Κλιματιστικά: Ο πιο οικονομικός τρόπος θέρμανσης; Μύθος ή Αλήθεια;

Υπάρχει συχνά μία έντονη φημολογία γύρω από το ποια είναι η πιο οικονομική πηγή θέρμανσης για έναν χώρο, που αναλόγως ποιος την διαδίδει την πλάθει ανάλογα προς όφελος του. Χαρακτηριστικό παράδειγμα οι διαφημίσεις κατηγορίας "telemarketing" στις οποίες διαφημίζονται διάφορες συσκευές οι οποίες πολύ απλά «κάνουν θαύματα», συσκευές οι οποίες καταρρίπτουν οποιαδήποτε θεωρία φυσικής με κυριότερη αυτήν της Αρχής Διατήρησης της Ενέργειας.

Πώς λειτουργεί ένα κλιματιστικό;

Προσπαθώντας να μην υπεισέλθουμε σε ιδιαίτερα τεχνικές πληροφορίες που θα σας κουράσουν θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε την λειτουργία του κλιματιστικού όσο πιο απλά γίνεται.

Η ιδιότητα των υλικών στην οποία βασίζεται η αρχή λειτουργίας των κλιματιστικών είναι η ίδια που δροσίζει το δέρμα όταν ο ιδρώτας, ή ακόμα περισσότερο το οινόπνευμα, εξατμίζεται πάνω του.  

Αυτή η ιδιότητα του υλικού ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα (Latent Heat) και είναι η ενέργεια που είναι «κρυμμένη» στο υλικό, και που χρειάζεται ή αποδίδεται από αυτό για την αλλαγή της φάσης του, π.χ. από υγρό σε αέριο, χωρίς να αλλάξει η θερμοκρασία του.  Για παράδειγμα στην περίπτωση του νερού, όταν είναι πάγος και αυξάνουμε σταδιακά την θερμοκρασία, όταν αυτή φτάσει τους 0οC δεν γίνεται νερό, αλλά χρειάζεται λίγη ακόμα ενέργεια για να αρχίσει να μετατρέπεται σε νερό. 

Για τα κλιματιστικά αντί για νερό χρησιμοποιείται μια άλλη ουσία στις σωληνώσεις τους, το ψυκτικό υγρό (FREON), που είναι μία ουσία με πολύ χαμηλό σημείο βρασμού, δηλαδή θερμοκρασία στην οποία μετατρέπεται από υγρό σε αέριο. Κατά την μετατροπή αυτή, απάγει (αφαιρεί) θερμοκρασία από το περιβάλλον και μέσω ενός ανεμιστήρα μεταφέρει αυτή τη δροσιά στον χώρο.  

Ένα κλιματιστικό λειτουργεί περίπου όπως και ένα ψυγείο. Μόνο που μπορεί να αντιστρέφει την λειτουργία του ώστε να παράγει θέρμανση αντί για ψύξη. Έχετε παρατηρήσει ότι όταν λειτουργεί ένα ψυγείο, ένα μαύρο στοιχείο πίσω από αυτό ζεσταίνεται;

Τα κλιματιστικά (όπως και τα ψυγεία) είναι αντλίες θερμότητας αέρος – αέρος και λειτουργούν βάσει ενός αέναου ψυκτικού κύκλου κατά τον οποίο το ψυκτικό υγρό μέσο (σήμερα το FREON R32) συμπιέζεται στον συμπιεστή (εξωτερικό μηχάνημα) συμπυκνώνεται και υγροποιείται παράγοντας θερμότητα. Στη συνέχεια εκτονώνεται στην εκτονωτική βαλβίδα και αεριοποιείται στον εξατμιστή (εσωτερικό μηχάνημα) παράγοντας ψύξη. Η λειτουργία αντιστρέφεται πλήρως με την ύπαρξη μίας «βαλβίδας» ώστε να μπορεί να παραχθεί και θέρμανση στο εσωτερικό μηχάνημα.


Τα κλιματιστικά βασίζονται στην έννοια της λανθάνουσας θερμότητας (Latent Heat). Χρησιμοποιούν ένα ψυκτικό υγρό (FREON R32), το οποίο μέσα στο εσωτερικό μηχάνημα εξατμίζεται και το ψύχει. Στη συνέχεια, εισέρχεται σε έναν συμπιεστή όπου του αυξάνει την πίεση και, κατά συνέπεια τη θερμοκρασία και οδηγείται έξω από τον χώρο του σπιτιού όπου χάνει θερμότητα με την βοήθεια του εξωτερικού ανεμιστήρα. Τέλος, ακολουθεί το πέρασμα της ψυκτικής ουσίας από την βαλβίδα εκτόνωσης όπου γίνεται και πάλι υγρό χαμηλής θερμοκρασίας, οδηγείται ξανά στον εσωτερικό χώρο κ.ο.κ. (Αέναος Ψυκτικός Κύκλος). Κατά την λειτουργεία της θέρμανσης απλά το κλιματιστικό αντιστρέφει την λειτουργία του.

Η κατανάλωση ενός κλιματιστικού είναι άθροισμα των καταναλώσεων του συμπιεστή, των ανεμιστήρων και όλων των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων της συσκευής και δεν έχει καμία σχέση με άμεση παραγωγή θερμικής ενέργειας από μετατροπή ηλεκτρικής μέσω αντιστάσεων.

Τα ψυκτικά υγρά δεν καταναλώνονται από το κλιματιστικό ούτε και χάνουν την απόδοση τους. Η μόνη περίπτωση μείωσης τους είναι η ύπαρξη διαρροής η οποία μειώνει ραγδαία την απόδοση τους κλιματιστικού.
Τα ψυκτικά υγρά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι σε αέρια μορφή και είναι άοσμα οπότε και είναι αδύνατον να αναγνωριστεί από τον κοινό χρήστη η διαρροή τους παρά μόνο από την ακραία μειωμένη απόδοση του κλιματιστικού.


Πως λειτουργούν τα θερμαντικά σώματα με αντιστάσεις, θερμοπομποί, θερμάστρες κ.α;

Είναι ο πιο συμβατικός τρόπος θέρμανσης μετατρέποντας απευθείας την ηλεκτρική ενέργεια σε θέρμανση με την χρήση αγωγών οι οποίοι παρουσιάζουν δυσκολία στην διέλευση του ρεύματος μέσα από αυτούς (ωμική αντίσταση) με αποτέλεσμα να παράγεται θέρμανση (φανταστείτε το κάτι σαν τριβή). Η απόδοση της μεθόδου αυτής και βάση της αρχής διατήρησης της ενέργειας είναι το απόλυτο 1. Δηλαδή για κάθε 1KW ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνουμε προσλαμβάνουμε ένα 1KW θέρμανση.

Προσοχή! Σε αυτήν την μέθοδο δεν υπάρχουν «μαγικά» για κανένα τύπο θερμαντικού, γι’ αυτό και μην πιστεύετε κανέναν και καμία δημοσίευση – διαφήμιση την οποία θα προσπαθήσει να σας πείσει ότι κάποιο θερμαντικό σώμα «καίει λιγότερο ρεύμα από κάποιο άλλο».

Τι είναι ο δείκτης απόδοσης SCOP για την θέρμανση & ο δείκτης απόδοσης SEER για την ψύξη;

SCOP: Είναι ο συνολικός συντελεστής απόδοσης της συσκευής σε θέρμανση, που ορίζεται σαν ο λόγος της συνολικής ετήσιας ανάγκης σε θέρμανση προς την συνολική ετήσια ενέργεια που καταναλώνεται σε θέρμανση.

SCOP=

Θερμική Απόδοση (KW)

Ενεργειακή Κατανάλωση (KW)

 

Για να καταλάβετε τι ακριβώς σημαίνει αυτό, στην περίπτωση της θέρμανσης με αντιστάσεις  για ένα χώρο ο οποίος έχει μία ετήσια ανάγκη σε θέρμανση 1000 KW ό λόγος διαμορφώνεται ως εξής: SCOP = 1000 KW / 1000 KW = 1 SCOP

Αντίστοιχα θα μπορούσαμε να καταλάβουμε ότι για ένα σύγχρονο κλιματιστικό Inverter που σύμφωνα με τα τεχνικά χαρακτηριστικά του, έχει ένα δείκτη SCOP= 5 (θερμή ζώνη) ότι για κάθε 1KW ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνει μπορεί να αποδώσει 5KW θέρμανση. Δηλαδή: SCOP = 5000 KW / 1000KW = 5 SCOP

Αυτό σημαίνει ότι για την θέρμανση του ίδιου χώρου, συγκρίνοντας ένα κλιματιστικό με συντελεστή απόδοσης SCOP= 5 με ένα συμβατικό θερμαντικό σώμα με αντιστάσεις, θα έχουμε τον ένα πέμπτο (1/5) της κατανάλωσης, δηλαδή θα έχουμε έως και 80% οικονομία.

SEER: Είναι ο συνολικός συντελεστής απόδοσης της συσκευής, που ορίζεται σαν ο λόγος της ετήσιας ανάγκης σε ψύξη προς την συνολική ετήσια ενέργεια που καταναλώνεται για την ψύξη.

Στην περίπτωση της ψύξης, η σύγκριση της απόδοσης μπορεί να γίνει μόνο μεταξύ κλιματιστικών, αφού δεν υπάρχει κάποιο άλλο σχετικό μέσο.

Ποια η διαφορά ενός κλιματιστικού ON-OFF και ενός σύγχρονου με κινητήρα τεχνολογίας Inverter;

Το απλό ON-OFF κλιματιστικό ξεκινά παράγοντας θέρμανση με την ονομαστική του ισχύ και όταν η θερμοκρασία ανέβει στην επιθυμητή σταματά. Όταν η θερμοκρασία κατέβει λίγο κάτω από την επιθυμητή ξεκινά πάλι μέχρι να ξαναπιάσει το στόχο του και ου το καθ’ έξης,

Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η θερμοκρασία του χώρου να μην είναι σταθερή, αλλά να έχει μια διακύμανση πάνω και κάτω από την επιθυμητή, όπως στο διπλανό σχήμα:

Τα συνεχή σταματήματα του ON-OFF κλιματιστικού, καταπονούν τα διάφορα στοιχεία του κλιματιστικού (συμπιεστής, εκτονωτική βαλβίδα κ.λ.π.) και αυξάνουν το κόστος λειτουργίας του κλιματιστικού, αφού το ρεύμα εκκίνησης είναι πολλαπλάσιο του ρεύματος λειτουργίας.

Στην περίπτωση των κλιματιστικών τύπου Inverter αντίθετα, μπορούν να μεταβάλλουν τις στροφές του συμπιεστή και κατά συνέπεια να προσαρμόζουν κάθε στιγμή την ισχύ τους ανάλογα με τις ανάγκες του χώρου. Δηλαδή, για την ίδια παραπάνω παραδοχή, το κλιματιστικό ξεκινάει την λειτουργία του σε πλήρη ισχύ (πολλές φορές και παραπάνω από την ονομαστική του) και όσο πλησιάζει ο χώρος την επιθυμητή θερμοκρασία μειώνει την ισχύ του σταδιακά μέχρι να πιάσει την επιθυμητή όπου σε αυτό το σημείο συνεχίζει και δουλεύει στην ελάχιστη δυνατή ισχύ ώστε να μην μεταβάλετε η θερμοκρασία του χώρου αλλά και να μην χρειαστεί να ξαναξεκινήσει. Στην συνέχεια το κλιματιστικό Inverter αυξομειώνει κάθε στιγμή την ισχύ του με τέτοιον τρόπο, ώστε η θερμοκρασία του χώρου να παραμένει όσο το δυνατόν πιο σταθερή.

Ένα κλιματιστικό Inverter συνεπώς, μας παρέχει συνθήκες άνεσης υψηλού επιπέδου, αφού επιτυγχάνει με τον καλύτερο τρόπο το ζητούμενο, που είναι η επίτευξη της επιθυμητής θερμοκρασίας στο χώρο.

H συνεχής λειτουργία του κλιματιστικού σε χαμηλές στροφές είναι πολύ προτιμότερη από τη διακοπτόμενη λοιπόν, για δύο κυρίως λόγους:

      • καταπονεί λιγότερο το μηχάνημα σε σχέση με τα συνεχή σταματήματα και ξεκινήματα του συμβατικού ON-OFF.
      • το κλιματιστικό μας λειτουργεί πολύ πιο αποδοτικά και οικονομικά.

      Ο παραπάνω τρόπος λειτουργίας είναι υπεύθυνος για την πολύ μικρή κατανάλωση στα κλιματιστικά Inverter σε σχέση με τα συμβατικά τύπου ON-OFF.

      Τα κλιματιστικά μπορούν να συγκριθούν ως προς την απόδοση τους, μόνο με άλλες πηγές θέρμανσης, γιατί πολύ απλά δεν υπάρχει άλλο μέσο για να συγκριθούν ως προς την ψύξη και την απόδοση τους για αυτή τους την λειτουργία.

      Τι σημαίνει με απλά λόγια το A+++ που αναζητάμε στις ενεργειακές ετικέτες ενός κλιματιστικού;

      Η ενεργειακή κατηγορία κάθε κλιματιστικής συσκευής ορίζεται, ανάλογα με τις τιμές SEER και SCOP σύμφωνα με το παρακάτω πίνακα:

      Ενεργειακή Κατηγορία

      SEER στην Ψύξη

      SCOP στην Θέρμανση

      A+++

      8,50 ≤ SEER

      5,10 ≤ SCOP

      A++

      6,10 ≤ SEER < 8,50

      4,60 ≤ SCOP < 5,10

      A+

      5,60 ≤ SEER < 6,10

      4,00 ≤ SCOP < 4,60

      A

      5,10 ≤ SEER < 5,60

      3,40 ≤ SCOP < 4,00

      B

      4,60 ≤ SEER < 5,10

      3,10 ≤ SCOP < 3,40

      C

      4,10 ≤ SEER < 4,60

      2,80 ≤ SCOP < 3,10

      D

      3,60 ≤ SEER < 4,10

      2,50 ≤ SCOP < 2,80

      E

      3,10 ≤ SEER < 3,60

      2,20 ≤ SCOP < 2,50

      F

      2,60 ≤ SEER < 3,10

      1,90 ≤ SCOP < 2,20

      G

      SERR ≤ 2,60

      SCOP ≤ 1,90


      Προκειμένου μια κλιματιστική συσκευή να επιτρέπεται η εισαγωγή της στην Ευρωπαϊκή Ένωση, πρέπει ο συντελεστής SEER να είναι μεγαλύτερος του 3,60 και SCOP μεγαλύτερος του 3,40

      Έχει λοιπόν το κλιματιστικό την χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με τα άλλα συμβατικά μέσα θέρμανσης;

      Σύγκριση με άλλες πηγές θέρμανσης:

      Έστω λοιπόν ότι έχουμε τα εξής δεδομένα:

      • Ένα σπίτι 50τ.μ. με μέτρια μόνωση και ανάγκη σε θέρμανση 7000 KWh για την θέρμανση μίας περιόδου χειμώνα.
      • Ότι 1KWh σε έναν ένα εναλλακτικό πάροχο Ηλεκτρικού Ρεύματος κοστίζει μαζί με όλους τους φόρους και τις λοιπές χρεώσεις 0,15€/ KWh.
      • Για να είμαστε όμως δίκαιοι θα πρέπει να συγκρίνουμε και με το ποιο διαδεδομένο μέσο θέρμανσης στην Ελλάδα (δυστυχώς), το Πετρέλαιο. Έστω λοιπόν ότι η τιμή του πετρελαίου σήμερα (01/04/2021) είναι 1€/λίτρο και ότι κάθε λίτρο όταν καίγεται παράγει, με έναν ίσως πολύ αισιόδοξο συντελεστή απόδοσης 90%, 10KW (1Lt=10KW, άρα 1€=10KWh θέρμανση).
      • Στην περίπτωση του φυσικού αερίου, που υπάρχει διαθέσιμο μόνο σε Αθήνα και Θεσσαλονίκη βρήκαμε ότι το μέσω κόστος μίας KWh ανέρχεται με όλες τις λοιπές χρεώσεις 0,055€.
      • Στην περίπτωση της Αντλίας θερμότητας ισχύει ότι και με το κλιματιστικό με διαφορετικό SCOP.

      Ας αρχίσουμε λοιπόν τους υπολογισμούς:

      Κλιματιστικό: Για να μας αποδώσει 7000 KWh ένα Inverter με συντελεστής απόδοσης 5, θα χρειαστεί να καταναλώσει 7000 KWh : 5 = 1400 KWh ηλεκτρικού ρεύματος. Άρα 1400 KWh x 0,15€ = 210€. Το κόστος λοιπόν είναι περίπου 210€.

      Πετρέλαιο: Θα χρειαστούν 700 Λίτρα πετρελαίου, γιατί κάθε λίτρο πετρελαίου μας δίνει 10 Κwh (όπως είπαμε υποθέτουμε απόδοση 90%). Άρα το κόστος είναι περίπου 700 ευρώ με τις τρέχουσες τιμές του πετρελαίου (1€ ανά λίτρο).

      Φυσικό αέριο: Η τρέχουσα τιμή του είναι 0,055€/KWh. Για 7000 KWh, το κόστος είναι περίπου 385 ευρώ αφού 7000KWh x 0,055€ = 385€.

      Αντλίες θερμότητας: Για να μας αποδώσει 7000 KWh μία αντλία μέσης θερμοκρασίας (έστω με συντελεστή απόδοση SCOP=3,5), θα χρειαστεί να καταναλώσει 7000 KWh : 3,5 = 2000 KWh ηλεκτρικού ρεύματος. Άρα 2000 KWh x 0,15€ = 300€. Το κόστος λοιπόν είναι περίπου 300€.

      *Σε αυτήν την περίπτωση όπως και στου πετρέλαιού αλλά και του αερίου δεν υπολογίζονται οι απώλειες των σωληνώσεων, μεταφοράς και κυκλώματος που μεταβάλλονται ανάλογα με την εγκατάσταση.

      Ηλεκτρικά Σώματα – Θερμοπομποί: Στην περίπτωση όλων εκείνων των συμβατικών ηλεκτρικών σωμάτων που όπως είπαμε ο βαθμός απόδοσης του είναι το απόλυτο 1 θα χρειαστούμε για την θέρμανση του σπιτιού 7000KWh οπότε 7000Kwh x 0,15€ το κόστος θα είναι περίπου 1050€.

      Σε όλα τα παραπάνω αν συνυπολογιστεί πως το κλιματιστικό τύπου spit τοίχου στερείται απωλειών κυκλώματος καθώς επίσης και ότι κάθε χώρος είναι αυτόνομος με δικό του ψηφιακό θερμοστάτη, που σημαίνει ότι θα καταναλωθεί εκείνη ακριβώς η ενέργεια που χρειάζεται για να θερμανθεί κάθε χώρος και τίποτα παραπάνω, τότε καταλαβαίνετε πως σε πραγματικές καταστάσεις η τελική οικονομία ίσως είναι ακόμα υψηλότερη.

      Ρύπανση: Εδώ ίσως θα έπρεπε επίσης να γίνει μία ιδιαίτερη αναφορά ενός γενικότερου πλεονεκτήματος του ηλεκτρικού ρεύματος και είναι αυτό της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Το πόσο ρυπαίνει το ηλεκτρικό ρεύμα εξαρτάται αποκλειστικά και μόνο από την μέθοδο παραγωγής του και όχι από τον τρόπο κατανάλωσης του. Δυστυχώς στην Ελλάδα η παραγωγή του γίνεται με καύσιμες ύλες όπως λιγνίτης, πετρέλαιο, φυσικό αέριο που επιβαρύνουν το περιβάλλον στην περιοχή που παράγεται. Στην ιδανική περίπτωση που παραγόταν όμως κυρίως από ΕΠΕ τότε θα είχαμε ένα άκρως οικολογικό μέσο.

      Είναι τελικά το κλιματιστικό το πιο αποδοτικό και οικονομικό σε κατανάλωση μέσω θέρμανσης ενός χώρου;

      Αν θέλαμε να δώσουμε μία γρήγορη και απλή απάντηση τότε… Ναι! Είναι αλήθεια… τα κλιματιστικά, και κυρίως τα κλιματιστικά τοίχου τύπου split, είναι ότι πιο οικονομικό μπορούμε να επιλέξουμε για την θέρμανση ενός χώρου.

      Μπορώ να χρησιμοποιήσω τον κλιματιστικό μόνο σαν αφυγραντήρα;

      Σχεδόν όλα τα κλιματιστικά σήμερα έχουν λειτουργία αφύγρανσης, δηλαδή μπορούν να λειτουργήσουν και σαν αφυγραντήρες. Όμως, και εδώ χρειάζεται η προσοχή…

      Τα κλιματιστικά όταν λειτουργούν σαν αφυγραντήρες:

      • Μειώνουν την θερμοκρασία του χώρου.

      Τα κλιματιστικά, επειδή έχουν τον συμπιεστή σε εξωτερικό χώρο δεν παράγουν αυτήν την ελάχιστη συνολικά θέρμανση (ίση με την κατανάλωση) που παράγει ένας αυτόνομος αφυγραντήρας, με αποτέλεσμα να μειώνεται η θερμοκρασία του χώρου. Αυτό μπορεί το καλοκαίρι να είναι επιθυμητό και ευχάριστο αλλά το χειμώνα μάλλον όχι. Επιπρόσθετα η λειτουργίας της αφύγρανσης για να λειτουργήσει αποδοτικά χρειάζεται μια θερμοκρασία χώρου πάνω από 18oC οπότε αν  χρησιμοποιήσετε την λειτουργεία αφύγρανσης του κλιματιστικού σας τον χειμώνα, όταν η θερμοκρασία αρχίζει να να πέφτει θα σταματήσει και η αφύγρανση να αποδίδει. Επίσης θεωρείται αρκετά ενεργοβόρο στην περίπτωση που χρησιμοποιείται άλλη πηγή θέρμανσης για το χώρο ταυτόχρονα να παράγει ψύξη το κλιματιστικό. Με απλά λόγια η λειτουργία αφύγρανσης του κλιματιστικού σας πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο το καλοκαίρι.

      • Η λειτουργεία αφύγρανσης του κλιματιστικού δεν έχει ρύθμιση υγρασίας (υγροστάτης).

      Σε έναν κλασικό και αυτόνομο αφυγραντήρα υπάρχει επιλογή του επιθυμητού ποσοστού υγρασίας στην ατμόσφαιρα. Τα κλιματιστικά δεν διαθέτουν αυτήν την ρύθμιση (μόνο κάποια πολύ ακριβά και μόνο στην λειτουργία ψύξης) οπότε και η λειτουργία της αφύγρανσης λειτουργεί χωρίς ρύθμιση με αποτέλεσμα πολλές φορές να ξεπερνάμε το φυσιολογικά επίπεδα.

      Τα κλιματιστικά όταν παράγουν ψύξη ταυτόχρονα αφαιρούν και την υγρασία του χώρου μέσω της υγροποίησης που πραγματοποιείται στο στοιχείο ψύξης του εσωτερικού μηχανήματος. Αυτός είναι ο λόγος που τα κλιματιστικά παράγουν νερό που αποχετεύεται με σωλήνα.