ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Ηµερίδα: Ενεργειακέ εφαρµογέ σε κτήρια Τετάρτη 11 Μάη 211 Συνεδριακό κέντρο νοµαρχία ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μ. Γρ. Βραχόπουλος NATURAL GEOTHERMAL ENERGY Μ. Gr. Vrachopoulos Μάρη 211

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ TEI ΧΑΛΚΙ ΑΣ (Ψύξη Ψύξη, Κλιµατισµού και Εναλλακτικών Μορφών Ενέργεια ) Prof. Μ. Gr. Vrachopoulos

Ηγη γησαν πηγή θερµότητα Η θερµοκρασία στο υπέδαφο καιηροή θερµότητα προ την επιφάνεια. Ήτανήδηγνωστόαπότον 17 ο αιώναότιηθερµοκρασίασεβαθιά ορυχείαείναιµεγαλύτερηαπόαυτήτη επιφάνεια τη γη. Μία τέτοια θερµοκρασιακή βαθµίδα προ ποθέτει ροή θερµότητα από το εσωτερικό προ την επιφάνεια και δηµιουργεί πολλά ερωτηµατικά που αφορούν στο ποσό τη θερµότητα, τη διακύµανσή τουαπόµέρο σεµέρο καιτηνπροέλευσήτου. Αν η θερµότητα µεταφέρεται µε αγωγή, το ποσό που αναδύεται από τη γη ανά µονάδα επιφανεία είναι ίσο προ το γινόµενο τη θερµοκρασιακή βαθµίδα επί τον συντελεστή θερµική αγωγιµότητα.

Γεωθερµική ενέργεια Με τον όρο «γεωθερµική ενέργεια» περιγράφεται η θερµική ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό τη γη. Η ενέργεια αυτή φθάνει στην επιφάνεια τη γη καιστησυνέχειαακτινοβολείταιστοδιάστηµα, παράλληλα αποθηκεύεται και σε υπόγειου ή επιφανειακού σχηµατισµού µε τη µορφή θερµών ατµών, υπόγειων θερµών νερών καθώ και θερµών ξηρών πετρωµάτων.

Πετρώµατα µε ρωγµές που επιτρέπουν την κίνηση των ρευστών Βροχή Πηγή θερµότητας Γεωθερµικά πεδία Ανάλογα µε τη θερµοκρασία του υπεδάφου ή του ρευστού χωρίζονται σε: Στεγανό κάλυµµα Συλλέκτης µε µεγάλη περιεκτικότητα νερού Υψηλή Ενθαλπία. Όταν η θερµοκρασία των παραγόµενων ρευστώνξεπερνάτου 15 ο C. Τα ρευστά αυτά αποτελούνται στι περισσότερε περιπτώσει από µίγµα υγρού ατµού και θερµού νερού. Μέση Ενθαλπία µε θερµοκρασίε ρευστώνµεταξύ 15-9 ο C, και Χαµηλή Ενθαλπία µε θερµοκρασίε ρευστών µεταξύ 1-25 ο C Πολύ Χαληµή Ενθαλπία µε θερµοκρασίε αντίστοιχε των µέσων ετησίων του αέρα περιβάλλοντο (µικρότερε των 25 ο C,Κανονική, ΟµαλήήΑβαθή ). Πάρα Πολύ Χαµηλή Ενθαλπία µε θερµοκρασίε µικρότερε των ο C,

Η «γεωθερµία» είναι ένα ενεργειακό πόρο ο οποίο στην Ελλάδα, µέχρι την παρούσα χρονική περίοδο, δεν έχει προσελκύσειτοεπενδυτικόενδιαφέρον.

Νοµοθετικό Πλαίσιο Ελλάδα Ο βασικό λόγο που στάθηκε εµπόδιο στην ανάπτυξη εµπορικών εφαρµογώνεκµετάλλευση τωνγεωθερµικώνπεδίωνστηνελλάδα, ήταν το µέχρι πρότινο ισχύον Νοµοθετικό πλαίσιο. Από τον Αύγουστο του 23, µε την ψήφιση του ν. 3175/3 (Αξιοποίηση του Γεωθερµικού υναµικού, Τηλεθέρµανση & άλλε διατάξει ) ο οποίο ορίζει σαφώ τι δυνατότητε και προ ποθέσει εκµετάλλευση τη υπεδαφική ενέργεια, άνοιξε ο δρόµο για την επενδυτική εµπορική ανάπτυξη στον τοµέα αυτό. Με βάση το νέο Νόµο προβλέπεται η δυνατότητα παραγωγή και πώληση Ηλεκτρική Ενέργεια καθώ και η παράπλευρη εκµετάλλευση δικτύων διανοµή θερµική ενέργεια προ τρίτου (τηλεθέρµανση τηλεψύξη). Σε ότι αφορά τι διαδικασίε παραγωγή ηλεκτρική ενέργεια ισχύουν παράλληλα και οι διατάξει του ν. 2773/99 (Απελευθέρωση τη Αγορά Ηλεκτρική Ενέργεια Ρύθµιση θεµάτων Ενεργειακή πολιτική & λοιπέ διατάξει ).

Παραδείγµατα εφαρµογών στον κόσµο.. και στην Ελλάδα 9 9

Γεωθερµία Σήµερα εκτό από την αξιοποίηση τη γεωθερµική ενέργεια για παραγωγή ηλεκτρική ενέργεια µεγάλη ανάπτυξη παρουσιάζουν και για την κάλυψη θερµικών αναγκών κτιριακών εγκαταστάσεων. Η εκµετάλλευση τη γεωθερµική ενέργεια πολύ χαµηλή ενθαλπία µε γεωθερµικέ αντλίε άρχισε στι τεχνολογικά προηγµένε χώρε, όπω : Η.Π.Α., Καναδά, Σουηδία, Γαλλία, Ελβετίακαι Γερµανίατο 198 (µετάτηνάνοδοτωντιµώνπετρελαίουστηδεκαετίατου 197). Μέχρι το 199 υπήρχε σε λειτουργία σηµαντικό αριθµό εγκαταστάσεων µε γεωθερµικέ αντλίε στι χώρε αυτέ, που αυξάνεταιµεταχύρυθµόµέχρικαισήµερα. Ειδικά στη Γερµανία έχουν αναπτυχθεί ταχύτατα τα τελευταία έτη µε προοπτική πλήρου αντικατάσταση των άλλων

Γεωθερµική Αντλία Θερµότητα - GSHP Τι προσφέρουν τα συστήµατα GSHP (& ASHP) Θέρµανση Ψύξη Ζεστό νερό χρήση Αποφυγήπάγου (καιστα θεµέλια) Και έχουν Αποδοτικότητα Μειωµένη συντήρηση Μειωµένε ανάγκε χώρων Μικρό λειτουργικό κόστο Σταθερή απόδοση (ισχύ) Άνεση και ποιότητα αέρα Μειωµένα φορτία αιχµή για κλιµατισµό

Λειτουργία Γεωθερµικού Εναλλάκτη -Θερµαντλία Μέχρι σήµερα οι ενεργειακέ ανάγκε των κτιρίων για θέρµανση, ψύξη και παραγωγή νερού χρήση καλύπτονται σχεδόν αποκλειστικά από ορυκτά καύσιµα και ηλεκτρικό ρεύµα, τοοποίοεπίση παράγεταιαπόορυκτάκαύσιµα. Με τι αντλίε θερµότητα αξιοποιείται η καλούµενη περιβαλλοντική θερµική ενέργεια, δηλ. αυτή που περιέχεται στι υλικέ µάζε τουάµεσουπεριβάλλοντο τουκτιρίου, δηλαδή στι αέριε, στι υδάτινε και στι εδαφικέ υπεδαφικέ (λιθογραφικέ ) µάζε. Το υπόγειο νερό αποτελεί τη βέλτιστηλύσηγιατηνλειτουργίατη αντλία θερµότητα, αρκεί να διατίθεται µε µια ελάχιστη σταθερή παροχή.

Τρόποισύνδεση µετηγη Κάθετε Πετρώδε έδαφο Αυξηµένο κόστο Μικρή χρήση γη Υψηλή αποδοτικότητα Οριζόντια Μεγάλη χρήση γη Μειωµένο κόστο Μικρά κτίρια Μεταβολή θερµοκρ. Υπόγειων Υδάτων Υδροφόρο ορίζοντα Μικρότερο κόστο ιατάξει - Νόµοι Ρύπανση (εναλλακτών)

Θερµοκρασίε εδάφου Έδαφο απορροφά περίπου ½ τη ηλιακή ακτινοβολία Έδαφο αποσβένει τι θερµοκρασιακέ µεταβολέ GSHP περισσότερο αποδοτική Μεταβολή θερµοκρασία µειώνεται µε το βάθο Αµελητέακάτωαπό 15 µ Τοπικέ θερµοκρασίε εδάφου εξαρτώνται απότο κλίµα κάλυψη εδάφου, κλίση, βροχοπτώσει, θερµοφυσικέ ιδιότητε χώµατο κλπ.

Παράγοντε έργου Γεωθερµική Αντλία Θερµότητα Βέλτιστηοικονοµικότηταόταν: Απαιτείται θέρµανση και ψύξη Μεγάλε εποχιακέ αλλαγέ θερµοκρασία Νέα κατασκευή ή αλλαγή - αντικατάσταση συστηµάτων Για θέρµανση µόνο: Χαµηλή τιµή ηλεκτρισµού και υψηλή τιµή πετρελαίου, αερίου Για ψύξη µόνο: Υψηλή τιµή ηλεκτρισµού και χρέωση αιχµή ιαθεσιµότητα σκαπτικού και διατρητικού εξοπλισµού Αβεβαιότητα κόστου εγκατάσταση εναλλάκτη Κριτήρια οικονοµικότητα ιδιοκτήτη

Πρώτα Συµπεράσµατα Οι GSHP παρέχουν θέρµανση, ψύξη και θερµό νερό (χρήση ) Το έδαφο αποσβένει µεταβολέ θερµοκρασία και αυξάνει αποδοτικότητα των GSHP Αρχικόκόστο των GSHP είναι υψηλό αλλά το κόστο Λειτουργία & Συντήρηση είναι χαµηλό Προτιµητέε οι κλιµατικέ περιοχέ όπου χρειάζεται ψύξη και θέρµανση, λχ Περιοχή Μεσογείου, Ελλάδα, Κυπρο, Ιταλίακ.λπ.

Τα Γεωθερµικά Συστήµατα προσφέρουν ταυτόχρονη παραγωγή Ψυχρού και Θερµού νερού µε µέσο ετήσιο βαθµό απόδοση COP = 4, ~ 6,5+ σε σχέση µε τα αερόψυκτα µηχανήµατα που παρουσιάζουν COP = 2,2 ~ 3,2+

ΡΟΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΝΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑΣ ηλεκτρικό ρεύµα ~2% ηλεκτρικό ρεύµα 2% Ενέργεια Κλιµατισµού 8% Ενέργεια θέρµανση 1% δωρεάν Γεωθερµική ενέργεια ~8%

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Με την εφαρµογή των γεωθερµικών συστηµάτων δηµιουργούνται άµεσα πλεονεκτήµατα όπω : Κατάργηση του πετρελαίου πετρελαίου (µηδενικέ εκποµπέ CO 2 στο άµεσο περιβάλλον πραγµατική συνολική µείωση 45~55%). Το 7 8% τη ενέργεια παρέχεται απότο περιβάλλον. Μείωση του κόστου λειτουργία ~5% σε σχέση µε συµβατικού τρόπου θέρµανση και ψύξη. εν απαιτείται δεξαµενή καυσίµων. εν απαιτείται καµινάδα και καπνοδόχο. Αισθητική αναβάθµιση των κτιρίων (Απουσία αντιαισθητικών εγκαταστάσεων όπω ψύκτη, A/C κλπ) Ένα µηχάνηµα για θέρµανση και ψύξη µε µικρότερο κόστο συντήρηση. Αθόρυβη λειτουργία. Απουσία καύσεων και σπινθήρων (συνεπώ δεν απαιτείται πυροπροστασία). Απουσία οσµών καυσαερίων. Απουσία οσµών απότη δεξαµενή πετρελαίου. Απουσία ανάγκη χώρου για δεξαµενή καυσίµου. εν απαιτείται καµία συντήρηση στου γεωεναλλάκτε, ενώ η αντλία θερµότητα χρειάζεται µακρόχρονο περιοδικό έλεγχο.

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Αρχικό κόστο κατασκευή Απαίτηση ύπαρξη ηλεκτρική ενέργεια για λειτουργία. Ειδικό και ακριβή σχεδιασµό εγκαταστάσεων

Κάθετος Γεωθερµικός Εναλλάκτης (Vertical Earth Heat Exchanger VEHE) Αντλία Θερµότητα Νερού Νερού ή Ψυκτικού µέσου Κατανάλωση ηλ. ενέργεια Αποβολή θερµότητα απότο συµπυκνωτή Πρόσδοση θερµότητα στον ατµοποιητή Κάθετο Γεωθερµικό Εναλλάκτη

Προσδιορισµός Συµπεριφοράς Κατακόρυφου Γεωθερµικού Εναλλάκτη Θερµότητας

στόχο είναι η µελέτη των θερµοκρασιακών πεδίων που δηµιουργούνται λίγα µέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφου κατά τη λειτουργία τη «κανονική γεωθερµία» Έχει διαπιστωθεί ότι οι ατµοσφαιρικέ συνθήκε επηρεάζουν τη θερµοκρασία σε µικρό σχετικά βάθο, συνήθω µέχρι τα 5 m ενώ έχουν µηδενική επίδραση κάτω των 31 m η µεταβολή τη θερµοκρασία στα 2m βάθου από την επιφάνεια του εδάφου δε µεταβάλλεται περισσότεροαπό±2 C κατάτηδιάρκειατουέτου. (Εξαρτάται βέβαια και από τι θερµοφυσικέ ιδιότητε τουυλικούτουυπεδάφου ).

Θερµοκρασιακή Κατανοµή Εδάφου Ισοθερµοκρασιακέ καµπύλε περίοδο θέρµανση Μήνα : Απρίλιο T in, water =18,7 C m& =,25 kg/s D=28 mm d=22 mm 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 19, Ηµέρα 1 η, συνεχή 864sec 19,2 19,4 19,6 5 1 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 Ηµέρα 5 η, συνεχή 19,2 19,4 19,6 19, 5 1 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 19,2 19,4 19,6 Ηµέρα 1 η, συνεχή 19, 5 1 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 19,2 19,4 19,6 Ηµέρα 2 η, συνεχή 19, 5 1 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,8 2, 4 45 5 19,8 2, 4 45 5 19,8 2, 4 45 5 19,8 2, 4 45 5 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,4 2,6 6 65 7 2,4 2,6 6 65 7 2,4 2,6 6 65 7 2,4 2,6 6 65 7 T out,water = 19,2812 C T out,water = 19,1111 C T out,water = 19,34 C T out,water = 18,9572 C *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου.

Θερµοκρασιακή Κατανοµή Εδάφου Ισοθερµοκρασιακέ καµπύλε περίοδο θέρµανση Μήνα : Απρίλιο T in, water =17, C m& =,3kg/s D=28 mm d=22 mm 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 Ηµέρα 1 η 19, 5 Ηµέρα 5 η 19, 18, 8 5 Ηµέρα 1 η 19, 18, 8 5 Ηµέρα 2 η 19, 18, 8 5 1 1 1 1 19,2 19,4 19,6 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 15 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,8 4 19,8 4 19,8 4 19,8 4 2, 45 5 2, 45 5 2, 45 5 2, 45 5 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,4 2,6 6 65 2,4 2,6 6 65 7 7 7 T out,water = 18,667 C T out,water = 18,962 C T out,water = 17,865 C T out,water = 17,6625 C *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου. 2,4 2,6 6 65 2,4 2,6 6 65 7

Θερµοκρασιακή Κατανοµή Εδάφου Ισοθερµοκρασιακέ καµπύλε περίοδο ψύξη Μήνα : Ιούλιο T in, water =28, C m& =,3 kg/s D=28 mm d=22 mm 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 Ηµέρα 1 η 5 Ηµέρα 5 η 5 Ηµέρα 1 η 5 Ηµέρα 2 η 5 1 1 1 1 15 15 15 15 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,8 4 19,8 4 19,8 4 19,8 4 45 45 45 45 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,4 6 65 2,4 6 65 2,4 6 65 2,4 6 65 2,6 7 2,6 7 2,6 7 2,6 7 T out,water =22,6663 C T out,water = 24,355 C T out,water = 25,1254 C T out,water = 25,813 C

Θερµοκρασιακή Κατανοµή Εδάφου Ισοθερµοκρασιακέ καµπύλε περίοδο ψύξη Μήνα : Ιούλιο T in, water =3, C m& =,3 kg/s D=28 mm d=22 mm 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 8 Μήκο πεδίου 7 6 5 4 3 2 1 Ηµέρα 1 η 5 Ηµέρα 5 η 5 Ηµέρα 1 η 5 Ηµέρα 2 η 5 1 1 1 1 15 15 15 15 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,2 19,4 19,6 2 25 3 35 Βάθο πεδίου 19,8 4 19,8 4 19,8 4 19,8 4 45 45 45 45 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,2 55 2,4 6 65 2,4 6 65 2,4 6 65 2,4 6 65 2,6 7 2,6 7 2,6 7 2,6 7 T out,water = 23,444 C T out,water = 25,4931 C T out,water = 26,4457 C T out,water = 27,2813 C

Εγκατάσταση Γεωθερµικού Εναλλάκτη και συστήµατο T o (t) h o Fan Coil Unit q o (t) I(t) T o (t ) T in, water (t) L T out, water(t) Heat Pump Boiler Vertical Earth Heat Exchanger (VEHΕ) q geo

Εγκατάσταση 1 ου Γεωθερµικού Εναλλάκτη στην Ελλάδα -Κατοικία στο Κορωπί, 1991 Εισαγωγή εναλλάκτη στη γεώτρηση Οµάδα εργασία : Ιωαν. Παπαγεωργάκη, Οµ. Καθ ΕΜΠ ΜιχΓρ Βραχόπουλο, Καθ ΤΕΙ Χαλκίδα Κάµψη σωλήνων για τοποθέτησή του στην τάφρο

Αντλία θερµότητα & Boilerεγκατάσταση Αντλία θερµότητα νερού νερού (διακρίνεται το εσωτερικό τη ) Boilerαποθήκευση ζεστούνερούαπότηνα/θ

Μήνα : Ιούλιο D=28 mm d=22 mm ιάγραµµα Ισχύο Γεωθερµικού Εναλλάκτη Ισχύ (kwatt) 2,4 2,2 2, 1,8 1,6 1,4 1,2 1,,8,6,4,2, (1) :Twater(in)=18,7 C, Mwater=,25 kg (2) :Twater(in)=17, C, (1): T in, =18,7 C, m= Mwater=,3,25 kg/s kg (3) :Twater(in)=17,4 C, (2): T in, water =17, C, m= Mwater=,238,25 kg/s kg (4) :Twater(in)=17,7 C, (3): T Mwater=,3 kg - - - :Αντίστοιχες in, water =17,4 C, m=,238 kg/s πειραµατικές τιµές (2) (3) (4) (1) 48 96 144 192 24 288 336 384 432 48 Χρόνο λειτουργία (hours) (4): T in, water =17,7 C, m=,3 kg/s. : Πειραµατικέ τιµέ

Οριζόντιος Γεωθερµικός Εναλλάκτης (Horizontal Earth Heat Exchanger HEHE) Ενδεικτική διάταξη

Προσδιορισµός Συµπεριφοράς Οριζόντιου Γεωθερµικού Εναλλάκτη Θερµότητας q& Φορτίοαγωγή υπεδάφου κατά x (θέση z=l z ) geo ( t, L, y, z) x k = J [ T ( t, x, L, z) T ( t, L, L, z) ] j 1 j 1 y ( t x, y,) = h T ( t) T ( t, x, y, ) & ο, ο ο L [ ] I( t) q j + J Φορτίο συναγωγή & ακτινοβολία στην επιφάνεια έντονη η παρουσία για µικρά βάθη. j x y Φορτίο συναγωγή νερού q& [ ] ( t, x) = h T ( t) T ( t x) f f j, Απορροφούµενη θερµότητα εναλλάκτη L x ( ) = q& ( t, x) Qt & dx

Ενδεικτική διαµόρφωση οριζόντιου γεωθερµικού εναλλάκτη

Καµπύλε µέγιστη και ελάχιστη θερµοκρασία υπεδάφου αναλόγω του βάθου 34, 31, MAX 21 JANUARY 21 FEBRUARY TEMPERATURE 28, 25, 22, 19, 16, 13, 21 MARCH 21 APRIL 21 MAY 21 JUNE 21 JULY 21 AUGUST 21 SEPTEMBER 21 OCTOBER 21 NOVEMBER 21 DECEMBER 1, 1 2 3 4 5 6 DEPTH MIN

Μέγιστε και ελάχιστε θερµοκρασίε αέρα και επιφανειακού υπεδάφου * ΒΑΘΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗ ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΗΜΕΡ. ΘΕΡΜ. ΘΕΡΜ. ΗΜΕΡ. Αέρας 4,2 o C 6η/7ου 6 o C 26η /1ου,6µ 29,24 o C 17η /7ου 16,94 o C 16η /1ου 1µ 28,24 o C 27η /7ου 2µ 26,38 o C 22η /8ου 3µ 25,2 οc 17η /9ου 4µ 24,44 o C 13η/1ου 5µ 23,95 o C 12η/11ου 17,94 o C 19,72 o C 2,98 o C 21,74 o C 23,23 o C 24η /1ου 22η /2ου 19η/3ου 14η /4ου 1η/5ου *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25%

Συµπέρασµα 2ο Ηαναπτυσσόµενηχρονικήυστέρηση 1-12 ηµερών συνεπάγεται σηµαντική υποβοήθηση στα εποχικά φορτία.

Τυπικά συνολικά φορτία για όλοτο έτο στην Αττική 4, 3, Θέρο 2, 1, W/m 2 /day, -1, -2, 5 1 15 2 25 3 35-3, -4, Χειµώνα -5, -6, DAYS

Μεταβολή τη θερµοκρασία του υπεδάφου για διαταραγµένο και αδιατάρακτο πεδίο, κατά βάθο MEAN TEMEPERATURE 23,24 23,22 23,2 23,18 23,16 23,14 23,12 23,1 23,8 Α ΙΑΤΑΡΑΧΤΟ ΠΕ ΙΟ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 1η ΙΑΤΑΡΑΧΗ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 2η ΙΑΤΑΡΑΧΗ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 3η ΙΑΤΑΡΑΧΗ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 4η ΙΑΤΑΡΑΧΗ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 5η ΙΑΤΑΡΑΧΗ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 23,6 1 2 3 4 5 6 DEPTH *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου.

Περιοδική θέρµανση εδάφου Η µέση τιµή της θερµοκρασίας του εδάφους κατά βάθος αυξάνεται από το 1 ο το 5 ο έτος λειτουργίας της κλιµατιστικής εγκατάστασης από 23,2 σε 23,24 ο C δηλαδή,4κ. έως Κατά τους χειµερινούς µήνες παρατηρείται µικρή µείωση της θερµοκρασίας κατά βάθος λόγω της απορρόφησης θερµότητας από το έδαφος µέσω της γεωθερµικής αντλίας θερµότητας κατά 1,77 Κ ( ο C), ενώ κατά τους θερινούς µήνες παρουσιάζεται µικρή αύξηση της θερµοκρασίας κατά 1,8 Κ ( ο C) κατά βάθος λόγω αποβολής θερµότητας προς το έδαφος.

Ηετήσια µεταβολή θερµοκρασία εισόδου στον εναλλάκτη εδάφου σαν συνάρτηση του βάθου. 4, 35,,6µ 3, 1µ TEMPERATURE 25, 2, 15, 2µ 3µ 1, 4µ 5, 5µ, 5 1 15 2 25 3 35 4 DAYS *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου.

Χρονική (καθ καθ-) υστέρηση των εποχών σαν συνάρτηση του βάθου. 15 2 25 3 DAYS *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου.

Στοιχεία ψυκτική διάταξη

Συµπεριφορά µονοβάθµια ψυκτική διάταξη νερού αέρα σε διάγραµµα lnp-h, για εξωτερικέ θερµοκρασίε T db =35 o C και T db =4 o C (λειτουργία κατά το θέρο )

ιάγραµµα µεταβολών ψυκτικού κύκλου µε χρήση γεωθερµικού εναλλάκτη

Σύγκριση Συντελεστή συµπεριφορά (COP) µονοβάθµια ψυκτική διάταξη νερού αέρα µε COP µονοβάθµια ψυκτική διάταξη νερού νερού (γεωθερµικό µπλε-) 3,5 3, 2,5 COP 2, 1,5 1,,5, 32 35 4 45 46,6 Τdb (oc)

Σύγκριση ψυκτική ικανότητα (Q steamer ) µονοβάθµια ψυκτική διάταξη νερού αέρα µε µονοβάθµια ψυκτική διάταξη νερού νερού (γεωθερµικό µπλε-) -µπλε 14 12 Q evaporator (kw) 1 8 6 4 2 32 35 4 45 46,6 Tdb (oc)

Ετήσια µεταβολή COP µε παράµετρο το βάθο τοποθέτηση οριζοντίου εναλλάκτη 6,,6µ 5, 1µ 4, COP 3, 2µ 3µ 2, 4µ 1, 5µ, 5 1 15 2 25 3 35 4 DAYS *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου.

Σύγκριση κόστου λειτουργία οµαλή γεωθερµία και αέρα* ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Βάθος (m) /m 2 /έτος - %,6 22,12 22,4% 1 21,59 24,3% 2 2,31 28,8% 3 19,33 32,2% 4 18,73 34,2% 5 18,43 35,4% ΑΕΡΑΣ 28,52 % *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Εφόσον οι θερµοκρασίε του εδάφου κυµαίνονται από 15-31 ο Cσεόλητηδιάρκειατουέτου από,6-5m. Οι τιµέ του COP κυµαίνονται µεταξύ του 3,2-5,5 για όλε τι εποχέ, χειµώνα και θέρο αντίστοιχα και ηµέσηετήσιατιµήκοντάστο 4. Τοποσοστόµείωση τουλειτουργικούκόστου, 22-32%, σεσχέσηµετοποσοστόαύξηση τουαρχικού κόστου τη εγκατάσταση κατά 27-3%, αποσβένεται σε διάστηµα µικρότερο από 3~5 έτη *Υλικά υπεδάφου µε k=1,w/mk, c=8kj/kgk, ρ=2kg/m 3 υγρασία ~25% Χωρί την επίδραση τη θερµική διάχυση απείρου.

Λειτουργικά Κατοικία στη Μυτιλήνη 27~8 (συνολικές ετήσιες ώρες θέρµανσης 132) περίοδος Οκτώβρη 7 µέχρι και Γενάρη 8 Έκταση 25τµ, Μονοκατοικία. Θέρµανση 24ώρες/ηµέρα και θερµό νερό χρήσης από γεωθερµία. Έξοδα λειτουργίας κτιρίου 2695kWh ή (62 ), περιλαµβάνει θέρµανση, θερµό νερό, λοιπές ηλεκτρικές καταναλώσεις 3µελούς οικογένειας ιαµέρισµα στην Αθήνα 27~8 (συνολικές ετήσιες ώρες θέρµανσης 11) περίοδος Οκτώβρη 7 µέχρι και Γενάρη 8 Έκταση 1τµ, Μονοκατοικία. Θέρµανση 8ώρες/ηµέρα και θερµό νερό χρήσης από λέβητα. Έξοδα λειτουργίας Θέρµανσης κτιρίου 39 (συµµετοχή στην πολυκατοιία 18 διαµερισµάτων) και 22 ηλεκτρικές λοιπές καταναλώσει. Σύνολο 61 περιλαµβάνει θέρµανση, θερµό νερό, λοιπές ηλεκτρικές καταναλώσεις 3µελούς οικογένειας.

Ροµανό - πύλου Έργα

Ροµανό -πύλου

Μορφή δικτύου, ανοικτού κυκλώµατο Τηλεκλιµατισµού Μούδρο -Λήµνου

Γεωτρήσεις για τον κλιµατισµό (θέρµανση ψύξη) του δηµαρχείου Πυλαίας (Θεσσαλονίκη) µε γεωθερµικές αντλίες θερµότητας 55

Παραδείγµατα εφαρµογών στον κόσµο και την Ελλάδα 56 56

ΜΕΘΟ ΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΙΑ ΠΡΟΤΑΣΗ ΜΗΧΑΝΟΣΤΑΣΙΟ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Η εγκατάσταση του µηχανολογικού εξοπλισµού αποτελείται από: 1.Μία Μίαή ύο Αντλίε θερµότητα (Ανάλογα µετην ισχύ τη εγκατάσταση ). 2.Πίνακε λειτουργιών και ελέγχου συστήµατο. 3.Πρωτεύοντα κυκλώµατα συστήµατο µε αντλία/ε πρωτεύοντο. 4.Βάσει δευτερεύοντο συστήµατο µε µανόµετρα, βαλβίδε ασφαλεία και κυκλοφορητέ. 5.Ελαστικού συνδέσµου. 6.Σύστηµα εναλλαγή των αντλιών θερµότητα από θέρµανση σε ψύξη, εφόσον δεν είναι ενσωµατωµένο. 7. οχείο οχείο/α Αδρανεία. 8.BOILER θερµού νερού χρήση.

Συσκευέ Αντλία θερµότητα BOILER ζεστού νερού χρήση

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕΤΑΛΛΕΙΟΛΟΓΩΝ -ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ Β ΦΑΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥΠΟΛΗ ΖΩΓΡΑΦΟΥ Η εγκατάσταση περιλαµβάνει: εκαοκτώ (18) γεωθερµικού εναλλάκτε µέσου µήκου (βάθου ) 9m οι οποίοι δηµιουργούνπεδίο. Παραγωγικήγεώτρησηνερού, βάθου 25m, παροχή 35m 3 /h, αγωγόδιαµέτρου 15 mm οδηγείταιπρο εκµετάλλευσηστονχώροτουµηχανοστασίου. υο (2) πλακοειδεί εναλλάκτε θερµότητα. υο (2) θερµαντλίε Νερού Νερού, η µια µε χρήση ψυκτικού µέσου R-47c και η άλληµε R-22, ισχύο 135kW c /15kW h. και 3kW c /35kW h αντίστοιχα. Συνθήκε λειτουργία 26-65psi και 2-7psi αντίστοιχα. Συλλέκτε και διανοµεί γεωθερµικών εναλλακτών. εξαµενήαποθήκευση (αδρανεία ) κλιµατισµένουνερού, χωρητικότητα 5m 3. Πέντε (5) in line αντλίε οι οποίε χρησιµεύουν για την κυκλοφορία του νερού εσωτερικά στο µηχανοστάσιο, δυο µεταξύ πλακοειδών εναλλακτών και θερµαντλιών, µια µεταξύ γεωθερµικών εναλλακτών και ΑΘ και δυο µεταξύ ΑΘ και δεξαµενή τροφοδοσία συστήµατο κλιµατισµού κτιρίου. Τηνδιάταξησυνοδεύεικαιδεξαµενήθερµούνερούχρήση, χωρητικότητα 2,5m 3 παράκαµψη «συντήρηση» του κτιρίου - σύστηµα παρακαµπτηρίου αγωγού

«Θερµαντλία µε ψυκτικό µέσο R-47c, συζευγµένη µέσω κλειστού κυκλώµατο νερού.» α/α Περίοδος και Στοιχεία Αέρα Γεωθερµική Μονάδες Χειµώνας 1 Θερµοκρασία Συµπύκνωσης 45, 44,79 ο C 2 Θερµοκρασία Ατµοποίησης -3,15 13,83 ο C 3 Πίεση Συµπύκνωσης 17,28 17,18 bar 4 Πίεση Ατµοποίησης 4,7 7,15 bar 5 ιαφορά πίεσης Ρ 13,21 1,3 bar 6 Λόγος συµπίεσης 4,25 2,4 7 Εσωτερικός βαθµός απόδοσης 68 71 % 8 Θεωρητικό COA 5,15 8,41 7 Ισχύς ανεµιστήρων και αντλιών 4,96 1,5 kw 8 Πραγµατικό COA 3,38 5,88 Θέρος 1 Θερµοκρασία Συµπύκνωσης 43,25 29,8 ο C 2 Θερµοκρασία Ατµοποίησης 3,84 3,84 ο C 3 Πίεση Συµπύκνωσης 16,52 11,49 bar 4 Πίεση Ατµοποίησης 5,16 5,16 bar 5 Εσωτερικός βαθµός απόδοσης 68 71 % 6 Θεωρητικό COP 5,52 9,14 7 Ισχύς ανεµιστήρων και αντλιών 4,96 1,5 kw 8 Πραγµατικό COP 3,26 6,6

«Θερµαντλία µε ψυκτικό µέσο R-22, συζευγµένη µέσω ανοικτού κυκλώµατο νερού.» α/α Περίοδος και Στοιχεία Αέρα Γεωθερµική Μονάδες Χειµώνας 1 Θερµοκρασία Συµπύκνωσης 45, 45, ο C 2 Θερµοκρασία Ατµοποίησης -3, 14, ο C 3 Πίεση Συµπύκνωσης 17,29 17,29 bar 4 Πίεση Ατµοποίησης 4,51 7,67 bar 5 ιαφορά πίεσης Ρ 12,78 9,625 bar 6 Λόγος συµπίεσης 3,84 2,26-7 Ογκοµετρικός Βαθµός Απόδοσης 76 86,5 % 8 Εσωτερικός βαθµός απόδοσης 68,4 77,9 % 9 Θεωρητικό COA 5,37 8,7 1 Ενδεικνυόµενο COA 3,97 6,39 11 Ισχύς ανεµιστήρων και αντλιών 11 3,33 kw 12 Πραγµατικό COA 3,47 5,97 Θέρος 1 Θερµοκρασία Συµπύκνωσης 43 3 ο C 2 Θερµοκρασία Ατµοποίησης 3,84 4 ο C 3 Πίεση Συµπύκνωσης 16,49 11,92 bar 4 Πίεση Ατµοποίησης 5,66 5,66 bar 5 Εσωτερικός βαθµός απόδοσης 7 75 % 6 Θεωρητικό COP 5,76 9,32 7 Ισχύς ανεµιστήρων και αντλιών 11 3,33 kw 8 Πραγµατικό COP 3,51 6,49

«Σχέδιο εγκατάσταση Μηχανοστασίου»

«Σχέδιο προγραµµατισµού εγκατάσταση - Χειµώνα»

«Σχέδιο προγραµµατισµού εγκατάσταση - Θέρο»

ALIATHON HOTEL PAFOS CYPRUS Geothermal VRV

Ευχαριστούµεπολύγιατην προσοχήσας! ΤΕΛΟΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Prof. Μ. Gr. Vrachopoulos