Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας Ανάλυση Έργων

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας Ανάλυση Έργων"

Ιωάννα Μανιάκης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας Ανάλυση Έργων Μάθημα Έργου Καθαρής Ενέργειας Κέντρο Eπιχειρήσεων Φιλαδέλφειας, ΗΠΑ 28 ΓΑΘ για ψύξη - Θέρμανση Αναφορά φωτογραφίας: Geothermal Heat Pump Consortium (NREL PIX)

Φιλαδέλφειας, ΗΠΑ 28 ΓΑΘ για ψύξη - Θέρμανση

2 Στόχοι Επανάληψη βασικών αρχών για συστήματα Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας (ΓΑΘ) Επεξήγηση βασικών θεωρήσεων ανάλυσης έργων ΓΑΘ Παρουσίαση μοντέλου RETScreen για έργα ΓΑΘ

3 Το προσφέρουν τα συστήματα ΓΑΘ; Θέρμανση Κατοικία Impact 2000, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ Ψύξη Ζεστό νερό Αποφυγή πάγου στα Αναφορά Φωτο: Solar Design Associates (NREL PIX) στα θεμέλια καθώς επίσης Αντλία θερμότητας σε κατοικία Αποδοτικότητα Μειωμένη συντήρηση Μειωμένες ανάγκες χώρων Μικρόλειτουργικόκόστος Σταθερή απόδοση (ισχύ) Άνεση και ποιότητα αέρα Μειωμένα φορτία αιχμής για κλιματισμό

Αντλία θερμότητας σε κατοικία Αποδοτικότητα Μειωμένη συντήρηση Μειωμένες ανάγκες χώρων

4 Συστατικά συστήματος ΓΑΘ 1. Σύνδεση με την γη Ενωμένημετοέδαφος Υπόγεια νερά Επιφανειακά νερά 2. Υδρόψυκτη Αντλία Θερμότητας Εσωτερικό δίκτυο ψύξης/θέρμανσης Συμβατικό δίκτυο 1

5 Υδρόψυκτη Αντλία Θερμότητας Αντλία θερμότητας νερού - αέρα Αναστρέψιμος κύκλος ΑτμόςΥψηλήςΠίεσης και θερμοκρασίας Συμπιεστής Ατμός Χαμηλής Πίεσης και Θερμοκρασίας 3,5 ως 35 kw ψύξης ανά μονάδα Συμπυκνωτής Εξατμιστής Πολλαπλές Υγρό Υψηλής Πίεσης Υγρό Χαμηλής Πίεσης και Θερμοκρασίας και Θερμοκρασίας μονάδες για μεγάλα Εκτονωτική Βαλβίδα κτίρια Απορριπτόμενη θερμότητα μετά τη συμπίεση παράγει ζεστό νερό μέσω αποϋπερθερμαντή

Εξατμιστής Πολλαπλές Υγρό Υψηλής Πίεσης Υγρό Χαμηλής Πίεσης και Θερμοκρασίας και Θερμοκρασίας μονάδες για

6 Τρόποι σύνδεσης με τη γη Κάθετες (ΓΣΑΘ) Πετρώδες έδαφος Αυξημένο κόστος Μικρή χρήση γης Υψηλή αποδοτικότητα Οριζόντια (ΓΣΑΘ) Μεγάλη χρήση γης Μειωμένο κόστος Μικρά κτίρια Μεταβολή θερμοκρ. Υπόγειων Υδάτων (ΓΥΑΘ) Υδροφόρος ορίζοντας Μικρότερο κόστος Διατάξεις - Νόμοι Ρύπανση (εναλλακτών) Επίσης εναλλάκτες επιφανειακών υδάτων και κάθετης στήλης

7 Εκμετάλλευση ΓΑΘ: Θερμοκρασίες εδάφους Έδαφος απορροφά περίπου ½ της ηλιακής ακτινοβολίας Έδαφος αποσβένει τις θερμοκρασιακές μεταβολές ΓΑΘ περισσότερο αποδοτική Μεταβολή θερμοκρασίας μειώνεται με το βάθος Θερμοκρασία o F Θερμοκρασία o C Αμελητέα κάτω από 15 μ Χειμώνας Καλοκαίρι Φθινόπωρο Τοπικές θερμοκρασίες εδάφους εξαρτώνται από το κλίμα κάλυψη εδάφους, κλίση, ιδιότητες χώματος κλπ. Γραφικά: Canadian Building Digest

βάθος Θερμοκρασία o F Θερμοκρασία o C Αμελητέα κάτω από 15 μ Χειμώνας Καλοκαίρι Φθινόπωρο Τοπικές

8 Παραδείγματα κόστους συστημ. ΓΑΘ Φινλανδία, Κατοικία 150 τμ Αρχικό Ετήσια Ετήσια Κόστος Θέρμανση Ενέργεια Ηλεκτρικό $ 800 $ 20 MWh ΓΑΘ $ 350 $ 6,5 MWh Αναφορά Φωτογραφίας: Suomen Lämpöpumpputekniikka Oy Αυξανόμενο κόστος ενέργειας Περιβαλλοντικές ανησυχίες Κλιματισμός δεν είναι βασική ανάγκη Κατοικία Connecticut, ΗΠΑ, 275 τμ Αρχικό Ετήσια Ετήσια Ετήσιο Ετήσια Κόστος Θέρμανση Ψύξη Σύνολο Ενέργεια Πετρ/Κλιμ $ 600 $ 900 $ $ 27 MWh ΓΑΘ $ 450 $ 600 $ $ 11 MWh Επιδότηση από παροχέα ηλεκτρισμού για μείωση φορτίων αιχμής κλιματισμού Αναφορά φωτογραφίας: GeoExchange Consortium

βασική ανάγκη Κατοικία Connecticut, ΗΠΑ, 275 τμ Αρχικό Ετήσια Ετήσια Ετήσιο Ετήσια Κόστος Θέρμανση Ψύξη Σύνολο Ενέργεια Πετρ/Κλιμ 16.000 $ 600 $ 900 $ 1.

9 Παράγοντες έργου Γεωθερμικής Αντλίας Θερμότητας Βέλτιστη οικονομικότητα όταν: Απαιτείται θέρμανση κα ψύξη Μεγάλες εποχιακές αλλαγές θερμοκρασίας Νέα κατασκευή ή αλλαγή συστημάτων Για θέρμανση: Χαμηλή τιμή ηλεκτρισμού και υψηλή τιμή πετρελαίου, αερίου Για ψύξη: Υψηλή τιμή ηλεκτρισμού και χρέωση αιχμής Διαθεσιμότητα σκαπτικού και διατρητικού εξοπλισμού Αβεβαιότητα κόστους εγκατάστασης εναλλάκτη Κριτήρια οικονομικότητας ιδιοκτήτη Εγκατάσταση ΓΑΘ Διάταξη εναλλάκτη, Εμπορικό κτίριο Αναφορά Φωτο: Craig Miller Productions and DOE (NREL PIX)

τιμή ηλεκτρισμού και χρέωση αιχμής Διαθεσιμότητα σκαπτικού και διατρητικού εξοπλισμού Αβεβαιότητα κόστους εγκατάστασης εναλλάκτη

10 Παραδείγματα: Αυστραλία, Γερμανία και Ελβετία Συστήματα σε οικιστικά κτίρια Πολυτελείς Κατοικίες Αντλία θερμ. 20 kw υπογείων νερών, Γερμανία Τρυπάνι για κάθετη, γεώτρηση, Ελβετική Κατοικία Υψηλότερο κόστος επένδυσης Μακροπρόθεσμος οικον. ορίζοντας Οφέλη οικονομικά και άνεσης Αναφορά Φωτο Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.v. 320 Διαμερίσματα, Νότια Αυστραλία Μεγάλης σημασίας τα κίνητρα από παροχέα Αναφορά Φψτογραφίας: GeoExchange Consortium Αναφορά Φωτο: Eberhard & Partner AG

Μακροπρόθεσμος οικον. ορίζοντας Οφέλη οικονομικά και άνεσης Αναφορά Φωτο Bundesve

11 Παραδείγματα: Αγγλία και ΗΠΑ Συστήματα σε εμπορικά κτίρια Απαιτείται συνήθως μικρός χρόνος απόσβεσης (< 5 έτη) Εμπορικό κτίριο, Croydon, Αγγλία Πιθανό πρόβλημα κτήσης γης Χρήση μικρότερου εσωτερικού χώρου Απλός κατανεμημένος έλεγχος Μικρότερος κίνδυνος βανδαλισμού Αναφορά φωτογραφίας: Groenholland B.V. Κτιριακό συγκρότημα, Kentucky, ΗΠΑ Σταθμός καυσίμων, Κάνσας, ΗΠΑ Μειωμένη χρέωση αιχμής Μη αναγκαιότητα βοηθητικής θέρμανσης Αναφορά Φωτο: Marion Pinckley (NREL PIX) Αναφορά Φωτο: International Ground Source Heat Pump Association

βανδαλισμού Αναφορά φωτογραφίας: Groenholland B.V.

12 Παραδείγματα: Καναδάς και ΗΠΑ Συστήματα κτιρίων ιδρυμάτων Αποδεκτοί μεγαλύτεροι χρόνοι αποπληρωμής Εκσκαφή για οριζόντιο εναλλάκτη Δεκτικά σε καινοτόμα συστήματα Ταυτόχρονα θερμικά και ψυκτικά φορτία Αναφορά Φωτο: Robert R. Jones/Oklahoma State University (NREL PIX) Σχολείο, Κεμπέκ, Καναδάς Αναφορά φωτογραφίας: Natural Resources Canada

Ταυτόχρονα θερμικά και ψυκτικά φορτία Αναφορά Φωτο: Robert R.

13 RETScreen Μοντέλο έργου Γεωθερμικής Αντλίας Θερμότητας Παγκόσμια ανάλυση παραγωγής ενέργειας, κόστους κύκλου ζωής και μείωσης εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου Οριζόντια και κάθετα κλειστού βρόγχου Υπόγειων υδάτων ανοιχτού βρόγχου Οικιστικά, εμπορικά, ιδρυμάτων και βιομηχανικά Προς το παρόν δεν καλύπτονται: ΓΑΘ επιφανειακών υδάτων Μακροπρόθεσμη διατάραξη ισορροπίας στο έδαφος Ταυτόχρονη ψύξη και θέρμανση (μόνο ομάδες φορτίων) Θέρμανση νερού

ανοιχτού βρόγχου Οικιστικά, εμπορικά, ιδρυμάτων και βιομηχανικά Προς το παρόν δεν καλύπτονται: ΓΑΘ

14 RETScreen Ενεργειακός υπολογισμός ΓΑΘ Εισαγωγή δεδομένων συστηματος ΓΑΘ Εισαγωγή δεδομένων κτιρίου Εισαγωγή μετεωρολογικών δεδομένων Σχέση φορτίουθερμοκρασίας φορτία σχεδιασμού και σημεία ελέγχου Θερμοκρασιακά επίπεδα & υπολογισμός θερμοκρασίας εδάφους Δείτε Ηλεκτρονικό. Εγχειρίδιο Ανάλυση Έργων Καθαρής Ενέργειας : RETScreen Μηχανική και Περιπτώσεις Κεφάλαιο Ανάλυσης Έργων Γεωθερμικής Αντλίας Θερμότητας Εκτίμηση μεγέθους αντλίας θερμότητας Υπολογισμός μεγέθους βρόγχου ή ροής νερού Υπολογισμός φορτίου για κάθε θερμοκ. επίπεδο Εκτίμηση πραγματικής απόδοσης ΑΘ και φορτίου για κάθε Θερμοκ. επίπεδο Υπολογισμός πρόσθετης θερμότητας ή ψύξης & ετήσιο ενεργειακό Ισοζύγιο ΓΑΘ

Εγχειρίδιο Ανάλυση Έργων Καθαρής Ενέργειας : RETScreen Μηχανική και Περιπτώσεις Κεφάλαιο Ανάλυσης Έργων Γεωθερμικής Αντλίας Θερμότητας Εκτίμηση μεγέθους αντλίας

15 Παράδειγμα Τεκμηρίωσης του Μοντέλου RETScreen Έργων ΓΑΘ Χρήση ενέργειας για ομαδο- ποιημένες θερμοκρασίες σε σχέση με καταγραφές Μήκος εναλλάκτη συγκρινόμενο με 6 προγράμματα διαστασιο- λόγησης και πρόγραμμα λεπτομερούς προσομοίωσης Θερμική Χρήση kwh Διαφορά % Τορόντο Μόντρεαλ Charlottetown Winnipeg Βανκούβερ RETScreen RETScreen RETScreen RETScreen RETScreen Καταγραμμένη Καταγραμμένη Καταγραμμένη Καταγραμμένη Καταγραμμένη ,4 1,8 0,6 1,0-3,0 Σχεδίαση 1 Έτους Σχεδίαση 10 Ετών * Πρόγραμμα Κατοικία 1 Λουϊζιάνα Κατοικία 2 Wisconsin Εμπορικό Nebraska Κατοικία 1 Λουϊζιάνα Κατοικία 2 Wisconsin Εμπορικό Nebraska Μέσο για άλλα προγράμματα αντί RETScreen Περιγραφικό 257-4% 135 9% % % 135 5% % αντί RETScreen Χρήσης Ενέργειας % 127 2% 132-6% % 127-2% % Αντί πραγματικού % % 141 0% % % 141-5% * Τιμές σχεδίασης 1 έτους χρησιμοποιούνται για σύγκριση με το RETScreen

888 Καταγραμμένη Καταγραμμένη Καταγραμμένη Καταγραμμένη Καταγραμμένη 36.686 35.490 36.922 32.926 39.

16 Συμπεράσματα Οι ΓΑΘ παρέχουν θέρμανση, ψύξη και ζεστό νερό Έδαφος αποσβένει μεταβολές θερμ. και αυξάνει αποδοτικότητα των ΓΑΘ Αρχικό κόστος των ΓΑΘ είναι υψηλό αλλά το κόστος Λ&Σ είναι χαμηλό Προτιμητέεςοικλιματικέςπεριοχέςόπουχρειάζεταιψύξηκαιθέρμανση Το RETScreen εκτιμά: Κατανομή συχνότητας εξωτερικής θερμοκρασίας Φορτία του κτιρίου σε συνάρτηση με εξωτερική θερμοκρασία Ετήσιο ενεργειακό όφελος γα θέρμανση και ψύξη χώρων Το RETScreen εκτελεί μία ανάλυση σε ετήσια βάση και μπορεί να πετύχει ακρίβεια συγκρίσιμη με ωριαία μοντέλα προσομοίωσης Το RETScreen προσφέρει σημαντική οικονομία στο κόστος προμελέτης

Προτιμητέεςοικλιματικέςπεριοχέςόπουχρειάζεταιψύξηκαιθέρμανση Το RETScreen εκτιμά: Κατανομή συχνότητας εξωτερικής θερμοκρασίας Φορτία του κτιρίου σε

17 Ερωτήσεις ; Ενότητα Ανάλυσης Έργου Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας RETScreen International Μάθημα Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε την ιστοσελίδα RETScreen

Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας Για περισσότερες

Σχετικά έγγραφα

Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας

Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας Η θερμοκρασία του εδάφους είναι ψηλότερη από την ατμοσφαιρική κατά τη χειμερινή περίοδο, χαμηλότερη κατά την καλοκαιρινή