Ενεργειακή Αναβάθμιση κτιριακού συγκροτήματος Μετσόβιου Κέντρου Διεπιστημονικής Έρευνας με χρήση συστήματος αβαθούς γεωθερμίας

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ενεργειακή αναβάθμιση της κτιριακής μονάδας του Μετσόβιου Κέντρου Διεπιστημονικής Έρευνας του Ε.Μ.Π., που βρίσκεται στο Μέτσοβο, μέσω αξιοποίησης της αβαθούς γεωθερμίας, με σύστημα γεωθερμικής αντλίας θερμότητας. Στο πρώτο στάδιο της εργασίας παρουσιάζονται οι ενεργειακές καταναλώσεις στον κτιριακό τομέα, γίνεται αναφορά σε σχετική νομοθεσία και τονίζεται η ιδιαίτερη ανάγκη για εξοικονόμηση ενέργειας στις ορεινές περιοχές. Επιπλέον, αναλύεται η έννοια της γεωθερμικής ενέργειας και οι τρόποι αξιοποίησής της, δίνοντας έμφαση στις γεωθερμικές αντλίες θερμότητας ως μέσο ενεργειακής εξοικονόμησης. Ακολούθως, προσδιορίζονται τα φορτία του κτιρίου μελέτης σε θέρμανση/ψύξη και ζεστό νερό χρήσης και οι αντίστοιχες ενεργειακές καταναλώσεις. Εφαρμόζεται μεθοδολογία σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ και τις βαθμοημέρες θέρμανσης, τα αποτελέσματα των οποίων συγκρίνονται και αξιολογούνται. Τέλος, διεξάγεται μελέτη εγκατάστασης για την αξιοποίηση της γεωθερμίας μέσω γεωθερμικής αντλίας θερμότητας με κατακόρυφο γεωναλλάκτη κλειστού κυκλώματος στο χώρο του ΜΕ.Κ.Δ.Ε. και προσδιορίζεται η ενεργειακή εξοικονόμηση της επέμβασης. Ακολουθεί διατύπωση εναλλακτικών σεναρίων λειτουργίας του συστήματος, οικονομοτεχνική ανάλυση αυτών και εν κατακλείδι παρατίθενται τα συμπεράσματα της παρούσας μελέτης.

This thesis studies the energy optimization of the building unit of the Technical Centre for Interdisciplinary Research (MIRC) of the NTUA, located in Metsovo, Greece, using geothermal energy, by applying ground source heat pumps. In the first stage of the study, the energy consumption in the building sector in general is presented, relevant legislation is mentioned and emphasis is given on the particular need for energy conservation in mountain areas. In addition, the concept of geothermal energy and the utility of geothermal heat pumps as a means of saving energy are analyzed. Moreover, the peak loads and the energy consumption of MIRC for heating/cooling and domestic hot water are specified, using the methodology of software TEE – KENAK and the methodology of «heating degrees days». The individual results of these two phases are crossed and compared. Finally, a comprehensive study of sizing and installing vertical closed loop geothermal heat pump system on the site of MIRC is presented, emphasizing on the energy savings. Alternative scenarios of the operating system and a feasible economic analysis are carried out and, to conclude, the exporting findings of the study are listed.