4η Εβδοµάδα Ενέργειας ΙΕΝΕ Επιχειρηµατική Συνάντηση «ΙΕΝΕ B2B» Συνεδριακό Κέντρο Εθνικής Ασφαλιστικής 25-27 Νοεµβρίου 2010 Αξιοποίηση Γεωθερµικών Αντλιών Θερµότητας στο δοµηµένο περιβάλλον A. Μπένου, Ι. Χωροπανίτης, Ε. Κοντολέοντος & Κ. Καρύτσας Τµήµα Γεωθερµικής Ενέργειας 1

Συστήµατα Γεωθερµικών Αντλιών Θερµότητας (ΓΑΘ) Αβαθής γεωθερµία: θερµότητα πετρωµάτων µικρού βάθους και επιφανειακών/υπόγειων υδάτων θερµοκρασίας < 25ºC Θέρµανση, ψύξη και ζεστό νερό χρήσης (ΖΝΧ) σε κτίρια µε αναστρέψιµη αντλία θερµότητας και µε χρήση του υπεδάφους/υπόγειων υδάτων ως πηγή/αποδέκτη θερµότητας 2

Συστήµατα Γεωθερµικών Αντλιών Θερµότητας (ΓΑΘ) Μεγιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης σε σχέση µε άλλα συστήµατα αντλιών θερµότητας Υπέδαφος Αµετάβλητη θερµοκρασία κατά τη διάρκεια τους έτους 3

Σύστηµα ΓΑΘ Σύστηµα εναλλαγής θερµότητας εδάφους Γεωθερµική αντλία θερµότητας (ΓΑΘ) Σύστηµα θέρµανσης χαµηλής θερµοκρασίας 4

Κλειστό κύκλωµα εναλλαγής θερµότητας γεωεναλλάκτες οριζόντιοι γεωεναλλάκτες κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες 5

Ανοικτό κύκλωµα εναλλαγής θερµότητας υδρογεωτρήσεις λίµνη, θάλασσα, ποτάµι κ.λπ. 6

Γεωθερµική Αντλία Θερµότητας (ΓΑΘ) Αναστρέψιµη αντλία θερµότητας θέρµανση/ψύξη Αντλία θερµότητας νερούνερού Χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία του ψυκτικού κυκλώµατος 7

Συστήµατα θέρµανσης χαµηλής θερµοκρασίας Ενδοδαπέδιο & επιτοίχιο σύστηµα θέρµανσης/δροσισµού, ψύξη οροφής Μονάδες fan coils για θέρµανση/ψύξη/αφύγρανση 8

Ενεργειακή απόδοση ΓΑΘ & συστήµατος ΓΑΘ Συντελεστές ενεργειακής απόδοσης ΓΑΘ Θέρµανση COP (W/W) - Coefficient of Performance Ψύξη EER (W/W) - Energy Efficiency Ratio Συντελεστής ενεργειακής απόδοσης συστήµατος ΓΑΘ SPF (W/W) - Seasonal Performance Factor 9

Βέλτιστη εφαρµογή των συστηµάτων ΓΑΘ στα κτίρια Τα συστήµατα ΓΑΘ χρησιµοποιούν αβαθή γεωθερµία (ΑΠΕ) οπότε θα πρέπει να εγκαθίστανται σε κτίρια χαµηλής ενεργειακής ζήτησης* Προστασία περιβάλλοντος & µείωση CO 2 εκποµπών µε ΑΠΕ & ΕΞΕ *Κτίρια µε ελαχιστοποιηµένα θερµικά & ψυκτικά φορτία Προσανατολισµός κτιρίου, µόνωση, διπλοί υαλοπίνακες, εξωτερική σκίαση κ.λπ. 10

Βέλτιστη εφαρµογή των συστηµάτων ΓΑΘ στα κτίρια Εγκατάσταση συστηµάτων ΓΑΘ σε κτίρια χαµηλής ενεργειακής ζήτησης ελαχιστοποίηση εγκατεστηµένης ισχύος συστήµατος ΓΑΘ Οικονοµικό όφελος: µείωση κόστους κεφαλαίου & λειτουργικού κόστους συστήµατος ΓΑΘ ελαχιστοποίηση του κόστους που υπολογίζεται προσεγγιστικά Ώθηση της αγοράς συστηµάτων ΓΑΘ 11

Βέλτιστη εφαρµογή των συστηµάτων ΓΑΘ στα κτίρια βέλτιστος σχεδιασµός συστηµάτων ΓΑΘ στα κτίρια π.χ. απόσταση µεταξύ ΓΑΘ και συστήµατος εναλλαγής θερµότητας εδάφους ισχύς κυκλοφορητή απόδοση συστήµατος ΓΑΘ µέγιστη απόδοση και άρτια λειτουργία συστήµατος ΓΑΘ 12

Βέλτιστη εφαρµογή των συστηµάτων ΓΑΘ στα κτίρια Εγκατάσταση συστηµάτων ΓΑΘ σε κτίρια χαµηλής ενεργειακής ζήτησης Βέλτιστος σχεδιασµός των συστηµάτων ΓΑΘ σε σχέση µε τον κτιριακό σχεδιασµό Συνεργασία των µηχανικών, επιστηµόνων & υπεύθυνων ανάπτυξης έργου Βέλτιστη εφαρµογή συστηµάτων ΓΑΘ 13

Βέλτιστη εφαρµογή των συστηµάτων ΓΑΘ στα κτίρια Τα συστήµατα ΓΑΘ δύναται να συµβάλλουν στη βελτίωση της ενεργειακής αποδοτικότητας των κτιρίων που υπαγορεύεται από το νόµο υπ. αριθ. 3661/19.05.08 «Μέτρα για τη µείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων και άλλες διατάξεις» 14

Βέλτιστη εφαρµογή των συστηµάτων ΓΑΘ στα κτίρια Γιατί συστήµατα ΓΑΘ στα κτίρια? Χρήση αβαθούς γεωθερµίας ΑΠΕ Εγκατάσταση σε οποιοδήποτε µέρος - όχι ύπαρξη γεωθερµικού πεδίου Εναλλακτικές λύσεις συστήµατος εναλλαγής θερµότητας µε το έδαφος ακόµα και σε περίπτωση περιορισµένου χώρου αστικό περιβάλλον Συνεχής λειτουργία δεν απαιτείται σύστηµα back-up Πολύ υψηλό COP σε σχέση µε άλλα συστήµατα Α/Θ 15

Συστήµατα ΓΑΘ σε κτίρια ηµαρχείο Πυλαίας, Θεσσαλονίκη, Ελλάδα Μονοκατοικία, Rudelzhausen, Γερµανία Μονοκατοικία, Hohemens, Αυστρία Ξενώνας, Buonconvento, Ιταλία Πολυκατοικία, Naevstad, ανία Κτίριο γραφείων ΚΑΠΕ, Πικέρµι, Ελλάδα 16

ηµαρχείο Πυλαίας, Θεσσαλονίκη Ψύξη & θέρµανση γραφείων (2500m 2 ) 21 κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες βάθους 80m έκαστος 11 ΓΑΘ συνολικής ικανότητας P=265kW th P=280kW c Μονάδες fan-coils & µια κεντρική κλιµατιστική µονάδα COP=4 & EER=3.5 (W/W) 17

Μονοκατοικία στο Rudelzhausen, Γερµανία Θέρµανση & ζεστό νερό χρήσης για κατοικία (340m 2 ) Ανοιχτό σύστηµα µε 2 γεωτρήσεις: 1 παραγωγική & 1 επανεισαγωγής 1 ΓΑΘ: P=14.7kW th Ενδοδαπέδιο & ενδοτοίχιο σύστηµα θέρµανσης COP=5.51 & SPF=4.57 (W/W) 18

Μονοκατοικία, Hohemens, Αυστρία θέρµανση & ΖΝΧ (190m 2 ) Κλειστό σύστηµα 1 κατακόρυφος γεωεναλλάκτης 116m (διπλό U-loop) 1 ΓΑΘ P=7,5kW th Ενδοδαπέδιο σύστηµα θέρµανσης SPF=4 (W/W) 19

Ξενώνας, Buonconvento, Ιταλία θέρµανση, ψύξη & ΖΝΧ (1.200m 2 ) Κτίριο χαµηλής ενεργειακής ζήτησης: Φωτοβολταϊκά Θερµικά ηλιακά συστήµατα Σύστηµα ΓΑΘ Οριζόντιοι γεωεναλλάκτες Συνολικό µήκος 2.100m 2 ΓΑΘ P=34,5kW th θέρµανση & ψύξη P=10kW th ΖΝΧ Ενδοδαπέδιο & fan-coils COP=3,45 EER=3,4 (W/W) 20

Πολυκατοικία, Naevstad, ανία heating (650m 2 ) Κτίριο µε βάση τις αρχές σχεδιασµού παθητικών κτιρίων της Γερµανίας (µόνωση 250-500 mm) & ελαχιστοποίηση απωλειών αερισµού Θερµικό ηλιακό σύστηµα - ΖΝΧ Φωτοβολταϊκά Σύστηµα αερισµού µε 85% ανάκτηση θερµότητας & ανανέωση αέρα κάθε 2h Σύστηµα ΓΑΘ Οριζόντιοι γεωεναλλάκτες 1 ΓΑΘ P=25kW th Ενδοδαπέδιο & αεραγωγοί SPF=3,3 (W/W) 21

Κτίριο γραφείων ΚΑΠΕ, Πικέρµι, Ελλάδα θέρµανση & ψύξη (428m 2 ) Κτίριο βιοκλιµατικό & χαµηλής ενεργειακής ζήτησης: Παθητικά ηλιακά συστήµατα Τεχνικές παθητικής ψύξης Φωτοβολταïκά Ηλιακά υποβοηθούµενες αντλίες θερµότητας νερού-αέρα Σύστηµα ΓΑΘ: 21% φορτίων θέρµανσης & 15 % φορτίων ψύξης Ανοικτό σύστηµα µε 2 υδρογεωτρήσεις: 1 παραγωγική & 1 επανεισαγωγής 1 ΓΑΘ P=17,5kW th Μονάδες fan-coils COP=4,2 EER=3,8 (W/W) 22

23