Επίδραση του είδους των θερμαντικών μέσων στην ενεργειακή ζήτηση των κτιρίων

Κωνσταντόπουλος, Αναστάσιος

Effect of the type of heating media on buildings energy demand

Διπλωματική εργασία

Author

Κωνσταντόπουλος, Αναστάσιος

Date

2021-03-01

Advisor

Gelegenis, John

Διπλωματική εργασία (5.850Mb)

Keywords

Θερμαντικά μέσα ; Energy Plus ; Ενεργειακή ζήτηση ; Κτήρια ; Θερμικές απώλειες ; Καλοριφέρ ; Μόνωση ; Fan coil ; Θερμαντικά σώματα ; Αντλίες θερμότητας

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται οι μέθοδοι θέρμανσης των χώρων ενός κτιρίου καθώς και η αξιολόγηση τους σύμφωνα με τον τρόπο μετάδοσης της θερμότητας και την διαφοροποιημένη ζήτηση ενέργειας της κάθε μιας για κάλυψη των ίδιων ενεργειακών απωλειών. Αναφέρονται οι κατηγορίες των θερμαντικών μέσων (ΘΜ) και πιο ειδικότερα τα χαρακτηριστικά των θερμαντικών μέσων στον τρόπο θέρμανσης των χώρων. Πραγματοποιείται αναλυτική μελέτη της ενεργειακής ζήτησης ενός κτιρίου σύμφωνα με την ανάλυση των θερμικών απωλειών. Αναλύεται η διαφοροποίηση της ενεργειακής ζήτησης σύμφωνα με τον τύπο των θερμαντικών μέσων (ΘΜ) και παρουσιάζονται οι ποσοτικοί υπολογισμοί των θερμικών απωλειών. Τέλος παρουσιάζεται η μεθοδολογία της μοντελοποίησης που ακολουθείται, η οποία χρησιμοποιεί το πρόγραμμα προσομοίωσης Energy-Plus, το οποίο χάρη στις δυνατότητες που έχει για εισαγωγή δεδομένων μπορεί να δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα για την ενεργειακή ζήτηση των θερμαντικών μέσων ενός κτιρίου . Επομένως με τη βοήθεια του Energy-Plus μπορούμε να συγκρίνουμε τα θερμαντικά σώματα καλοριφέρ με αυτά των σωμάτων ανεμιστήρα-στοιχείου (Fan Coil), μέσω της προσομοίωσης και να υπολογίσουμε την ενεργειακή ζήτηση του κτιρίου, ώστε να καταλήξουμε στα συμπεράσματα για τους παράγοντες που επηρεάζουν την επίδοση του κάθε θερμαντικού μέσου. Βρήκαμε ότι ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει την ενεργειακή ζήτηση των κτιρίων είναι η μόνωση του κτιρίου. Συμπερασματικά, και όπως προέκυψε από προσομοιώσεις που πραγματοποιήσαμε σε τυπικό κτίριο, η ζήτηση μπορεί να διαφοροποιείται σημαντικά (έως 20%) όταν το ποσοστό ακτινοβολούμενης θερμότητας από τα θερμαντικά σώματα μεταβάλλεται από 0 σε 100%. Η κατανομή των απωλειών σε αερισμό και διαφυγή μέσω του κελύφους επηρεάζει σημαντικά το παραπάνω ποσοστό διαφοροποίησης.

Abstract

This dissertation presents the methods of heating the premises of a building as well as their evaluation according to the way of heat transfer and the differentiated energy demand of each to cover the same energy losses. The categories of heating media (HM) and more specifically the characteristics of the heating media in the way the spaces are heated are mentioned. A detailed study of the energy demand of a building is carried out according to the analysis of thermal losses as well. The differentiation of energy demand according to the type of heating media (HM) is analyzed and the quantitative calculations of thermal losses are presented. Finally, the methodology of the modeling used by the Energy Plus simulation program is presented which, thanks to its data entry capabilities, can give satisfactory results for the energy demand of the heating media of a building. Therefore, with the help of Energy-Plus we can compare the radiators with those of the fan-element bodies (Fan Coil), through the simulation and calculate the energy demand of the building, in order to reach conclusions about the factors that affect the performance of each radiator. We found that the most important factor influencing the energy demand of buildings is the insulation of the building. In conclusion, and as shown by simulations we performed in a typical building, the demand can vary significantly (up to 20%) when the percentage of radiant heat from heating media changes from 0 to 100%. The distribution of losses in ventilation and escape through the shell significantly affects the above percentage of differentiation.