ενεργειακών απαιτήσεων πρώτης ύλης, ενεργειακού περιεχομένου παραπροϊόντων, τρόπους αξιοποίησής

Transcript

1 Πίνακας. Πίνακας προτεινόμενων πτυχιακών εργασιών για το εαρινό εξάμηνο 03-4 ΤΜΗΜΑ: MHXANIKΩN ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ Α/Α Τίτλος θέματος Μέλος Ε.Π Σύντομη περιγραφή Προαπαιτούμενα γνωστικά πεδία Η διαδικασία παραγωγής βιοντίζελ αξιολογείται στο σύνολό της ενεργειακά (συμπεριλαμβανομένων Ενεργειακή μελέτη ενεργειακών απαιτήσεων πρώτης ύλης, ενεργειακού Διαχείριση περιεχομένου παραπροϊόντων, τρόπους αξιοποίησής διαδικασίας παραγωγής Γ.Γελεγένης Ανανεώσιμες τους κ.λπ.). Εξετάζονται θεωρητικά καθοριστικοί βιοντίζελ παράγοντες (π.χ. περίσσεια μεθανόλης, ενεργειακή Ενέργειας αξιοποίηση γλυκερίνης κ.λπ.). Ακολουθεί μελέτη περίπτωσης στη μονάδα βιοντίζελ του εργαστηρίου ΑΠΕ, όπου επιχειρείται βελτίωση της απόδοσής της. Κτιριακοί αυτοματισμοί για βελτίωση της ενεργειακής διαχείρισης στα κτίρια. Η περίπτωση των συστημάτων ΚΝΧ. Γ.Γελεγένης Βασικές καταναλώσεις κτιρίων, συμβολή των αυτοματισμών στον έλεγχο και στην διαχείριση της ενέργειας. Τα συστήματα ΚΝΧ, τα χαρακτηριστικά τους και οι δυνατότητες συμβολής τους στην ενεργειακή διαχείριση στα κτίρια. Σύγκρισή τους με πλήρη συστήματα BEMS. Ανάλυση τυπικών εφαρμογών και μελέτη ειδικότερης εφαρμογής (case study) σε τυπική κατοικία. ενέργειας, Πηγές Διαχείριση ενέργειας, Χρήση ενέργειας στα κτίρια, Αυτόματος έλεγχος Αριθμός σπουδαστών - 3 Η συμβολή των προτύπων στη Διαχείριση ενέργειας στη Βιομηχανία. Η ελληνική πραγματικότητα. Γ.Γελεγένης Ενεργειακές καταναλώσεις στη Βιομηχανία. Ποιοτική ανάλυση και στατιστικά στοιχεία. Ο ρόλος των προτύπων στη Διαχείριση Ενέργειας (Δ.Ε.). Ιστορική εξέλιξη των προτύπων Δ.Ε. Ανάλυση του νεώτερου προτύπου. Υιοθέτηση των προτύπων από την Ελληνική βιομηχανία. Προοπτικές. Διαχείριση ενέργειας -

2 4 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Φ/Β ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ Διαφορετικής ισχύος φ/β πλαίσια θα προσομοιωθούν ενώ παράλληλα θα γίνουν πειραματικές μετρήσεις σ αυτά σε πραγματικές συνθήκες. Τέλος θα συγκριθούν τα θεωρητικά με τα πειραματικά αποτελέσματα. Γνώση υπολογιστή, excel, ευχέρεια διαχείρισης δεδομένων, καλές γνώσεις θεωρίας φ/β. 5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΑΠΟ ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΑΜΕΡΑΣ ΥΠΕΡΥΘΡΟΥ Με τη χρήση κάμερας υπερύθρου θα μελετηθούν οι θερμικές απώλειες από οικοδομικά στοιχεία μιας κατοικίας που θα επιλεγεί για το σκοπό αυτό. Στη συνέχεια με κατάλληλη συσκευή και λογισμικό θα γίνει αναλυτικός υπολογισμός των απωλειών. Γνώση υπολογιστή, excel, ευχέρεια διαχείρισης δεδομένων, καλή γνώση θεωρίας μεταφοράς θερμότητας 6 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΥΨΕΛΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ Με την υπάρχουσα συσκευή κυψέλης καυσίμου που υπάρχει στο εργαστήριο, θα γίνουν πειραματικές μετρήσεις και θα αξιολογηθούν τα αποτελέσματα. Ευχέρεια πειραματικών μετρήσεων, επεξεργασία δεδομένων με excel, καλές γνώσεις θεωρίας κυψέλης καυσίμου 7 ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟΥ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΠΕ Ολοκληρωμένη ενεργειακή- οικονομική μελέτη για κατοικία στη βόρειο Ελλάδα με χρήση ΑΠΕ. Διαστασιολόγηση ηλιακών συστημάτων θέρμανσης χώρου και ζεστού νερού χρήσης. Υπολογισμός θερμικών απωλειών κατοικίας, οικονομικοτεχνική μελέτη ενεργειακών συστημάτων.

3 8 Αντίστροφος κύκλος Brayton: έρευνα, τεχνολογική εξέλιξη, εφαρμογές 9 Ο οργανικός κύκλος Rankine και εφαρμογές του 0 Eγχυτήρας ατμού: αρχή λειτουργίας, εφαρμογές, μοντελοποίηση λειτουργίας Σχεδιασμός εναλλακτών θερμότητας αυλών-κελύφους με μεθόδους βελτιστοποίησης εξελικτικών αλγορίθμων Ενσωματωμένη ενέργεια υλικών δικτύων κεντρικής θέρμανσης - Διερεύνηση στον Ελληνικό χώρο: λέβητες, καυστήρες 3 Ενσωματωμένη ενέργεια υλικών δικτύων κεντρικής θέρμανσης - Διερεύνηση στον Ελληνικό χώρο: σώματα και σωλήνες θέρμανσης Δ. Κουμπογιάννης Ζητείται η μελέτη, κατανοήση και περιγραφή του αντίστροφου κύκλου Brayton που υλοποιείται με στροβιλομηχανές (συμπιεστή και στρόβιλο), η επίλυση του ιδεατού κύκλου, η εκτίμηση των επιδόσεων για πραγματικό κύκλο με απώλειες, η βιβλιογραφική ανασκόπηση της τρέχουσας έρευνας και οι πιθανές εφαρμογές (λ.χ. ως ψυκτική μηχανή). Δ. Κουμπογιάννης Ζητείται η μελέτη, κατανοήση και περιγραφή του οργανικού κύκλου Rankine, το επίπεδο τεχνολογικής ωριμότητας για την υλοποίησή του στην πράξη, ο απαιτούμενος εξοπλισμός η επίλυση του ιδεατού κύκλου, η εκτίμηση των επιδόσεων για πραγματικό κύκλο με απώλειες, η βιβλιογραφική ανασκόπηση της τρέχουσας έρευνας και η εστίαση στις δυνατές του εφαρμογές (π.χ. σε μικρές διατάξεις συμπαραγωγής). Δ. Κουμπογιάννης Ζητείται η κατανόηση και περιγραφή της βασικής διάταξης εγχυτήρα ατμού, της αρχής λειτουργίας του, των ειδών εγχυτήρων που υπάρχουν, των ήδη υπαρχόντων εφαρμογών καθώς και νέων, η βιβλιογραφική ανασκόπηση σε βασικά θερμοδυναμικά μοντέλα για την πρόλεξη των επιδόσεων ενός εγχυτήρα ατμού, η υιοθέτηση και εφαρμογή ενός τέτοιου μοντέλου για την εκπόνηση παραμετρικών μελετών με σκοπό την κατάδειξη της σημαντικότητας διαφόρων παραμέτρων στη λειτουργία του ώστε να δοθούν κάποιες βασικές αρχές σχεδιασμού μιας τέτοιας διάταξης. Δ. Κουμπογιάννης Προγραμματισμός των σχέσεων που διέπουν τη ροή των ρευστών και τη μεταξύ τους συναλλαγή θερμότητας σε εναλλάκτες αυλών-κελύφους, οι οποίες έχουν καταγραφεί σε προηγούμενη πτυχιακή και από τις οποίες μπορεί να εκτιμηθεί η αποδοτικότητα του εναλλάκτη. Εκπόνηση παραμετρικών μελετών και της κατανόησης της σημασίας τους προς την κατεύθυνση του σχεδιασμού. Κατάστρωση προβλήματος σχεδιασμού τυπικού εναλλάκτη, με δεδομένα από πραγματικό εναλλάκτη. Βέλτιστος γεωμετρικός σχεδιασμός του εναλλάκτη με σκοπό λ.χ. τη μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας του και την ελαχιστοποίηση της πτώσης πίεσης με χρήση λογισμικού βελτιστοποίησης που βασίζεται σε εξελικτικούς αλγορίθμους. Δ. Κουμπογιάννης Ζητούμενο είναι, με βάση αποτελέσματα προηγούμενων σχετικών εργασιών (με τον ίδιο επιβλέποντα), να αναγνωριστούν τα υλικά που κυρίως συμμετέχουν κατά μάζα ή/και κατά ποσοστό ενσωματωμένης ενέργειας στα δίκτυα των συστημάτων θέρμανσης τυπικών αστικών Θερμικές Στροβιλομηχανές Ι και ΙΙ, καλή γνώση Αγγλικής γλώσσας Θερμικές Στροβιλομηχανές ΙΙ, καλή γνώση Αγγλικής γλώσσας Ατμολέβητες, Θερμικές Στροβιλομηχανές Ι και ΙΙ, καλή γνώση Αγγλικής γλώσσας και άνεση στο χειρισμό λογισμικού. Μηχανική Ρευστών, Μετάδοση Θερμότητας, άνεση στο χειρισμό λογισμικού. Γνώση Αγγλικής γλώσσας. ΘΨΚ Ι, ΘΨΚ ΙΙ Δ. Κουμπογιάννης κτιρίων του Ελληνικού χώρου (ειδικότερα λέβητα, καυστήρα, σώματα και σωλήνες). Με στόχο την εκτίμηση της ενσωματωμένης ενέργειας αυτών των βασικών υλικών ζητείται η καταγραφή και χαρτογράφηση των κατασκευαστών (είτε Ελλήνων είτε εισαγωγέων), η επικοινωνία με κάποιους από αυτούς για αναζήτηση πληροφοριών περί του τρόπου ΘΨΚ Ι, ΘΨΚ ΙΙ

4 προμήθειας και μεταφοράς της πρώτης ύλης, ώστε να εκτιμηθεί η ζητούμενη τιμή ενσωματωμένης ενέργειας. Για το σκοπό αυτό πιθανό να απαιτηθεί επίσκεψη σε χώρο παραγωγής κάποιων υλικών και προσπάθεια εκτίμησης της ζητούμενης τιμής από την κατανάλωση ενέργειας στη γραμμή παραγωγής. Θα ακολουθήσει σύγκριση και σχολιασμός των τιμών που θα προκύψουν με αντίστοιχες τιμές της διεθνούς βιβλιογραφίας και αρθρογραφίας. 4 Πειραματική/υπολογιστική διαδικασία ηλεκτρομαγνητικής ροής Kolmogorov Η ροή Kolmogorov είναι μια βασική ροή στην οποία το ρευστό περιστρέφεται λόγω μιας εξωτερικής ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Στην περίπτωση της πειραματικής διάταξης που προτείνεται, το ρευστό περιστρέφει η δύναμη Lorentz που προκαλείται από διαφορά δυναμικού και εξωτερικό μόνιμο μαγνήτη. Η εργασία μπορεί να συμπεριλάβει τον υπολογισμό της ροής με μεθόδους υπολογιστικής ρευστομηχανικής. Μηχανική ρευστών, ηλεκτρισμός 5 Προσομοίωση μεταφοράς θερμότητας σε ηλιακούς θερμοσίφωνες. Προσομοίωση μεταφοράς θερμότητας σε δίκτυα σωληνώσεων ηλιακών πάνελ θερμοσιφώνων με μεθόδους της υπολογιστικής ρευστομηχανικής. Προσδιορισμός των βέλτιστων διαστάσεων λειτουργίας και των συντελεστών μεταφοράς ανά μονάδα τρέχοντος μήκους του πάνελ. Μηχανική ρευστών, μετάδοσης θερμότητας, Η/Υ. 6 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΚΑΙ ΤΡΟΠΟΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗΣ ΤΟΥ Χρησιμοποιώντας σχέδια ενός πραγματικού κτιρίου, θα υπολογίσουμε τις απώλειες που έχει (άρα και τις ανάγκες για θέρμανση) και τις λοιπές καταναλώσεις σε ρεύμα, πετρέλαιο κ.λπ. και θα προτείνουμε τρόπους παρεμβάσεων ώστε να αναβαθμιστεί ενεργειακά. Τέλος θα δοθεί το κόστος των παρεμβάσεων με την αναμενόμενη διάρκεια απόσβεσης. Μετάδοση θερμότητας, Θ.Ψ.Κ., Διαχείριση ενέργειας, Οικονομική Ανάλυση και Επιχειρηματικότητα. 7 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΡΟΗΣ ΣΕ Η ηλεκτρομηχανική ροή είναι μια βασική ροή στην οποία το ρευστό κινείται λόγω μιας διαφοράς ηλεκτρικού δυναμικού. Στην περίπτωση Μηχανική ρευστών,

5 ΑΕΡΟΣΥΡΑΓΓΑ της πειραματικής διάταξης που προτείνεται, θα γίνει η θεωρητική μελέτη της κατάλληλης διάταξης, η κατασκευή της και η δοκιμή της στην αεροσήραγγα του Εργαστηρίου Υδροδυναμικών. ηλεκτρισμός 8 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΡΟΗΣ ΣΕ ΑΕΡΟΣΥΡΑΓΓΑ Η ηλεκτρομηχανική ροή είναι μια βασική ροή στην οποία το ρευστό κινείται λόγω μιας διαφοράς ηλεκτρικού δυναμικού. Στην περίπτωση της πειραματικής διάταξης που προτείνεται, θα γίνει η θεωρητική μελέτη της κατάλληλης διάταξης, η κατασκευή της και η δοκιμή της στην αεροσήραγγα του Εργαστηρίου Υδροδυναμικών. Μηχανική ρευστών, ηλεκτρισμός 9 0 Ανάπτυξη υπολογιστικών μοντέλων για την προσομοίωση και ανάλυση ευαισθησίας προβλημάτων μετάδοσης θερμότητας. Προσδιορισμός παραμέτρων και εκτίμηση αβεβαιότητας σε μοντέλα μετάδοσης θερμότητας. Δημήτριος Παπαδημητρίου Δημήτριος Παπαδημητρίου Ανάπτυξη λογισμικού για την επίλυση των εξισώσεων μετάδοσης θερμότητας για μονοδιάστατα προβλήματα συμπεριλαμβανομένης της μετάδοσης θερμότητας με αγωγή και της ύπαρξης πηγών θερμότητας. Μαθηματική ανάπτυξη των εξισώσεων για τον υπολογισμό της ευαισθησίας επιλεγμένων ποσοτήτων ως προς τις παραμέτρους του προβλήματος όπως π.χ. το συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας, την κλίση θερμοροής ή τη θερμοκρασία στο σύνορο. Επέκταση σε μη μόνιμη μετάδοση θερμότητας και αντιμετώπιση των δυσκολιών (αυξημένες ανάγκες αποθήκευσης και υπολογιστικής ισχύος) των αντίστοιχων μεθόδων ανάλυσης ευαισθησίας. Ανάπτυξη υπολογιστικού μοντέλου και λογισμικού για την επίλυση της μετάδοσης θερμότητας σε διδιάστατα προβλήματα. Υπολογισμός πρώτων και δευτέρων παραγώγων ευαισθησίας επιλεγμένων συναρτησιακών που εκφράζουν την απόκλιση υπολογισθέντων ποσοτήτων από αντίστοιχες μετρήσεις ως προς παραμέτρους του προβλήματος και προσδιορισμός των παραμέτρων αυτών με χρήση μεθόδων βελτιστοποίησης και αντίστροφου σχεδιασμού. Υπολογισμός των αβεβαιοτήτων των παραμέτρων με τη χρήση ασυμπτωτικών μεθόδων. Ανώτερα Μαθηματικά, Προγραμματισμός σε Η/Υ, Μετάδοση Θερμότητας Ανώτερα Μαθηματικά, Προγραμματισμός σε Η/Υ, Μετάδοση Θερμότητας Εφαρμογή μεθόδων υπολογιστικής Δημήτριος Χρήση ανοικτού λογισμικού OpenFOAM για τον Μετάδοση Θερμότητας,

6 ρευστοδυναμικής για τη μοντελοποίηση κλιματιζόμενων χώρων. Παπαδημητρίου υπολογισμό των πεδίων ταχυτήτων και θερμοκρασίας σε επαγγελματικούς χώρους με χρήση συστήματος κλιματισμού με αεραγωγούς. Κατασκευή υπολογιστικού πλέγματος, επιβολή οριακών συνθηκών, επιλογή μοντέλου ροής, επίλυση του πεδίου ροής και υπολογισμός χαρακτηριστικών μεγεθών ροής. Υπολογιστική Ρευστοδυναμική. Επεμβάσεις και εξοικονόμηση ενέργειας σε κτίρια της ΣΤΕΦ. ΠΡΟΕΣΤΑΚΗΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ ΣΥΛΛΟΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΤΗΣ ΣΤΕΦ ΜΕΤΡΑ & ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΜΕΣΗΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ.ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ.ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΤΙΡΙΩΝ & Η/Μ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ 3.ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 4.ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 5.ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ