Σύζευξη συστήματος ORC μικρής ισχύος με οικιακό ηλιακό σύστημα και σχεδιασμός κατάλληλης διάταξης

Χαραλαμπίδης, Αντώνιος; Charalampidis, Antonios

dc.contributor.author	Χαραλαμπίδης, Αντώνιος	el
dc.contributor.author	Charalampidis, Antonios	en
dc.date.accessioned	2018-10-09T11:22:23Z
dc.date.available	2018-10-09T11:22:23Z
dc.date.issued	2018-10-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47770
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15982
dc.rights	Default License
dc.subject	ORC	el
dc.subject	Συμπαραγωγή	el
dc.subject	Ηλιακό σύστημα	el
dc.subject	Σύζευξη	el
dc.subject	Rankine	el
dc.subject	ORC	en
dc.subject	Cogeneration	en
dc.subject	Solar system	en
dc.subject	Coupling	en
dc.subject	Rankine	en
dc.title	Σύζευξη συστήματος ORC μικρής ισχύος με οικιακό ηλιακό σύστημα και σχεδιασμός κατάλληλης διάταξης	el
dc.title	Design and coupling of a small scale ORC system with residential solar system	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμότητα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-09-28
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η σύζευξη ενός συστήματος Οργανικού Κύκλου Rankine (Organic Rankine Cycle – ORC) με ηλιακό σύστημα κατοικίας, ο καθορισμός των απαιτούμενων παρεμβάσεων σε αυτό και ο πλήρης σχεδιασμός της διάταξης του ORC. Σκοπός της εν λόγω διάταξης είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με παράλληλη τροφοδότηση των θερμικών φορτίων της κατοικίας, για την αύξηση της συνολικής απόδοσης της εγκατάστασης. Ο σχεδιασμός γίνεται με τεχνοοικονομικά κριτήρια και συγχρόνως τίθενται χωροταξικοί περιορισμοί. Συγκεκριμένα, δίνεται έμφαση στην εκλογή της τροφοδοτικής αντλίας και τον τρόπο ψύξης του ORC. Στο πλαίσιο αυτό, αξιολογούνται δύο μοντέλα αντλιών διαφράγματος, ενώ εξετάζονται και δύο διαφορετικές διατάξεις σύνδεσης του συμπυκνωτή και του υποψύκτη του συστήματος, εν σειρά και παράλληλα. Η συνολική ανάλυση πραγματοποιείται υπό την παραδοχή μόνιμων συνθηκών λειτουργίας. Τέλος, παρουσιάζεται η λογική του ελέγχου των τελικών συστημάτων και διατυπώνονται προτάσεις για τη βελτίωσή τους. Ο σχεδιασμός γίνεται για κατοικία επιφάνειας θερμαινόμενων χώρων 200 m2, με ηλιακό σύστημα υποβοήθησης που περιλαμβάνει ηλιακούς συλλέκτες κενού, λέβητες, ενδοδαπέδιο σύστημα θέρμανσης και κολυμβητική δεξαμενή (πισίνα). Το εύρος θερμοκρασιών του κύκλου ορίζεται μεταξύ 37 και 80 °C και ως εργαζόμενο μέσο επιλέγεται το οργανικό μέσο R134a. Το σύστημα επιτυγχάνει την παραγωγή καθαρής ηλεκτρικής ισχύος 1.2 kWel με βαθμό απόδοσης 3.24 % και απόδοση της απορριπτόμενης θερμότητας από το συμπυκνωτή και τον υποψύκτη στο ηλιακό σύστημα. Οι διαστάσεις της συσκευής είναι 770 x 990 x 1100 mm και ζυγίζει 240 kg. Το κόστος της ανέρχεται στις 16500 €, ενώ το συνολικό κόστος, συμπεριλαμβανομένων και των παρεμβάσεων στο υφιστάμενο ηλιακό σύστημα, στις 22000 €. Στις τιμές αυτές συμπεριλαμβάνεται Φόρος Προστιθέμενη Αξίας (Φ.Π.Α.) 24 %.	el
heal.abstract	This diploma thesis deals with the coupling of an Organic Rankine Cycle (ORC) system with a residential solar system, the necessary modifications on it and the complete design of the ORC device. The objective of this device is the electricity generation and the use of waste heat in order to meet the residence’s demand. In this way, the system’s total efficiency is increased. The design is conducted based on technoeconomical criteria and spatial restrictions. In particular, the pump selection and the cooling of the ORC system are of great importance. Thus, two diaphragm pump models and two condenser and subcooler layouts are evaluated; in parallel and in series. The analysis is carried out considering steady state conditions. Finally, the control strategy of the whole system is presented and future work recommendations are made. he design is carried out for the solar system of a 200 m2 heated floor area residence. This system consists of evacuated tube solar collectors, boilers, underfloor heating system and a swimming pool The cycle’s temperature range is set between 37 and 80 °C and the organic fluid R134a is selected as working fluid. The system generates 1.2 kWel net electrical power with 3.24 % efficiency and rejects heat into the solar system. The device’s dimensions and weight are 770 x 990 x 1100 mm and 240 kg, respectively. The cost of the device is about 16500 €, while the total cost, including the solar system’s modifications, amounts to 22000 €, including Value Added Tax (VAT) of 24 %.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Γιακουμής, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Φούντη, Μαρία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	200 σ.
heal.fullTextAvailability	true