Οι ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης και εκπομπών ρύπων, που ορίζονται στη νέα ευρωπαϊκή οδηγία οικολογικού σχεδιασμού Ecodesign, ειδικά για τους λέβητες πετρελαίου και αερίου, είναι τέτοιες που οι κοινοί συμβατικοί λέβητες που γνωρίζαμε μέχρι σήμερα δεν μπορούν να επιτύχουν.
Οι ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης και εκπομπών ρύπων, που ορίζονται στη νέα ευρωπαϊκή οδηγία οικολογικού σχεδιασμού Ecodesign, ειδικά για τους λέβητες πετρελαίου και αερίου, είναι τέτοιες που οι κοινοί συμβατικοί λέβητες που γνωρίζαμε μέχρι σήμερα δεν μπορούν να επιτύχουν.
Έτσι, από τις 26 Σεπτεμβρίου 2015 και μετά, στην ευρωπαϊκή ένωση επιτρέπεται η εισαγωγή και η πώληση μόνον των λεβήτων που διαθέτουν τεχνολογία συμπύκνωσης καυσαερίων, οι οποίοι καλύπτουν τις απαιτήσεις της οδηγίας.
Η τεχνολογία συμπύκνωσης είναι μια αποδεδειγμένα αποδοτική μέθοδος εξοικονόμησης ενέργειας σε λέβητες με καύσιμο φυσικό αέριο/υγραέριο ή πετρέλαιο αφού εκμεταλλεύεται την υψηλή θερμότητα των καυσαερίων.
Η υψηλή θερμοκρασία των καυσαερίων σε ένα κοινό λέβητα πετρελαίου ή αερίου σημαίνει μεγάλη σπατάλη ενέργειας.
Η ρύθμιση της θερμοκρασίας καυσαερίων σε χαμηλότερη τιμή είναι αδύνατη στους κοινούς λέβητες, γιατί η μείωση της θερμοκρασίας των καυσαερίων, οδηγεί στην υγροποίησή τους. Τα υγροποιημένα καυσαέρια εκτός του ότι εμποδίζουν τη σωστή ρύθμιση της καύσης, είναι ιδιαίτερα διαβρωτικά και επιθετικά προς τον χάλυβα, και καταστρέφουν τους κοινούς λέβητες όταν εισχωρήσουν στο εσωτερικό τους σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα.
Προκειμένου λοιπόν να βελτιωθεί η ενεργειακή απόδοση των λεβήτων, οι εταιρίες κατασκευής ανέπτυξαν λέβητες κατασκευασμένους από υλικά τέτοια που να αντέχουν στη διάβρωση από τα συμπυκνώματα των καυσαερίων.
Οι λέβητες αυτοί, χαρακτηρίζονται ως λέβητες συμπύκνωσης, εκμεταλλεύονται την ενέργεια που βρίσκεται αποθηκευμένη στα ζεστά καυσαέρια, πριν τα αποβάλλουν στο περιβάλλον σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, χωρίς να κινδυνεύουν από καταστροφή.
Η συμπύκνωση των καυσαερίων είναι ιδιαίτερα επιθυμητή και απαιτείται για να μετατρέψει τη λανθάνουσα (κρυμμένη) ενέργεια που περιέχεται στον υδρατμό, μαζί με την πραγματική θερμότητα που εκλύεται από τα καυσαέρια, σε χρήσιμη θερμότητα.
Η αξιοποίηση της τεχνολογίας συμπύκνωσης ξεκινά με τη συμπύκνωση των υδρατμών στα καυσαέρια, διαδικασία η οποία αρχίζει για το φυσικό αέριο όταν η θερμοκρασία καυσαερίων πέσει κάτω από τους 57 οC κατά προσέγγιση, ενώ για το πετρέλαιο κάτω από τους 47 οC περίπου. Στόχος της τεχνολογίας των λεβήτων συμπύκνωσης είναι να ρίχνει τη θερμοκρασία των καυσαερίων όσο γίνεται χαμηλότερα από τις θερμοκρασίες συμπύκνωσης – γνωστό και ως «σημείο δρόσου» – δηλαδή να τα «ψύχει» με γνώμονα το μεγαλύτερο ενεργειακό κέρδος.
Γι αυτό και στην έξοδο του λέβητα τοποθετείται ένας εναλλάκτης θερμότητας καυσαερίων - νερού. Τα ζεστά καυσαέρια ανταλλάσουν ενέργεια με το νερό που επιστρέφει από τα σώματα, και κρυώνουν πριν βγουν από τον λέβητα. Οι υγροποιήσεις των καυσαερίων συλλέγονται σε μια συνήθως ανοξείδωτη λεκάνη συλλογής και οδηγούνται στην αποχέτευση χωρίς να διαβρώνουν τον λέβητα.
Με τον παραπάνω τρόπο είναι δυνατή η απομάστευση της ενέργειας των καυσαερίων σε τέτοιο βαθμό που το καυσαέριο να βγαίνει από τον λέβητα σε θερμοκρασίες μόλις 10οC μεγαλύτερες από τη θερμοκρασία του νερού στον λέβητα.
Έτσι, όταν ο λέβητας λειτουργεί σε θερμοκρασία νερού π.χ. 50οC, τα καυσαέρια εξέρχονται σε θερμοκρασία 60oC (αντί για 200oC!) επιτυγχάνοντας με τον τρόπο αυτόν εξαιρετική οικονομία.
Οι εναλλάκτες θερμότητας καυσαερίων - νερού, είναι συνήθως κατασκευασμένοι από ανοξείδωτο χάλυβα, ο σχεδιασμός τους ποικίλει από κατασκευαστή σε κατασκευαστή, αλλά η αρχή λειτουργίας τους είναι η ίδια.
Βαθμός απόδοσης λεβήτων συμπύκνωσης.
Οι βαθμοί απόδοσης που επιτυγχάνονται με την συμπύκνωση των καυσαερίων, είναι μεγαλύτεροι του 100%. Αυτό δεν είναι ένα παράδοξο της επιστήμης που έρχεται σε αντίθεση με το θερμοδυναμικό αξίωμα, αλλά αποτέλεσμα του τρόπου με τον οποίο γίνονται οι μετρήσεις στους λέβητες.
Μέχρι σήμερα, ο βαθμός απόδοσης των λεβήτων μετρούσε την ικανότητα του λέβητα να εκμεταλλεύεται την ενέργεια της καύσης και μόνο. Έτσι, όταν λέμε ότι ένας λέβητας επιτυγχάνει βαθμό απόδοσης 93%, εννοούμε ότι εκμεταλλεύεται την ενέργεια της καύσης σε ποσοστό 93% (παρουσιάζει απώλειες της τάξης του 7%) θεωρώντας ότι τα καυσαέρια οδεύουν προς το περιβάλλον σε θερμοκρασίες τέτοιες ώστε να μην συμπυκνώνονται.
Η συμπύκνωση όμως των καυσαερίων απελευθερώνει μεγάλα ποσά ενέργειας που βρίσκονται αποθηκευμένα στο καυσαέριο (λανθάνουσα ενέργεια). Η εκμετάλλευση της αποθηκευμένης αυτής ενέργειας προσθέτει ποσά ενέργειας τα οποία δεν υπολογίζονταν στην μέτρηση του βαθμού απόδοσης μέχρι σήμερα.
Έτσι, πέρα του γεγονότος ότι οι λέβητες συμπύκνωσης επιτυγχάνουν έναν έτσι κι αλλιώς μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης (της τάξης του 98%) από τους κοινούς λέβητες, λόγω της ποιότητας κατασκευής τους και του εξελιγμένου συστήματος ελέγχου που διαθέτουν, μας προσφέρουν επιπρόσθετα τη λανθάνουσα ενέργεια των καυσαερίων, η οποία όταν προστίθεται στην ενέργεια της καύσης οδηγεί σε βαθμούς απόδοσης άνω του 100%.
Άλλα πλεονεκτήματα των λεβήτων συμπύκνωσης.
Εκτός της μεγάλης οικονομίας (της τάξης του 20% - 35% ανάλογα με τον λέβητα με τον οποίο συγκρίνουμε) και της φιλικότητας προς το περιβάλλον, οι λέβητες συμπύκνωσης εμφανίζουν και μια σειρά από άλλα πλεονεκτήματα:
-
Παρέχουν τις καλύτερες συνθήκες άνεσης σε όλα τα συστήματα θέρμανσης
-
Έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής λόγω της πολύ υψηλής ποιότητας υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους.
-
Απαιτούν πολύ λιγότερη συντήρηση λόγω της καθαρής καύσης.
-
Είναι συμπαγείς σε διαστάσεις.
-
Λειτουργούν εντελώς αθόρυβα.
-
Τα συστήματα ελέγχου τους παρέχουν πολλές επιπλέον λειτουργίες όπως απομακρυσμένο έλεγχο, ενσωματωμένο προγραμματισμό κ.λ.π.