Επιστημονική ανασκόπηση των συστημάτων αντλιών θερμότητας αβαθούς γεωθερμίας
Literature review on ground source heat pump systems
Λέξεις-κλειδιά
Γεωθερμική ενέργεια ; Γεωθερμία ; Αντλίες θερμότητας ; Γεωθερμικές αντλίες θερμότητας ; Αβαθής γεωθερμία ; Κάθετος γεωεναλλάκτης ; Οριζόντιος γεωεναλλάκτης ; Γεωεναλλάκτης ενταγμένος στην κατασκευήΠερίληψη
Η αναγκαιότητα για επένδυση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής αυξάνεται διαρκώς. Η εκμετάλλευση της ενέργειας που προσφέρεται από την αβαθή γεωθερμία, μέσω των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας, είναι βιώσιμη οικονομικά και ενεργειακά. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί επιστημονική ανασκόπηση των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας. Οπότε αναφέρονται τα υποσυστήματα που αποτελούνται, μαζί με τις διάφορες πιθανές
διατάξεις, αφού πρώτα παρουσιαστούν οι διαφορές της αβαθούς με την βαθιά γεωθερμία και οι εφαρμογές τους. Περιγράφονται όλοι οι τύποι γεωεναλλακτών, όπως είναι ο κάθετος, ο οριζόντιος, ο σπιράλ και ο ενταγμένος στην κατασκευή, καθώς και οι ενεργειακοί δείκτες που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση και την σύγκρισή τους. Επίσης, αναφέρονται οι βασικές αρχές που αφορούν τα διάφορα μαθηματικά μοντέλα υπολογισμού θερμοκρασίας του εδάφους και τις μεθόδους διαστασιολόγησης
των κάθετων γεωεναλλακτών. Εκτός από το βιβλιογραφικό υπόβαθρο που παρέχεται στην εργασία, με σκοπό την κατανόηση της τεχνολογίας τον τρόπο λειτουργίας και τις εφαρμογές της, ιδιαίτερη αξία προστίθεται με την σύνοψη και πινακοποίηση
πειραματικών εφαρμογών εγκατεστημένων και θεωρητικών συστημάτωνπροσομοιώσεων. Τα δεδομένα που συλλέγονται από τους πίνακες αναλύονται και κάνουν εφικτή την σύγκριση μεταξύ των τύπων γεωεναλλακτών σε επίπεδο ενεργειακό, τεχνικοοικονομικό, κλίματος και τοπολογίας. Επίσης, δεδομένου ότι ο αριθμός των διαφορετικών περιπτώσεων με εγκατεστημένα συστήματα είναι ικανός για την εξαγωγή έγκυρων συμπερασμάτων, αυτά συγκρίνονται με την βιβλιογραφία. Συγκεκριμένα, προέκυψε ότι ο συντελεστής αποδοτικότητας SPF είναι για τους οριζόντιους γεωεναλλάκτες: SPF=2,97-3,05, για τους κάθετους: SPF=3,72-3,91 ενώ για τους ενταγμένους στην κατασκευή (geostructure): SPF=3,24-3,37. Στην βιβλιογραφία αναφέρεται ότι για κλειστού τύπου συστήματα οι αναμενόμενες αντίστοιχες τιμές είναι SPF=3-4, γεγονός που αποδεικνύεται.
Περίληψη
The need of investment on renewable energy sources, in order to fight the climate change, is constantly increasing. The exploitation of the energy that is offered from the shallow geothermal energy, through the geothermal heat pumps, constitutes a
sustainable solution economically and energetically. This thesis is a scientific review on ground source heat pumps (GSHP). Thus, the subsystems are listed, that GSHP are consisted of with the various possible layouts, since first the differences of shallow and
deep geothermal energy and their applications are shown. The different types of ground heat exchangers are described, like vertical, horizontal, spiral and geostructure, as well as the energy indexes that can be used for their evaluation and comparison. In addition, fundamentals of the different mathematical models, for the calculations of the ground temperature and the sizing of the vertical ground heat exchangers (boreholes) are mentioned. Apart from the literature background, that is presenting in this thesis, a
summary of installed systems and simulations, in tables, adds a special value. The data collected from the summary are analyzed and makes the comparison between the different types of ground heat exchangers possible. Additionally, given the fact that the
number of the different cases with installed systems is sufficient to draw valid conclusions, these are compared to the literature. It turned out that, for the horizontal ground heat exchangers: SPF=2,97-3,05, for the vertical: SPF=3,72-3,91 and for
geostructure: SPF=3,24-3,37. In literature is mentioned that for closed loop systems SPF=3-4, something that matches with summary’s data.
Αριθμός σελίδων
91Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Μηχανολόγων ΜηχανικώνΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές