στοιχεία κεντρικών κλιματιστικών μονάδων κ.λ.π.). Ο τρόπος αυτός σύνδεσης συνήθως είναι φθηνότερος από την έμμεση σύνδεση διότι δεν υπάρχει το επιπλέον κόστος για τον εναλλάκτη θερμότητας και για επεξεργασία του νερού. Υπάρχει όμως κίνδυνος να προκληθούν βλάβες ή μολύνσεις από την χαμηλή ποιότητα νερού του δικτύου. Η χημική επεξεργασία του νερού του δικτύου γίνεται κεντρικά και πρέπει να παρακολουθείται συνεχώς η ποιότητα του νερού, ώστε να μη δημιουργούνται προβλήματα. Η εγκατάσταση περιλαμβάνει βαλβίδα ασφαλείας, βαλβίδα μείωσης της πίεσης, ρυθμιστική βαλβίδα (αναλογική) για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας, βαλβίδα σταθερής πίεσης (διαφορική), μετρητή θερμότητας, θερμόμετρα, μανόμετρα, βαλβίδες διακοπής και κυκλοφορητή.
Η βαλβίδα μείωσης της πίεσης μειώνει την πίεση του δικτύου τηλεθέρμανσης στα επιτρεπτά επίπεδα της εγκατάστασης θέρμανσης του κτιρίου, και προστατεύει την εγκατάσταση από υπερπιέσεις. Η ρύθμιση της πίεσης γίνεται ανάλογα με τον τύπο των θερμαντικών σωμάτων που είναι εγκατεστημένα σε κάθε κτίριο. Η βαλβίδα σταθερής πίεσης διατηρεί την εγκατάσταση υπό σταθερή πίεση (διαφορική). Η ρύθμιση της θερμοκρασίας του θερμού νερού στο κτίριο γίνεται με τη ρυθμιστική βαλβίδα, η οποία αυξομειώνει την παροχή του νερού του δικτύου συνήθως ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία. Με τη μείωση της παροχής, το νερό επιστροφής από τα θερμαντικά σώματα ανακυκλοφορεί στην εγκατάσταση θέρμανσης και έτσι ρυθμίζεται η θερμοκρασία προσαγωγής.
Θερμικοί υποσταθμοί έμμεσης σύνδεσης
Στην περίπτωση αυτή το θερμό ή υπέρθερμο νερό του δικτύου τηλεθέρμανσης συνδέεται με το κύκλωμα νερού της εγκατάστασης θέρμανσης κάθε κτιρίου μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας.
Τα πλεονεκτήματα της έμμεσης σύνδεσης είναι ότι η εγκατάσταση θέρμανσης δεν επηρεάζεται ούτε από την πίεση ούτε από την ποιότητα του νερού του δικτύου τηλεθέρμανσης. Μειονεκτήματα είναι το επιπλέον κόστος για τον εναλλάκτη και το δοχείο διαστολής, που είναι απαραίτητο στην εγκατάσταση κάθε κτιρίου. Και στην περίπτωση αυτή η ρύθμιση της θερμοκρασίας γίνεται μέσω μια ρυθμιστικής βαλβίδας, η οποία ρυθμίζει την παροχή του νερού του δικτύου μέσα στον εναλλάκτη θερμότητας.
Με την αυξομείωση της παροχής του νερού του δικτύου (σταθερής θερμοκρασίας) στο εναλλάκτη, ρυθμίζεται η θερμοκρασία προσαγωγής του θερμού νερού στο κτίριο. Η ρύθμιση γίνεται συνήθως ανάλογα με τη εξωτερική θερμοκρασία. Για μονοκατοικίες και πολυόροφα κτίρια υπάρχουν προκατασκευασμένοι υποσταθμοί, πλήρως συναρμολογημένοι και με όλα τα απαραίτητα όργανα και συσκευές. Οι υποσταθμοί αυτοί μπορεί να είναι μόνο για θέρμανση, μόνο για παροχή θερμού νερού χρήσης ή με συνδυασμό θέρμανσης και θερμού νερού χρήσης.
-
ΤΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΤΗΛΕΘΕΡΜΑΝΣΗΣ
• Οικονομία με την επίτευξη μεγαλύτερου βαθμού απόδοσης : Η συνήθως πλημμελής συντήρηση των καυστήρων και των λεβήτων των κεντρικών θερμάνσεων των κατοικιών, μειώνει σημαντικά το βαθμό απόδοσης του συστήματος, ενώ σε κεντρικά συστήματα ο συντελεστής απόδοσης έχει υψηλότερες τιμές λόγω της συνεπούς συντήρησης του συστήματος, με άμεσο αποτέλεσμα την εξοικονόμηση ενέργειας και καυσίμου.
• Περιορισμός της ρύπανσης του περιβάλλοντος : Με την εγκατάσταση ενός κεντρικού σταθμού, περιορίζεται σημαντικά η ρύπανση που θα προκαλούσαν οι διασκορπισμένες καπνοδόχοι σε κάθε κτίριο. Επίσης ένας κεντρικός σταθμός επιδέχεται πρακτικά ευκολότερα και συνεπέστερα έλεγχο και ρύθμιση, σε σχέση με ένα μεγάλο αριθμό εγκαταστάσεων κεντρικής θέρμανσης διασκορπισμένων στην πόλη.
• Ανάπτυξη: καθώς η τηλεθέρμανση δίνει νέες θέσεις εργασίας και νέα ώθηση στην εμπορική και βιοτεχνική δραστηριότητα μιας περιοχής.
• Πολιτισμός: καθώς θα υπάρχει δυνατότητα 24ωρης θέρμανσης και μάλιστα ομοιόμορφης, βελτιώνοντας έτσι το βιοτικό επίπεδο των κατοίκων.
• Εξυπηρέτηση: Με την τηλεθέρμανση πρώτα θα παρέχεται το αγαθό και μετά τουλάχιστον ένα μήνα θα πληρώνεται η κατανάλωση, σε αντιδιαστολή με την προπληρωμή του πετρελαίου.
• Ευκολία: καθώς η τηλεθέρμανση καταργεί τους λέβητες των καλοριφέρ, τις δεξαμενές πετρελαίου και απαλλάσσει τους καταναλωτές από τον καθαρισμό και την συντήρηση των καυστήρων.
-
Η ΤΗΛΕΘΕΡΜΑΝΣΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ
Η πρώτη μικρού μεγέθους εγκατάσταση Τ/Θ στην Ελλάδα ξεκίνησε στην Πτολεμαϊδα το 1960, θερμαίνοντας τον οικισμό της ΔΕΗ στο Προάστιο Εορδαίας από τον ΑΗΣ Πτολεμαϊδος. Σήμερα εγκαταστάσεις Τ/Θ διαθέτουν οι πόλεις της Κοζάνης, Πτολεμαϊδος, Αμυνταίου, Φιλώτα και Μεγαλόπολης που αξιοποιούν το θερμικό φορτίο των γειτονικών θερμοηλεκτρικών σταθμών. Με την απελευθέρωση της αγοράς ενέργειας στην Ελλάδα και την δυνατότητα κατασκευής μονάδων ΣΗΘ (με χρήση φυσικού αερίου, βιοαερίου κτλ) από ιδιωτικές επενδύσεις είναι προφανές ότι σύντομα θα δούμε εγκαταστάσεις Τ/Θ και σε άλλες ελληνικές πόλεις ( πρόσφατα η πόλη των Σερρών απέκτησε δίκτυο Τ/Θ αξιοποιώντας την εγκατάσταση ΣΗΘ της εταιρείας Θέρμη Σερρών).
