Καινοτομία, αποδοτικότητα και εξοικονόμηση
Οι παραδοσιακοί λέβητες πετρελαίου και βιομάζας έχουν υψηλό κόστος και ρύπους. Αντίθετα, οι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας προσφέρουν χαμηλό κόστος λειτουργίας και γρήγορη απόσβεση, ενώ είναι επιλέξιμες για επιδοτήσεις. Στο θερμοκήπιο του κ. Τσιάκα εγκαταστάθηκαν 6 γεωθερμικές αντλίες, μειώνοντας το κόστος λειτουργίας κατά 40.000€ ετησίως με χρόνο απόσβεσης κάτω από 5 χρόνια. Το σύστημα έχει αυτοματοποιημένη λειτουργία, χαμηλό κόστος συντήρησης και υψηλή διαθεσιμότητα, ενώ συνδυάζεται με φωτοβολταϊκό σύστημα για επιπλέον εξοικονόμηση ενέργειας και βελτίωση της βιωσιμότητας της επιχείρησης.
Η δυναμική ανάπτυξη των θερμοκηπίων στη Ελλάδα συνοδεύεται με την ανάγκη ενός αξιόπιστου, λειτουργικού και με εξοικονόμηση ενέργειας συστήματος θέρμανσης. Παρόλα αυτά, πολυάριθμες εγκαταστάσεις δεν πληρούν τα απαιτούμενα κριτήρια, οικονομικά αλλά και περιβαλλοντικά.
Παραδοσιακοί Λέβητες vs Αντλίες Θερμότητας
Τα συστήματα όπως οι λέβητες πετρελαίου ή μαζούτ ενδέχεται να προκαλούν σημαντικά κόστη λειτουργίας, ενώ παράλληλα συμβάλλουν στην παραγωγή υψηλών εκπομπών ρύπων. Αντίστοιχα, οι λέβητες βιομάζας, οι οποίοι λειτουργούν με πέλλετ ή άλλες καύσιμες ύλες, παρουσιάζουν αυξημένο κόστος λειτουργίας τα τελευταία έτη, καθώς και αυξημένες απαιτήσεις σε συντήρηση και χαμηλότερη αξιοπιστία.
Αντιθέτως, τα συστήματα αντλιών θερμότητας αέρα/νερού ή γεωθερμικών αντλιών συνιστούν μια εξαιρετική εναλλακτική λύση, η οποία, παρά το υψηλό αρχικό κόστος εγκατάστασης, διαθέτει σύντομους χρόνους απόσβεσης. Δεδομένου ότι οι αντλίες θερμότητας ανήκουν στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, είναι σχεδόν πάντα επιλέξιμες για επιδοτήσεις στο πλαίσιο προγραμμάτων εκσυγχρονισμού εγκαταστάσεων.
Αναβάθμιση του Συστήματος Θέρμανσης με Ανοιχτή Γεωθερμία από την Θερμογκαζ ΑΕ
Η εταιρεία Θερμογκαζ ΑΕ, σε συνεργασία με τον εγκαταστάτη κ. Λευτέρη Νιδριώτη, υλοποίησε τον Οκτώβριο του 2023 έργο ανοιχτής γεωθερμίας στο θερμοκήπιο του κ. Ιωάννη Τσιάκα στο Αμούρι Λαμίας. Εγκαταστάθηκαν έξι γεωθερμικές αντλίες F1345 – 60 της κορυφαίας σουηδικής εταιρείας ΝΙΒΕ συνολικής θερμικής ισχύος 360 kW , οι οποίες καλύπτουν πλήρως τις ανάγκες θέρμανσης του θερμοκηπίου, επιφάνειας περίπου 5.000 τ.μ. Προγενέστερα, το θερμοκήπιο λειτουργούσε με λέβητα μαζούτ 1.000.000 kcal και εφεδρικό λέβητα πετρελαίου της ίδιας ισχύος, με ετήσια κατανάλωση 75 τόνων μαζούτ. Το σύστημα αυτό είχε υψηλό λειτουργικό κόστος λόγω της κατανάλωσης μαζούτ και του αυξημένου κόστους ηλεκτρικής ενέργειας από τον ρευστοποιητή, ενώ οι λέβητες μαζούτ ήταν ρυπογόνοι τόσο τοπικά όσο και σε επίπεδο εκπομπής ρύπων.
Υλοποίηση Συστήματος Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας για Θέρμανση Θερμοκηπίου με Εφεδρικό Λέβητα Πετρελαίου
Το σύστημα των έξι γεωθερμικών αντλιών θερμότητας λειτουργεί ως συστοιχία και συνδέεται μέσω πλακοειδούς εναλλάκτη με το ανοιχτό κύκλωμα του νερού της γεώτρησης. Για το ανοιχτό κύκλωμα γεωθερμίας χρησιμοποιείται το νερό της υπάρχουσας δεξαμενής, η οποία τροφοδοτείται από γεώτρηση με επαρκή παροχή. Η δεξαμενή θα συνεχίσει να χρησιμοποιείται και για άλλες λειτουργίες, όπως η άρδευση, ενώ το νερό που κατευθύνεται προς το σύστημα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας καταγράφεται με υδρόμετρο. Για την επανεισαγωγή του νερού στον υδροφόρο ορίζοντα, κατασκευάστηκε μια δεύτερη γεώτρηση σε μεγάλη απόσταση από την παραγωγική γεώτρηση, όπου καταγράφεται επίσης η παροχή του νερού προς τον υδροφόρο ορίζοντα. Οι δύο παροχές οφείλουν να είναι ίδιες, προκειμένου να διασφαλίζεται ότι η λειτουργία του συστήματος των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας δεν επηρεάζει τον υδροφόρο ορίζοντα.
Παρόλο που το σύστημα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας έχει σχεδιαστεί ως αποκλειστικό σύστημα θέρμανσης του θερμοκηπίου, ωστόσο διατηρήθηκε ο υπάρχων λέβητας πετρελαίου για λόγους εφεδρείας και διαθεσιμότητας του συστήματος. Ο λέβητας είναι ικανός να καλύψει πλήρως τις ανάγκες θέρμανσης υπό όλες τις συνθήκες. Μέσω των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας, επιδιώκεται η παραγωγή της μέγιστης ή και ολόκληρης της απαιτούμενης θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση του θερμοκηπίου καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους.
Η μέγιστη θερμοκρασία προσαγωγής των αντλιών θερμότητας ανέρχεται στους 65 βαθμούς Κελσίου, ρυθμιζόμενη μέσω συστήματος αντιστάθμισης της εξωτερικής θερμοκρασίας. Σε περίπτωση πολύ χαμηλών εξωτερικών θερμοκρασιών, όπου απαιτείται υψηλότερη θερμοκρασία προσαγωγής, αυτή διασφαλίζεται μέσω της παράλληλης λειτουργίας του λέβητα πετρελαίου.
Υλοποίηση Συστήματος Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας για Θέρμανση Θερμοκηπίου με Εφεδρικό Λέβητα Πετρελαίου
Το σύστημα των έξι γεωθερμικών αντλιών θερμότητας λειτουργεί ως συστοιχία και συνδέεται μέσω πλακοειδούς εναλλάκτη με το ανοιχτό κύκλωμα του νερού της γεώτρησης. Για το ανοιχτό κύκλωμα γεωθερμίας χρησιμοποιείται το νερό της υπάρχουσας δεξαμενής, η οποία τροφοδοτείται από γεώτρηση με επαρκή παροχή. Η δεξαμενή θα συνεχίσει να χρησιμοποιείται και για άλλες λειτουργίες, όπως η άρδευση, ενώ το νερό που κατευθύνεται προς το σύστημα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας καταγράφεται με υδρόμετρο. Για την επανεισαγωγή του νερού στον υδροφόρο ορίζοντα, κατασκευάστηκε μια δεύτερη γεώτρηση σε μεγάλη απόσταση από την παραγωγική γεώτρηση, όπου καταγράφεται επίσης η παροχή του νερού προς τον υδροφόρο ορίζοντα. Οι δύο παροχές οφείλουν να είναι ίδιες, προκειμένου να διασφαλίζεται ότι η λειτουργία του συστήματος των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας δεν επηρεάζει τον υδροφόρο ορίζοντα.
Παρόλο που το σύστημα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας έχει σχεδιαστεί ως αποκλειστικό σύστημα θέρμανσης του θερμοκηπίου, ωστόσο διατηρήθηκε ο υπάρχων λέβητας πετρελαίου για λόγους εφεδρείας και διαθεσιμότητας του συστήματος. Ο λέβητας είναι ικανός να καλύψει πλήρως τις ανάγκες θέρμανσης υπό όλες τις συνθήκες. Μέσω των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας, επιδιώκεται η παραγωγή της μέγιστης ή και ολόκληρης της απαιτούμενης θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση του θερμοκηπίου καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους.
Η μέγιστη θερμοκρασία προσαγωγής των αντλιών θερμότητας ανέρχεται στους 65 βαθμούς Κελσίου, ρυθμιζόμενη μέσω συστήματος αντιστάθμισης της εξωτερικής θερμοκρασίας. Σε περίπτωση πολύ χαμηλών εξωτερικών θερμοκρασιών, όπου απαιτείται υψηλότερη θερμοκρασία προσαγωγής, αυτή διασφαλίζεται μέσω της παράλληλης λειτουργίας του λέβητα πετρελαίου.
Υλοποίηση Συστήματος Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας για Θέρμανση Θερμοκηπίου με Εφεδρικό Λέβητα Πετρελαίου
Το σύστημα των έξι γεωθερμικών αντλιών θερμότητας F1345-60 της NIBE λειτουργεί ως συστοιχία και συνδέεται μέσω πλακοειδούς εναλλάκτη με το ανοιχτό κύκλωμα του νερού της γεώτρησης. Για το ανοιχτό κύκλωμα γεωθερμίας χρησιμοποιείται το νερό της υπάρχουσας δεξαμενής, η οποία τροφοδοτείται από γεώτρηση με επαρκή παροχή. Η δεξαμενή θα συνεχίσει να χρησιμοποιείται και για άλλες λειτουργίες, όπως η άρδευση, ενώ το νερό που κατευθύνεται προς το σύστημα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας καταγράφεται με υδρόμετρο. Για την επανεισαγωγή του νερού στον υδροφόρο ορίζοντα, κατασκευάστηκε μια δεύτερη γεώτρηση σε μεγάλη απόσταση από την παραγωγική γεώτρηση, όπου καταγράφεται επίσης η παροχή του νερού προς τον υδροφόρο ορίζοντα. Οι δύο παροχές οφείλουν να είναι ίδιες, προκειμένου να διασφαλίζεται ότι η λειτουργία του συστήματος των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας δεν επηρεάζει τον υδροφόρο ορίζοντα.
Παρόλο που το σύστημα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας έχει σχεδιαστεί ως αποκλειστικό σύστημα θέρμανσης του θερμοκηπίου, ωστόσο διατηρήθηκε ο υπάρχων λέβητας πετρελαίου για λόγους εφεδρείας και διαθεσιμότητας του συστήματος. Ο λέβητας είναι ικανός να καλύψει πλήρως τις ανάγκες θέρμανσης υπό όλες τις συνθήκες. Μέσω των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας, επιδιώκεται η παραγωγή της μέγιστης ή και ολόκληρης της απαιτούμενης θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση του θερμοκηπίου καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους.
Η μέγιστη θερμοκρασία προσαγωγής των αντλιών θερμότητας ανέρχεται στους 65 βαθμούς Κελσίου, ρυθμιζόμενη μέσω συστήματος αντιστάθμισης της εξωτερικής θερμοκρασίας. Σε περίπτωση πολύ χαμηλών εξωτερικών θερμοκρασιών, όπου απαιτείται υψηλότερη θερμοκρασία προσαγωγής, αυτή διασφαλίζεται μέσω της παράλληλης λειτουργίας του λέβητα πετρελαίου.
Εντυπωσιακή Μείωση Κόστους Λειτουργίας ύστερα από την Εγκατάσταση Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας στο Θερμοκήπιο
Μετά από δύο περιόδους χειμερινής λειτουργίας και σύμφωνα με τις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν, συγκρίνοντας τους λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας του θερμοκηπίου με προηγούμενες περιόδους, καθώς και τα κόστη για την κατανάλωση μαζούτ, παρατηρείται σημαντική μείωση του κόστους λειτουργίας της τάξης των 40.000 € ετησίως. Ο χρόνος απόσβεσης του συστήματος αποδεικνύεται να είναι σημαντικά μικρότερος από την πενταετία που αρχικά είχε εκτιμηθεί.
Επιπλέον, λαμβάνοντας υπόψη τη χρηματοδότηση του έργου, καθώς και την ύπαρξη ήδη εγκατεστημένου φωτοβολταϊκού συστήματος ισχύος 100 kW, το οποίο αναμένεται να επεκταθεί στο μέλλον, η λύση των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας αποδεικνύεται ιδανική για τη συγκεκριμένη εφαρμογή.
Επιπρόσθετα Πλεονεκτήματα του Συστήματος Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας
Πέρα από το σημαντικά χαμηλότερο κόστος λειτουργίας, το σύστημα των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας προσφέρει μία σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση με την προηγούμενη εγκατάσταση λέβητα μαζούτ, όπως τα εξής:
- Πλήρως αυτοματοποιημένη λειτουργία και έλεγχος της θερμοκρασίας λειτουργίας με αντιστάθμιση της εξωτερικής θερμοκρασίας.
- Εξαιρετική προσαρμογή του συστήματος στο μερικό ή και ελάχιστο φορτίο και αναλογικά πολύ χαμηλή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε περιόδους όπου η εξωτερική θερμοκρασία είναι σχετικά υψηλή – Φθινόπωρο και Άνοιξη – αλλά η θέρμανση λειτουργεί κυρίως για τον έλεγχο της υγρασίας εντός του θερμοκηπίου. Η πολύ χαμηλή κατανάλωση στο μερικό φορτίο δίνει τη δυνατότητα επιμήκυνσης της περιόδου θέρμανσης χωρίς το κόστος να είναι απαγορευτικό.
- Μηδενική όχληση και ρύπανση στο μηχανοστάσιο του θερμοκηπίου.
- Εξαιρετικά χαμηλό κόστος συντήρησης.
- Υψηλή διαθεσιμότητα του συστήματος, καθώς κάθε αντλία θερμότητας περιλαμβάνει δύο συμπιεστές, με αποτέλεσμα η πιθανή βλάβη να προκαλεί απώλεια μόνον ενός μικρού μέρους της συνολικής θερμικής ισχύος του συστήματος.
- Δυνατότητα διασύνδεσης μέσω διαδικτύου και άμεσος έλεγχος της εγκατάστασης από απόσταση.
Συνολικά, το εν λόγω έργο, σε συνδυασμό με την εγκατάσταση των φωτοβολταϊκών συστημάτων, συνιστά μία εξαιρετική ενεργειακή αναβάθμιση του θερμοκηπίου, η οποία θα οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση οικονομικών πόρων, συμβάλλοντας καθοριστικά στη βιωσιμότητα και κερδοφορία της επιχείρησης.
