Οικονομικότερος Ξενοδοχειακός Κλιματισμός Μέσω Γεωθερμίας

του Νικόλαου Ψαρρά*

 

2Οι ξενοδοχειακές μονάδες συνεχώς προσαρμόζονται σε νέες τεχνολογίες και καινοτομίες, με αρχική πάντα σκέψη την εξοικονόμηση χρημάτων σε συνδυασμό με τον χαμηλό συντελεστή απόσβεσης και την καλύτερη ικανοποίηση των πελατών τους. H γεωθερμία είναι μια νέα σχετικά εφαρμογή για τα Ελληνικά δεδομένα, αλλά σίγουρα είναι ικανή να απαντήσει σε ερωτήματα όπως οικονομία, ευελιξία, αυτονομία, εύκολη συντήρηση του εξοπλισμού κτλ.

H γεωθερμία στηρίζεται στη σχεδόν σταθερή θερμοκρασία που παρουσιάζει το έδαφος και ο επιφανειακός ή υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας. H σταθερότητα της θερμοκρασίας οφείλεται στην θερμοχωρητικότητα του εδάφους, το οποίο συγκρατεί τις ακτινοβολίες του ηλίου. Για την πραγματοποίηση θέρμανσης στην εγκατάσταση της ξενοδοχειακής μονάδας, το σύστημα μεταφέρει ενεργειακά φορτία από το έδαφος προς την εγκατάσταση δια μέσου ενός υδάτινου διαλύματος (ακόμα και του θαλασσινού ή υπόγειου νερού), καταναλώνοντας μικρά ποσοστά ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για να τεθεί σε λειτουργία το σύστημα. (Προσοχή, δεν μεταφέρεται ο υπόγειος ή επιφανειακός υδροφόρος ορίζοντας μέσα στην εγκατάσταση για τον κλιματισμό του χώρου. Ο υδροφόρος ορίζοντας διαπερνά το χώρου του μηχανοστασίου και συγκεκριμένα τη γεωθερμική αντλία θερμότητας, κι επιστρέφει στον υδροφόρο από όπου προήλθε). Στην περίπτωση της ψύξης, το γεωθερμικό σύστημα κάνει απόρριψη των ενεργειακών φορτίων προς το έδαφος. H οικονομία που παρουσιάζεται οφείλεται στα ακόρεστα για την εποχή επίπεδα θερμοκρασίας που παρουσιάζει το υπέδαφος σε σχέση με αυτή του περιβάλλοντος.

Τα διάφορα γεωθερμικά συστήματα

Τα βασικά κριτήρια για την επιλογή ενός γεωθερμικού συστήματος είναι η μορφολογία του εδάφους όπου βρίσκεται το έργο, καθώς και τα 3χαρακτηριστικά της ευρύτερης περιοχής της εγκατάστασης. H αβαθής γεωθερμία απαντάται σε ανοικτά, κλειστά και υβριδικά συστήματα. Τα ανοικτά βρίσκουν εφαρμογές όταν πλούσια επιφανειακή ή υπόγεια υδροφορία είναι διαθέσιμη στην περιοχή του έργου. Τα κλειστά γεωθερμικά συστήματα βρίσκουν εφαρμογή όταν η υδροφορία είναι ανεπαρκής κι εκμεταλλεύονται τη σταθερή θερμοκρασία που παρουσιάζουν τα πετρώματα καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, ανεξαρτήτως των κλιματολογικών συνθηκών που επικρατούν στην επιφάνεια. Τα υβριδικά γεωθερμικά συστήματα, αποτελούν την βέλτιστη λύση όταν δεν μπορεί να εφαρμοστεί τίποτα από τα παραπάνω κι όταν πρέπει να ελαχιστοποιηθεί το κόστος της αρχικής επένδυσης. H εξοικονόμηση που μπορεί να επιτευχθεί με τον γεωθερμικό κλιματισμό οφείλεται κυρίως στην κατάλληλη επιλογή του τρόπου κλιματισμού, δηλαδή κεντρικός γεωθερμικός κλιματισμός ή αυτόνομος γεωθερμικός κλιματισμός. H λύση του διλήμματος αυτού δίνεται από τον παράγοντα πληρότητα. H ξενοδοχειακή μονάδα η οποία έχει σταθερή και συνεχή πληρότητα κατά την θερινή περίοδο, θα επιλέξει σαν οικονομικότερη λύση τον κεντρικό κλιματισμό, ο οποίος δίνει την δυνατότητα να υπάρχει εποχιακή επιλογή μεταξύ θέρμανσης και ψύξης. Μειονέκτημα του κεντρικού είναι η αδυναμία να υπάρξει ταυτόχρονα ψύξη ή θέρμανση, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί με την εφαρμογή αυτόνομου γεωθερμικού κλιματισμού. Στην περίπτωση του αυτόνομου κλιματισμού τοποθετούνται γεωθερμικές αντλίες θερμότητας νερού – αέρα εντός ψευδοροφής, αντικαθιστώντας ουσιαστικά τις μονάδες εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα (fan coils unit).

Oικονομοτεχνικά στοιχεία αξιολόγησης επενδύσεων

H εκτίμηση του κόστους λειτουργίας που ακολουθεί, είναι βασισμένη σε οικονομικά στοιχεία του προηγούμενου έτους. Δίδεται ωριαία κατανάλωση και εξοικονόμηση της ενέργειας, ενώ αναφέρονται οι συνολικές βαθμοημέρες που προτείνονται από το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος για ολόκληρη την Ελληνική επικράτεια. Στην εκτίμηση που ακολουθεί γίνεται αναφορά σε ολόκληρη την ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου, ανεξαρτήτως αυτόνομων τμημάτων – που ενδεχομένως να υπάρχουν – και ετεροχρονισμού της λειτουργίας της εγκατάστασης.

Υποθέσεις:

  1. Αγορά πετρελαίου θέρμανσης 0,55 Ευρώ / λίτρο
  2. Θερμογόνος δύναμη πετρελαίου 10250
  3. Συντελεστής απόδοσης καυστήρα 90%
  4. Πυκνότητα πετρελαίου 0,82 Κγρ/λίτρο
  5. Συντελεστής προσαύξησης του λέβητα 20%
  6. Αγορά ηλεκτρικής ενέργειας 0,1 Ευρώ ανά ΚWώρα για ολόκληρη τη δίμηνη κατανάλωση
  7. Θερμοκρασία παροχής υπόγειου ή νερού ανακυκλοφορίας 16 Βαθμοί Κελσίου
  8. Βαθμοημέρες θέρμανσης / Ψύξης – Αθήνα 1228 ώρες ανά έτος / 960 ώρες ανά έτος.

O κεντρικός γεωθερμικός κλιματισμός σε μία ξενοδοχειακή μονάδα

Με τον όρο κεντρικό κλιματισμό νοείται η εγκατάσταση μίας ή περισσότερων γεωθερμικών μονάδων νερού – νερού ή νερού – αέρος και η ταυτόχρονη λειτουργία του συνολικού συστήματος. Στο κεντρικό κλιματισμό δεν παρέχεται η δυνατότητα επιλογής μεταξύ θέρμανσης ή ψύξης κι αναγκαστικά ολόκληρη η εγκατάσταση λειτουργεί είτε στη θέρμανση είτε στη ψύξη. Επιπλέον, στον κεντρικό κλιματισμό, απαιτείται είτε η δημιουργία καναλιών αέρα από το κεντρικό μηχανοστάσιο, είτε δίκτυο ανακυκλοφορίας νερού. Στην τελευταία περίπτωση, η εγκατάσταση των μονάδων εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα (fan coil units), αποτελεί μία πλασματική αυτονομία στη χρήση του κλιματισμού ανά χώρο, ωστόσο όμως δημιουργεί εξοικονόμηση χρημάτων όταν εφαρμοστεί σωστά. Επιπλέον εξοικονόμηση παρατηρείται όταν τοποθετηθεί ένα δοχείο αδρανείας. Με εξαίρεση το τύπο του συστήματος – ανοικτό, κλειστό ή υβριδικό – ένα γεωθερμικό σύστημα με κεντρικό κλιματισμό αποτελείται από ένα δοχείο αδρανείας, μία ή περισσότερες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας, το δίκτυο διανομής του νερού και τις μονάδες εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα. Μία ξενοδοχειακή μονάδα στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας αποτελείται από 70 κλίνες, lobby, κέντρα εστιάσεως, εστιατόρια, γραφεία, 10 σουίτες, ένα χαμάμ κι δύο θερμαινόμενες πισίνες. Τα συνολικά θερμικά φορτία της εγκατάστασης ανέρχονται στα 380 KW ενώ τα ψυκτικά φορτία λίγο παραπάνω 440 KW.

10 αυτόνομος γεωθερμικός κλιματισμός σε μία ξενοδοχειακή μονάδα

H ίδια ξενοδοχειακή μονάδα μπορεί να επιτύχει αρκετά μεγαλύτερη εξοικονόμηση εφόσον συμπεριληφθεί η παράμετρος της μερικής πληρότητας, σε συνδυασμό με τον αυτόνομο γεωθερμικό κλιματισμό. Στην περίπτωση του αυτόνομου κλιματισμού δημιουργείται ένα δίκτυο ανακυκλοφορίας νερού και οι μονάδες εξαναγκασμένης ανακυκλοφορίας αέρα αντικαθίστανται με μικρές, αυτόνομες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας νερού – αέρα. H ευελιξία του αυτόνομου κλιματισμού δεν συντελεί μονάχα στην πληρότητα της μονάδος, αλλά κι στον κλιματισμό εφόσον παρέχεται η δυνατότητα αυτόνομου κλιματισμού ανά κλιματιζόμενο χώρο. Όπως και στον κεντρικό κλιματισμό έτσι και στον αυτόνομο η πηγή του κλιματισμού είναι η παρουσία ή η ανακυκλοφορία υδροφορίας είτε από υπόγεια ή επιφανειακή, είτε διαμέσου σωληνώσεων μέσα στο έδαφος. Στην περίπτωση των παραθαλάσσιων ξενοδοχειακών μονάδων, επιτρέπεται – τεχνικά και νομικά – η χρήση του υφάλμυρου νερού. Εφόσον η μοναδική περιβαλλοντική επίπτωση είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας του αντλούμενου νερού.

Τα ποσοστά εξοικονόμησης μιας ξενοδοχειακής μονάδος με αυτόνομο κλιματισμό είναι τουλάχιστον αυτά που διέπουν τον κεντρικό κλιματισμό. H αρχική δαπάνη γίνεται υψηλότερη όσο αυξάνεται ο αριθμός των επιθυμητών αυτονομιών στην συνολική εγκατάσταση. Συγκριτικά με ανάλυση κόστους – οφέλους συμφέρουσα λύση παρουσιάζεται όταν υπάρχουν ομαδοποιήσεις αυτόνομων τμημάτων σε μεγαλύτερες αντλίες θερμότητας νερού – αέρος.

Τα τελικά συμπεράσματα

Σίγουρα ο αυτόνομος κλιματισμός αποτελεί οικονομικότερη λύση όταν η πληρότητα του ξενοδοχείου είναι κυμαινόμενη και η λειτουργία της μονάδος όχι εποχιακή. Στην περίπτωση της εποχιακής λειτουργίας με υψηλή συνεχή πληρότητα ο κεντρικός κλιματισμός αποτελεί οικονομικότερη λύση. Τέλος, ο αυτόνομος κλιματισμός συνδυάζεται εύκολα με συστήματα παραγωγής ζεστού νερού κατανάλωσης από γεωθερμικές αντλίες θερμότητας νερού – νερού, με στόχο την αδρανοποίηση λειτουργίας του δαπανηρού υποβρύχιου συγκροτήματος.


(*) Νικόλαος Ψαρράς: Τμήμα Μελετών Aid Engineering

(Σεπτέμβριος 2007)