Δεκήηξεο Μπόδεο Δξ. Μεραλνιόγνο Μεραληθόο Α.Π.Θ. Μειεηεηήο. πζηήκαηα Θέξκαλζεο θαη Φύμεο θηηξίσλ

Transcript

1 Δεκήηξεο Μπόδεο Δξ. Μεραλνιόγνο Μεραληθόο Α.Π.Θ. Μειεηεηήο πζηήκαηα Θέξκαλζεο θαη Φύμεο θηηξίσλ Θεζζαινλίθε, 2016

2 πεξηερόκελα ξνέο ζεξκόηεηαο ζηνπο ρώξνπο θηηξίσλ θαη ζεξκηθή άλεζε δηάηαμε θαη ηύπνη ζπζηεκάησλ ζέξκαλζεο ε παξαγσγή ηεο ζέξκαλζεο ιέβεηεο, ειηαθνί ζπιιέθηεο, αληιίεο ζεξκόηεηαο ε δηαλνκή ηεο ζέξκαλζεο δίθηπα θαη ηεξκαηηθέο κνλάδεο δηαλνκήο ε παξαγσγή ηεο ςύμεο αεξόςπθηνη ςύθηεο, πδξόςπθηνη ςύθηεο ςύθηεο απνξξόθεζεο, ειηαθή ςύμε ε δηαλνκή ηεο ςύμεο δίθηπα λεξνύ, δίθηπα αέξα θαη δίθηπα ςπθηηθνύ κέζνπ κηθξέο ηεξκαηηθέο κνλάδεο θαη θεληξηθέο θιηκαηηζηηθέο κνλάδεο ηςπικά ζςζηήμαηα κλιμαηιζμού κηιπίυν παξαγσγή θαη δηαλνκή δεζηνύ λεξνύ ρξήζεο 1

3 ξνέο ζεξκόηεηαο ζηνπο ρώξνπο θηηξίσλ απώιεηεο θειύθνπο απώιεηεο θειύθνπο εμαεξηζκόο θσηηζκόο ειηαθή αθηηλνβνιία αεξηζκόο ύγξαλζε αθύγξαλζε ζεξκηθή αθηηλνβνιία ζεξκηθή αθηηλνβνιία ζπζθεπέο απώιεηεο θειύθνπο ηεξκαηηθή κνλάδα απώιεηεο θειύθνπο 2

4 ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα εμαξηάηαη από ην ληύζηκν θαη ηε δξαζηεξηόηεηα ηππηθά δεδνκέλα : ρεηκώλαο ºC / θαινθαίξη ºC ζεξκνθξαζία επηθαλεηώλ (αθηηλνβνιία) δηαθνξέο από ηε ζεξκνθξαζία αέξα όρη κεγαιύηεξεο από 4ºC ζρεηηθή πγξαζία ηνπ αέξα εμαξηάηαη από ηε ζεξκνθξαζία αέξα ηππηθά δεδνκέλα : ρεηκώλαο 30-50% / θαινθαίξη 40-60% πνηόηεηα ηνπ αέξα (CO 2 θαη αέξηνη ξύπνη) πξνζαγσγή θξέζθνπ αέξα γηα ηε δηάιπζε ησλ ξύπσλ δεδνκέλα αλάινγα κε ηνλ ηύπν ηνπ ρώξνπ θαη ηνλ Πιεζπζκό (Πίλαθαο 2.3 ΣΟΣΕΕ ) ηαρύηεηα ηνπ αέξα εμαξηάηαη από ηε ζεξκνθξαζία αέξα ηππηθά δεδνκέλα : γηα θαζηζηηθή εξγαζία 0,15 0,25 m/s επίπεδν θσηηζκνύ 3

5 ζέξκαλζε πξνζζήθε ζεξκόηεηαο ζην ρώξν ςύμε αθαίξεζε ζεξκόηεηαο από ην ρώξν ύγξαλζε πξνζζήθε πδξαηκώλ ζην ρώξν αθύγξαλζε απνκάθξπλζε πδξαηκώλ από ην ρώξν αεξηζκόο πξνζαγσγή θξέζθνπ θαη θαζαξνύ αέξα ζην ρώξν εμαεξηζκόο απαγσγή θαη απνκάθξπλζε ηνπ βξώκηθνπ αέξα από ην ρώξν θαζαξηζκόο αέξα απνκάθξπλζε ησλ ζσκαηηδίσλ ηνπ αέξα (θηιηξάξηζκα) ΚΛΙΜΑΣΙΜΟ όια ηα πξνεγνύκελα ή ζπλδπαζκόο ηνπο 4

6 ΚΕΝΤΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ε ζέξκαλζε παξάγεηαη θεληξηθά (παπαγυγή) θαη δηαλέκεηαη ζην θηίξην ή ζηα θηίξηα κέζσ δηθηύσλ διανομήρ θαη κνλάδσλ εκπομπήρ ζςζηήμαηα βαζιζμένα ζηο νεπό ζέξκαλζε παξάγεηαη ζεξκό λεξό πνπ δηαλέκεηαη ζηνπο ρώξνπο όπνπ ηεξκαηηθέο κνλάδεο (ελαιιάθηεο λεξνύ-αέξα) ζεξκαίλνπλ ή ςύρνπλ ηνπο ρώξνπο ζςζηήμαηα βαζιζμένα ζηον αέπα ζέξκαλζε, αεξηζκόο-εμαεξηζκόο παξάγεηαη ζεξκόο ή ςπρξόο αέξαο ζε ΚΚΜ πνπ δηαλέκεηαη ζηνπο ρώξνπο κέζσ δηθηύσλ αεξαγσγώλ θαη ζηνκίσλ ζςζηήμαηα βαζιζμένα ζηο νεπό και ζηον αέπα ζέξκαλζε, αεξηζκόο-εμαεξηζκόο λεξό θαη ηεξκαηηθέο κνλάδεο γηα ηελ παξαιαβή ησλ ζεξκηθώλ ή ςπθηηθώλ θνξηίσλ θαη δίθηπα αεξαγσγώλ γηα αεξηζκό θαη εμαεξηζκό Νερό Αέρας ζςζηήμαηα βαζιζμένα ζηο τςκηικό μέζο ζέξκαλζε θαη ςύμε ζςζηήμαηα βαζιζμένα ζηο ςπέπθεπμο νεπό και ηον αημό ζέξκαλζε 5

7 παπαγυγή θέπμανζηρ «παπαγυγή θέπμανζηρ» δηαηάμεηο ιέβεηα θαπζηήξα κνλάδεο ζπκπαξαγσγήο ζεξκόηεηαο-ειεθηξηζκνύ ζπζηήκαηα ηειεζέξκαλζεο ειηαθνί ζπιιέθηεο ζηεξεά, πγξά θαη αέξηα θαύζηκα από δίθηπν κέζσ ελαιιάθηε ειηαθή αθηηλνβνιία αληιίεο ζεξκόηεηαο ειεθηξηζκόο ή μησανέρ εζυηεπικήρ καύζηρ 6

8 λέβηηερ λέβεηεο ζπκβαηηθνί λεξνύ / ππέξζεξκνπ λεξνύ / αηκνύ ζπκβαηηθνί (λεξό C) ρακειώλ ζεξκνθξαζηώλ (λεξό C) ραιύβδηλνη ρπηνζηδεξνί επίηνηρνη Καπζηήξεο πεηξειαίνπ αεξίνπ Υσξίο αλεκηζηήξα (αηκνζθαηξηθόο) (κόλνλ αέξην) κε αλεκηζηήξα ρσξίο ππεξπίεζε (κόλνλ αέξην) κε αλεκηζηήξα ππεξπίεζεο 7

9 λέβηηερ λέβεηεο ζπκπύθλσζεο Πξνζνρή: έλαο ιέβεηαο ζπκπύθλσζεο πνπ ιεηηνπξγεί κε πςειέο ζεξκνθξαζίεο επηζηξνθώλ (>55 C) ιεηηνπξγεί απιά σο έλαο ζπκβαηηθόο ιέβεηαο! 8

10 λέβηηερ 9

11 λέβηηερ 10

12 λέβηηερ ιέβεηεο - απνδόζεηο - ξίπνη ύγθξηζε κεηαμύ ησλ παξαγόκελσλ αέξησλ ξίπσλ από ζπζηήκαηα ζέξκαλζεο πνπ βαζίδνληαη ζε δηαθνξεηηθέο ηερλνινγίεο ιεβήησλ 11

13 επίπεδοι ηλιακοί ζςλλέκηερ ηλιακοί ζςλλέκηερ Ιδεαηή διαπεραηόηηηα γσαλιών (Πηγή McCluney, 1996) 1: γσαλί low-e για ταμηλά ηλιακά κέρδη 2: γσαλί low-e για συηλά ηλιακά κέρδη 12

14 ηλιακοί ζςλλέκηερ ζυλήνυν κενού ηλιακοί ζςλλέκηερ θεπμοζυλήνερ (Heat Pipes) απεςθείαρ ποήρ (Direct Flow) Εικόνες από: alternative-energy-tutorials.com 13

15 ζςγκενηπυηικοί παπαβολικοί ζςλλέκηερ ηλιακοί ζςλλέκηερ Παραβολικός ζσγκενηρφηικός ζσλλέκηης ηης Hitachi 14

16 απόδοζη ηλιακών ζςλλεκηών ηλιακοί ζςλλέκηερ Θέξκαλζε πηζηλώλ ζπιιέθηεο από πιαζηηθό επίπεδνη ειηαθνί ζπιιέθηεο κε ή ρσξίο θάιπκκα Θέξκαλζε Νεξνύ Υξήζεο επίπεδνη ζπιιέθηεο Θέξκαλζε Υώξνπ επίπεδνη ζπιιέθηεο ζπιιέθηεο ζσιήλσλ θελνύ Φύμε (κε απνξξόθεζε) ζπιιέθηεο ζσιήλσλ θελνύ ζπγθεληξσηηθνί ζπιιέθηεο 15

17 διάηαξη θεπμικών ηλιακών ζςζηημάηυν ηλιακοί ζςλλέκηερ Δνρεία Νεξνύ ώκαηα αιιαγήο θάζεο (PCMs) 16

18 ανηλίερ θεπμόηηηαρ 17

19 o κύκλορ Carnot ανηλίερ θεπμόηηηαρ θεπμική ιζσύρ dq 1+ Wnet καθαπό πποζθεπόμενο έπγο W net τςκηική ιζσύρ dq 1 Καλέλαο θύθινο δελ κπνξεί λα έρεη απνδόζεηο (EER ή COP) κεγαιύηεξνπο από απηνύο ηνπ θύθινπ Carnot ζηηο δεδνκέλεο ζεξκνθξαζίεο T R θαη Σ 0 Όινη νη αληηζηξεπηνί θύθινη κεηαμύ ησλ ζεξκνθξαζηώλ T R θαη Σ 0 έρνπλ ηηο ίδηεο απνδόζεηο (COP ή EER) κε απηνύο ηνπ θύθινπ Carnot Παξάδεηγκα: γηα ΣR=5 C (278 Κ) θαη Σν=35 C (308 Κ) ΕΕR = 9,20 θαη COP = 10,20 γηα ΣR=0 C (273 Κ) θαη Σν=40 C (313 Κ) ΕΕR = 6,82 θαη COP = 7,82 18

20 o ππαγμαηικόρ κύκλορ ζςμπίεζηρ ανηλίερ θεπμόηηηαρ - ν ηζεληξνπηθόο θύθινο πξαθηηθά δελ κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί - νη δπλαηόηεηεο κεηαθνξάο ζεξκόηεηαο ζην ζπκππθλσηή θαη ζηνλ εμαηκηζηήξα είλαη πεξηνξηζκέλεο θαη γίλνληαη πάληνηε κε πξόζζεηε βνεζεηηθή ελέξγεηα (αλεκηζηήξεο θαη αληιίεο) - ην ςπθηηθό κέζν δελ είλαη θαζαξό αιιά κείγκα ςπθηηθνύ κέζνπ θαη ιαδηνύ - ππάξρνπλ απώιεηεο ζεξκόηεηαο θαη πηώζεηο πίεζεο ζηηο γξακκέο θαη ζηηο επί κέξνπο ζπζθεπέο - ιεηηνπξγία βαιβίδσλ 19

21 Αληιία Θεξκόηεηαο γηα Θέξκαλζε ανηλίερ θεπμόηηηαρ αέξαο πεξηβάιινληνο λεξό ζάιαζζα ιίκλεο γεσηξήζεηο βξόγρνη ζσιήλσλ ζηε γε θπθιώκαηα αλάθηεζεο αέξαο ρώξνπ λεξό fan coils θιηκαηηζηηθέο κνλάδεο ελδνδαπέδηα θπθιώκαηα ζώκαηα? θπθιώκαηα ςπθηηθνύ κέζνπ 20

22 ανηλίερ θεπμόηηηαρ ΑΘ αέπα - αέπα ΑΘ αέπα - νεπού 21

23 ανηλίερ θεπμόηηηαρ ΑΘ νεπού - αέπα ΑΘ νεπού - νεπού 22

24 ανηλίερ θεπμόηηηαρ αποδόζειρ ζηιγμιαία απόδοζη COP (COEFFICIENT OF PERFORMANCE) = εηήζια απόδοζη SCOP (SEASONAL COEFFICIENT OF PERFORMANCE) = Qh (ΑΠΟΔΙΔΟΜΕΝΗ ΙΥΤ ΘΕΡΜΑΝΗ) Ε (ΑΠΟΡΡΟΦΟΤΜΕΝΗ ΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΙΥΤ ) Qh (ΑΠΟΔΙΔΟΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΣΗΣΑ) Ε (ΑΠΟΡΡΟΦΟΤΜΕΝΗ ΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ) Καηά ΕΝ14825 ν COP θάζε αληιίαο ζεξκόηεηαο (αέξα-αέξα ή αέξα-λεξνύ) κεηξηέηαη ζε ζπγθεθξηκέλεο ζεξκνθξαζίεο θαη κε ζπγθεθξηκέλε % θόξηηζε. Ο SCOP πξνθύπηεη από ζπλδπαζκό απηώλ ησλ κεηξήζεσλ θαη αληηπξνζσπεύεη έλαλ κέζν εηήζην βαζκό ζπκπεξηθνξάο πνπ πξέπεη λα αλαγξάθεηαη ζην κεράλεκα. 23

25 ζεξκαληηθά ζώκαηα διανομή θεπμόηηηαρ ηεπμαηικέρ μονάδερ νεπού όσι ανεμιζηήπαρ / κόλν ζέξκαλζε /αθηηλνβνιία θαη ζπλαγσγή / ζεξκνθξαζίεο πξνζαγσγήο >60ºC Fan Coils ανεμιζηήπερ / ζέξκαλζε θαη ςύμε / ζπλαγσγή / ζεξκνθξαζίεο πξνζαγσγήο Φ: 5-15ºC Θ: 30-90ºC 24

26 διανομή θεπμόηηηαρ κςκλώμαηα μεγάλων επιθανειών όσι ανεμιζηήπαρ / ζέξκαλζε θαη δξνζηζκόο /αθηηλνβνιία (θαη ζπλαγσγή) ζεξκνθξαζίεο επηθ. Φ: 15-17ºC Θ: 27-33ºC 25

27 διανομή θεπμόηηηαρ ενδοδαπέδια θέπμανζη 26

28 διανομή θεπμόηηηαρ 27

29 διανομή θεπμόηηηαρ δίκηςα και εξαπηήμαηα 28

30 ζςζηήμαηα ζςζηήμαηα νεπού βαζιζμένα ζηο νεπό ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων διάηαξη εξοπλιζμού ν βξόρνο ηνπ αέξα ν βξόρνο ηνπ ςπρξνύ λεξνύ ν βξόρνο απόξξηςεο ν βξόρνο ςύμεο ν βξόρνο ειέγρνπ 29

31 ζςζηήμαηα απεςθείαρ εκηόνυζηρ ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων διάηαξη εξοπλιζμού εζσηεξηθή κνλάδα ν βξόρνο ηνπ αέξα ςπθηηθό κέζν εμσηεξηθή κνλάδα ν βξόρνο ειέγρνπ 30

32 παπαγωγή ψύξηρ ψύκηερ με ζςμπιεζηέρ αέξαο πεξηβάιινληνο λεξό πύξγνο ςύμεο ζάιαζζα ιίκλεο γεσηξήζεηο βξόγρνη ζσιήλσλ ζηε γε θπθιώκαηα αλάθηεζεο αέξαο ρώξνπ λεξό fan coils θιηκαηηζηηθέο κνλάδεο θπθιώκαηα ςπθηηθνύ κέζνπ 31

33 παπαγωγή ψύξηρ ψύκηερ με ζςμπιεζηέρ Μονάδα τύξηρ αέπα - αέπα Αεπότςκηορ τύκηηρ νεπού 32

34 παπαγωγή ψύξηρ ψύκηερ με ζςμπιεζηέρ Αεπότςκηορ τύκηηρ με απομακπςζμένο ζςμπςκνυηή Υδπότςκηορ τύκηηρ με πύπγο τύξηρ 33

35 Υαξαθηεξηζηηθά - πεγή ελέξγεηαο ε ζεξκόηεηα (αηκόο, ππέξζεξκν λεξό, ζεξκό λεξό, απεπζείαο θαύζε θιπ) - κηθξή θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (αληιίεο πγξώλ) - απιά ξεπζηά πνπ δε ξππαίλνπλ (λεξό, LiBr ) - ιίγα θηλνύκελα κέξε (κηθξή ζπληήξεζε, ιίγνη ζόξπβνη) - ζηαζεξόηεηα ζε κεηαβαιιόκελν θνξηίν - κηθξά COP (0,7 0,8) - εμαηξεηηθά ρακειή εθπνκπή CO 2 Εθαξκνγέο - Πεξηπηώζεηο θζελνύ θαπζίκνπ θαη αθξηβνύ ειεθηξηθνύ - Υξήζε απόβιεηεο ζεξκόηεηαο (βηνκεραλία) - ύλδεζε κε ειηαθά πςειώλ ζεξκνθξαζηώλ παπαγωγή ψύξηρ ψύκηερ με αποππόθηζη C 6 kpa Φύθηεο απνξξόθεζεο ελόο ζηαδίνπ Νεξό/LiBr 3 C 0,7 kpa 34

36 παπαγωγή ψύξηρ EER και ESEER 35

37 ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων η βαζική μονάδα διανομήρ 36

38 ο σειπιζμόρ ηος αεπιζμού και ηος εξαεπιζμού ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων η βαζική μονάδα διανομήρ 37

39 ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων διανομή - ζςζηήμαηα ζςζηήμαηα βαζιζμένα ζηη διανομή αέπα ζςζηήμαηα βαζιζμένα ζηη διανομή νεπού (ή τςκηικού μέζος) 38

40 ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων κενηπικέρ κλιμαηιζηικέρ μονάδερ 39

41 ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων κενηπικέρ κλιμαηιζηικέρ μονάδερ ανεμιζηήπερ ζηοισεία θίληπα 40

42 ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων δίκηςα αέπα αεξαγσγνί ζηόκηα δηαθξάγκαηα 41

43 ζςζηήμαηα ψύξηρ κηιπίων ηεπμαηικέρ μονάδερ διανομήρ 42

44 καηοικίερ κλιμαηιζμόρ κηιπίων ηςπικά ζςζηήμαηα 43

45 γπαθεία κλιμαηιζμόρ κηιπίων ηςπικά ζςζηήμαηα 44

46 γπαθεία κλιμαηιζμόρ κηιπίων ηςπικά ζςζηήμαηα 45

47 γπαθεία κλιμαηιζμόρ κηιπίων ηςπικά ζςζηήμαηα 46

48 δυμάηια ξενοδοσείυν κλιμαηιζμόρ κηιπίων ηςπικά ζςζηήμαηα 47

49 Super Markets κλιμαηιζμόρ κηιπίων ηςπικά ζςζηήμαηα 48

50 Κινημαηογπάθοι - Θέαηπα κλιμαηιζμόρ κηιπίων ηςπικά ζςζηήμαηα 49

51 Ζεζηό Νεπό Χπήζηρ 50

52 Ζεζηό Νεπό Χπήζηρ - διαηάξειρ 51

53 Ζεζηό Νεπό Χπήζηρ - εξοπλιζμόρ 52

54 Ζεζηό Νεπό Χπήζηρ - εξοπλιζμόρ 53

55 επραξηζηώ!