Τα τελευταία χρόνια έχουν δημιουργηθεί πολλά προϊόντα που μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας στα κτήρια. Φωτισμός LED, αποδοτικά συστήματα HVAC (θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού), υπομέτρηση, μονάδες μετάδοσης κίνησης μεταβλητής ταχύτητας, βελτιωμένα υφάσματα κτιρίων κ.λπ. Όλα αυτά μειώνουν το αποτύπωμα άνθρακα ενός κτιρίου και μειώνουν τους λογαριασμούς ενέργειας.
Ωστόσο, μία από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες και απλούστερες πρωτοβουλίες μείωσης της ενέργειας που μπορούν να εγκατασταθούν τόσο σε νέα όσο και σε υφιστάμενα κτίρια είναι η η ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΠΟΣΤΡΩΜΑΤΩΣΗ1, που αξιολογείται από το Carbon Trust2 ως μία από τις κορυφαίες πρωτοβουλίες μείωσης του άνθρακα για κάθε τύπο κτηρίου.
Η φυσική διαδικασία θερμικής διαστρωμάτωσης συμβαίνει σε όλα τα κτίρια · Έχει ως αποτέλεσμα δραματικές διαφορές θερμοκρασίας από δάπεδο σε οροφή και από τοίχο σε τοίχο. Η θερμική διαστρωμάτωση προκαλείται από τον θερμό αέρα που ανεβαίνει στην οροφή ή στο χώρο της οροφής επειδή είναι ελαφρύτερος από τον περιβάλλοντα ψυχρότερο αέρα. Αντίθετα, ο δροσερός αέρας συγκεντρώνεται στο πάτωμα καθώς είναι βαρύτερος από τον περιβάλλοντα θερμό αέρα. Αυτό σημαίνει ότι τα συστήματα HVAC πρέπει να εναλλάσσονται συνεχώς για να διατηρούν τους εσωτερικούς χώρους του κτιρίου σε μια καθορισμένη και ομοιόμορφη θερμοκρασία καθ ‘όλη τη διάρκεια.
HVAC systems are typically over-delivering either heating or cooling to compensate for this stratification phenomenon in an attempt to achieve a required temperature at working/operating level, which is normally only around 1.5 metres to 2 metres from the floor. This costs a lot of money and creates a lot of carbon.
Ως αποτέλεσμα, μεγάλες ποσότητες ανεκμετάλλευτης θερμότητας μπορούν να συσσωρευτούν σε οροφές όπου και η θερμοκρασία μπορεί εύκολα να αυξηθεί κατά 14 °C ή υψηλότερη από τη θερμοκρασία στο επίπεδο του δαπέδου ανάλογα με το ύψος του δαπέδου από την οροφή. Όσο υψηλότερο είναι το κτίριο τόσο πιο ακραία μπορεί να είναι αυτή η διαφορά θερμοκρασίας (Ένωση Έρευνας και Πληροφόρησης Κτηριακών Υπηρεσιών3). Αυτή η θερμότητα αυξάνει επίσης το Δέλτα “Τ”4 μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού, επιταχύνοντας τον ρυθμό με τον οποίο ο θερμός αέρας διαφεύγει μέσω της οροφής.
Αυτή η θερμότητα μπορεί εύκολα να ¨συλληφθεί¨ και να επαναχρησιμοποιηθεί με την εγκατάσταση ενός αποτελεσματικού συστήματος ανεμιστήρα αποστρωματοποίησης, το οποίο θα εξισορροπήσει τις εσωτερικές θερμοκρασίες και έτσι θα μειώσει το χρόνο λειτουργίας και το φόρτο εργασίας που απαιτείται από τα συστήματα HVAC.
Πολλοί μηχανολόγοι μηχανικοί θα υποστηρίξουν ότι ο καλός σχεδιασμός HVAC θα διασφαλίσει ότι δεν θα συμβεί διαστρωμάτωση μέσα σε ένα χώρο ή κτίριο, αλλά όποιος έχει εργαστεί στον χώρο της οροφής ενός κτιρίου θα σας πει ότι η θεωρία δεν γεννιέται στην πράξη! Αυτός είναι, χωρίς αμφιβολία, ο λόγος για τον οποίο τα συστήματα θερμικής αποστρωματοποίησης (όπως το σύστημα Airius, www.airius.gr) έχουν τόσο μεγάλη ζήτηση στη Βόρεια Αμερική, την Αυστραλία, την Ασία, τη Μέση Ανατολή, την ηπειρωτική Ευρώπη και εδώ στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Οι ανεμιστήρες αποστρωματοποίησης θα συμπληρώνουν πάντα το σύστημα HVAC σε οποιοδήποτε κτίριο, καθώς η αποτελεσματική κίνηση του αέρα είναι το κλειδί για να βεβαιωθείτε ότι ένα σύστημα HVAC λειτουργεί στο μέγιστο των δυνατοτήτων του χωρίς να σπαταλά ενέργεια. Οι ανεμιστήρες αποστρωματοποίησης μπορούν επίσης να μειώσουν την ποσότητα του απαιτούμενου εξοπλισμού HAVC και ορισμένες μάρκες σκέφτονται να καταργήσουν επίσης την συμβατική και σχετικά αναποτελεσματική εργασία τοποθέτησης αγωγών.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι ανεμιστήρων αποστρωματοποίησης στην αγορά που προσφέρουν διάφορους βαθμούς απόδοσης και εξοικονόμησης ενέργειας. Τα τελευταία χρόνια η τεχνολογία ανεμιστήρων αποστρωματοποίησης έχει προχωρήσει δραματικά από τους παραδοσιακούς, αναποτελεσματικούς ανεμιστήρες τύπου κουτιού, στον νέο ανεμιστήρα αξονικής τουρμπίνας τρίτης γενιάς.
Η εξοικονόμηση ενέργειας, η προσωπική άνεση και η ποιότητα του εσωτερικού αέρα (IAQ6) έχουν γίνει πιο σημαντικές και έχουν εισαχθεί νέοι κανονισμοί έχοντας αυτό κατά νου. Ο τελευταίας γενιάς αξονικός ανεμιστήρας στροβίλου, αντιμετωπίζει το ζήτημα της εξοικονόμησης ενέργειας και έχει σχεδιαστεί για χρήση σε πολλά περισσότερα περιβάλλοντα. Μπορούν επίσης να έρθουν εξοπλισμένα με συστήματα καθαρισμού αέρα ικανά να σκοτώσουν το 99% των ιών, των μικροβίων και των βακτηρίων σε χώρους, καθώς και να εξαλείψουν μούχλα και οσμές.
Εδώ στο Ηνωμένο Βασίλειο μεγάλοι πωλητές λιανικής όπως οι Morrisons, Tesco’s, Sainsbury’s και John Lewis χρησιμοποιούν συστήματα θερμικής αποστρωμάτωσης, εξοικονομώντας σημαντικές ποσότητες σε λειτουργική ενέργεια θέρμανσης και ψύξης. Εξαλείφουν τα ζεστά και κρύα σημεία σε όλα τα καταστήματά τους, ενώ παράλληλα βελτιώνουν τα επίπεδα άνεσης του καταψύκτη και του διαδρόμου ψύξης (αυξάνοντας μετρήσιμα τους χρόνους παραμονής και αφαιρώντας την θαμπάδα και τη συμπύκνωση από τις πόρτες του ψυγείου, στεγνώνοντας γρήγορα τις διαρροές δαπέδου) χωρίς επιπτώσεις στην απόδοση του ψυγείου ή του ανοιχτού καταψύκτη (οι Morrisons7, 2007, έδειξε μειωμένη διαστρωμάτωση θερμοκρασίας στους διαδρόμους του ψυκτικού συγκροτήματος από 6-8°C σε 1-2°C). Οι Morrisons εγκαθιστούν τώρα τη θερμική αποστρωματοποίηση σε όλα τα καταστήματα.
Το Πολεμικό Ναυτικό των Ηνωμένων Πολιτειών διεξήγαγε επίσης τη δική του έρευνα και διαπίστωσε μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά 40% σε δύο εγκαταστάσεις που εφαρμόζουν ανεμιστήρες θερμικής αποστράτωσης. («Τεχνολογία θερμικής αποστρωμάτωσης στη Δυτική Περιφέρεια MD», Απρίλιος 2010 – Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας, www.iea.org8)
Παραδόξως, η θερμική αποστρωματοποίηση παρέχει επίσης σημαντικά οφέλη εξοικονόμησης και άνεσης κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, κυκλοφορώντας απαλά και αποτελεσματικά κλιματιζόμενο δροσερό αέρα πλήρως μέσα στους χώρους, αυξάνοντας σημαντικά την απόδοση του συστήματος HVAC και την άνεση του χρήστη, έτσι ώστε να μπορούν να αυξηθούν τα σημεία ρύθμισης, ελαχιστοποιώντας τους χρόνους λειτουργίας του συστήματος και μειώνοντας τη φθορά στα συστήματα HVAC. Επιπλέον, καθώς ο δροσερός αέρας που συνήθως κάθεται στο επίπεδο του εδάφους κυκλοφορεί μέχρι το επίπεδο του σώματος και καθ ‘όλη τη διάρκεια, σημαίνει ότι τα συστήματα HVAC δεν χρειάζεται πλέον να υπεραποδίδουν για να αντισταθμίσουν το πρόβλημα διαστρωμάτωσης. Ο ζεστός αέρας που συγκεντρώνεται στο ύψος της κεφαλής, ο οποίος επηρεάζει αρνητικά την άνεση κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, ελαχιστοποιείται επίσης από την εξισορρόπηση της θερμοκρασίας με τον ψυχρότερο αέρα από το επίπεδο του δαπέδου βελτιώνοντας την άνεση. (Αμερικανική Εταιρεία Μηχανικών Θέρμανσης, Ψύξης και Κλιματισμού www.ashrae.org9)
Το Carbon Trust συνιστά επίσης τη θερμική αποστρωματοποίηση ως μια οικονομικά αποδοτική λύση εξοικονόμησης άνθρακα σε υπάρχοντα και νέα κτίρια, επειδή οι κορυφαίες μάρκες είναι εξαιρετικά απλές στη μετατροπή ή / και εγκατάσταση, με αποτέλεσμα προσιτές τιμές αγοράς και εγκατάστασης. Τόσο απλό όσο η εγκατάσταση ενός νέου φωτιστικού, οι ανεμιστήρες αποστρωματοποίησης χρειάζεται μόνο να συνδεθούν και να κρεμαστούν από την οροφή ή να εγκατασταθούν σε ψευδοροφές.
Αυτά τα χαρακτηριστικά αντιπροσωπεύουν μερικές από τις αξιοσημείωτες αποδόσεις της επένδυσης που σημειώνονται από τους υπάρχοντες χρήστες. Μερικοί χρήστες παρατήρησαν περίπου τρεις μήνες απόσβεση (Impress Metal Packaging10, UK, 2009 ανέφερε εξοικονόμηση £ 62,251 σε τρεις μήνες για δαπάνη £ 21,268) και εξοικονόμηση ενέργειας στο κόστος θέρμανσης και ψύξης έως και 50 %.
Η αποστρωμάτωση είναι επίσης αποτελεσματική σε μη κλιματιζόμενους χώρους, όπως αποθήκες και εργοστάσια, όπου τα εσωτερικά περιβάλλοντα μπορεί να είναι πολύ κρύα κατά τους χειμερινούς μήνες, παρόλο που μερικές φορές τεράστιες ποσότητες θερμότητας που παράγονται από μηχανήματα, εργασίες και ανθρώπους μπορεί να ¨κάθονται¨ στο χώρο της οροφής. Αυτή η θερμότητα μπορεί να ανακυκλοφορήσει για να βελτιώσει τις θερμοκρασίες στο επίπεδο του δαπέδου.
Αυτές οι μη κλιματιζόμενες εφαρμογές μπορούν επίσης να επωφεληθούν κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Η απλή διαδικασία της κίνησης του αέρα στο δέρμα ως αποτέλεσμα της αποτελεσματικής και συνεχούς κυκλοφορίας του αέρα δημιουργεί ένα φυσικό αποτέλεσμα αίσθησης ψύξης11 στους ανθρώπους, μειώνοντας τη θερμοκρασία του σώματος μέσω της εξάτμισης του ιδρώτα. Επιπλέον, η εξισορρόπηση της εσωτερικής θερμοκρασίας του αέρα βελτιώνει επίσης τη θερμική άνεση.
Εκτός από τις αποθήκες, τα εργοστάσια και τα καταστήματα λιανικής πώλησης η θερμική αποστρωμάτωση έχει πολλές άλλες εφαρμογές όπως σε πισίνες, θερμοκήπια και εκκλησίες για παράδειγμα. Σε αυτούς τους τύπους εφαρμογών, οι ανεμιστήρες θερμικής αποστρωματοποίησης έχουν αποδειχθεί ότι μειώνουν μετρήσιμα το κόστος θέρμανσης της πισίνας καθώς και εξαλείφουν τη συμπύκνωση στις επιφάνειες, ενώ παράλληλα απομακρύνουν το τοξικό αέριο χλώριο από την επιφάνεια του νερού σε πισίνες με βάση το χλώριο. Αυτό μπορεί να φανεί σε μια μαρτυρία του James Dunn στο Δημοτικό Συμβούλιο του Newtownabbey σε σχέση με ένα σύστημα αποστράτωσης που εγκαταστάθηκε στο Κέντρο Αναψυχής Sixmile.
«Τα συστήματα θέρμανσης ενεργοποιούνται πολύ λιγότερο και τα παράπονα των κολυμβητών για τη ζέστη στο χώρο της πισίνας έχουν μειωθεί κατά 90%. Διαπιστώσαμε ότι οι μονάδες αποστρωματοποίησης έχουν μειώσει το κόστος θέρμανσης κατά 25% στις αθλητικές αίθουσες και στον χώρο της πισίνας. O θερμοστάτης στο κτίριο της πισίνας έχει επίσης πέσει 2°C!”
Στα θερμοκήπια έχει μεγάλο αντίκτυπο στην ανάπτυξη και την ανθοφορία των φυτών, βελτιώνοντας την κυκλοφορία του αέρα σε όλους τους πάγκους φύτευσης εξαλείφοντας τις μη παραγωγικές κρύες γωνίες, μειώνοντας παράλληλα το κόστος θέρμανσης. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αλλαγή του κύκλου ανθοφορίας σε θερμοκήπια, με αποτέλεσμα τα προϊόντα να προσφέρονται εκτός των κανονικών εποχών εφοδιασμού.
«Το σύστημα αποστρωματοποίησης μείωσε το ενεργειακό μας κόστος κατά 26% και υπήρξε απόσβεση σε μια χειμερινή περίοδο. Οι μονάδες αύξησαν την κυκλοφορία του αέρα σε όλους τους πάγκους φύτευσης, εξάλειψαν τις μη παραγωγικές κρύες γωνίες και αύξησαν τη χειμερινή ανάπτυξη των φυτών μας. Τα τσιμεντένια δάπεδα και οι διάδρομοί μας έγιναν επίσης τράπεζα αποθήκευσης θερμότητας, παρέχοντας δωρεάν θερμότητα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Ως αποτέλεσμα, η σταθερή θερμοκρασία αύξησε τη χειμερινή ανάπτυξη των φυτών μας με τρόπους που δεν είχαμε ξαναδεί. Τα Κρίνα Κάλλας άνθισαν 25% περισσότερο από τους προηγούμενους χειμερινούς μήνες και το φιλόδενδρο μας παρουσίασε εξαιρετική ανάπτυξη. Τώρα έχουμε εγκαταστήσει το σύστημα σε όλα τα θερμοκήπιά μας. – Kelly Grummons – Επικεφαλής κηπουρικής, Timberline Gardens.
Στις εκκλησίες, με την τυπική υψηλή αρχιτεκτονική και τα δομικά υλικά τους, η ανακυκλοφορία θερμότητας υψηλού επιπέδου και η επίτευξη εξισορρόπησης της θερμοκρασίας μπορούν να κάνουν τεράστιες βελτιώσεις στα επίπεδα άνεσης για τις εκκλησίες στο επίπεδο του ορόφου.
Το κλειδί για την αποτελεσματική αποστρωματοποίηση είναι η παροχή συνεχούς, άμεσης, μη τυρβώδους ροής αέρα με μεγιστοποιημένη απόσταση ρίψης, έτσι ώστε οι υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες να αναμειγνύονται πλήρως με ελεγχόμενο τρόπο, χρησιμοποιώντας κινητήρες χαμηλής ενέργειας. Οι κορυφαίες μάρκες αρχίζουν να λειτουργούν μόνο σε 12 Watt και μπορούν να έχουν κλίση έως και 90 ° από κάθετο. Αυτό σημαίνει επίσης ότι μπορείτε να κατευθύνετε τη ροή του αέρα εκεί που τη χρειάζεστε, κάτι που δεν μπορούν να παρέχουν οι τυπικοί ανεμιστήρες εκτός ραφιού. Γενικά, οι τυπικοί ανεμιστήρες χρησιμοποιούν πολύ περισσότερη ενέργεια και δεν μπορούν να ωθήσουν τον αέρα προς μία μόνο κατεύθυνση για οποιαδήποτε απόσταση πέρα από τα 3 μέτρα, αναμειγνύοντας τον αέρα εκεί που στρίβει αλλά πολύ λίγο άλλο. Για να είστε αποτελεσματικοί, πρέπει να εξετάσετε ένα πραγματικό σύστημα ανεμιστήρων αποστρωματοποίησης.
Ιστορικά οι ανεμιστήρες αποστρωματοποίησης μπορούσαν να εγκατασταθούν μόνο σε κτίρια με ύψος οροφής από περίπου 4 μέτρα έως 10 μέτρα, ωστόσο σήμερα τοποθετούνται σε γραφεία, καταστήματα λιανικής πώλησης, εργοστάσια, πισίνες, σχολεία και πολλές άλλες εφαρμογές. Ανάλογα με τον κατασκευαστή υπάρχουν πλέον ανεμιστήρες αποστρωμάτωσης οι οποίοι μπορούν να εγκατασταθούν σε κτίρια με ανοιχτές και ψευδοροφές από 2,5 μέτρα έως 31 μέτρα, καλύπτοντας εφαρμογές που κυμαίνονται από γραφεία έως υπόστεγα αεροσκαφών.
Η θερμική αποστρωματοποίηση είναι μια απλή έννοια που έχει πολύ νόημα. Σε οποιοδήποτε κτήριο ή χώρο που θερμαίνεται ή ψύχεται, ή σε οποιοδήποτε κτίριο ή χώρο που απαιτεί περιβαλλοντικό έλεγχο για το προσωπικό, το απόθεμα ή τον εξοπλισμό, οι ανεμιστήρες θερμικής αποστρωματοποίησης αξίζει να εξεταστούν. Προσφέρουν σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων, βελτιστοποιούν την απόδοση του συστήματος HVAC, βελτιώνουν τον περιβαλλοντικό έλεγχο και τα επίπεδα άνεσης και λειτουργούν ως οικονομικά αποδοτική λύση για τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα των κτιρίων.
1 Βικιπαίδεια – Θερμική αποστρωματοποίηση κτηρίωνhttps://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_destratification_in_buildings
2 Carbon Trust – Θέρμανση, εξαερισμός και κλιματισμός (HVAC)https://www.carbontrust.com/resources/guides/energy-efficiency/heating-ventilation-and-air-conditioning-%28hvac%29
3 BSRIA (Building Services Research and Information Association) – Ένας οργανισμός παροχής συμβουλών, δοκιμών, οργάνων και έρευνας που παρέχει υπηρεσίες στον τομέα των κατασκευών, των υπηρεσιών κτιρίων και της διαχείρισης εγκαταστάσεωνhttps://www.bsria.co.uk/
4 Απαντήσεις Wiki – Τι είναι το DELTA T;https://wiki.answers.com/Q/What_is_DELTA_T
5 Airius Europe Ltd – Ανεμιστήρες οροφής θερμικής αποστρωματοποίησης εξοικονόμησης ενέργειας Airius για χρήση με νέα και υπάρχοντα συστήματα HVAChttps://airius.gr/
6 BRE (Building Research Establishment Ltd) – Εκτίμηση και αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα εσωτερικών χώρωνhttps://bregroup.com/services/testing-certification-verification/indoor-environment-testing/air-quality/
7 Μελέτη περίπτωσης αποστρωμάτωσης – Morrisons Σούπερ Μάρκετ Plc (Κόμπος 2007)https://www.airius.co.uk/all-resources/morrisons/
8 ΔΟΕ (Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας) – Υλοποιεί διεθνές πρόγραμμα ενεργειακής συνεργασίας μεταξύ 28 χωρών μελώνhttps://www.iea.org/
9 ASHRAE – Αμερικανική Εταιρεία Μηχανικών Θέρμανσης, Ψύξης και Κλιματισμούhttps://www.ashrae.org/
10 Μελέτη περίπτωσης αποστρωματοποίησης – Impress Metal Packaging Ltd (Νόργουιτς 2009)https://airius.gr/all-resources/impress-manufacturing/
11 Κρατικό Πανεπιστήμιο της Georgia – Ψύξη εφίδρωσης του σώματοςhttps://en.wikipedia.org/wiki/Evaporative_cooler#Physical_principles
