Εξεργειακή και οικονομική ανάλυση συστημάτων ηλιακής ψύξης με χρήση γενετικού αλγορίθμου πολυ-κριτηριακής βελτιστοποίησης

Χαϊδεμένος, Νικόλαος; Chaidemenos, Nikolaos

dc.contributor.author	Χαϊδεμένος, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Chaidemenos, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2018-11-23T11:19:55Z
dc.date.available	2018-11-23T11:19:55Z
dc.date.issued	2018-11-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48109
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16309
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλιακή ψύξη	el
dc.subject	Συστήματα ψύξης	el
dc.subject	Εξεργειακή αξιολόγηση	el
dc.subject	Οικονομική αξιολόγηση	el
dc.subject	Περιβαλλοντική μελέτη	el
dc.subject	Γενετικός αλγόριθμος	el
dc.subject	Solar cooling	en
dc.subject	Cooling systems	el
dc.subject	Exergetic analysis	el
dc.subject	Economic analysis	el
dc.subject	Environmental analysis	el
dc.subject	Genetic algorithm	el
dc.title	Εξεργειακή και οικονομική ανάλυση συστημάτων ηλιακής ψύξης με χρήση γενετικού αλγορίθμου πολυ-κριτηριακής βελτιστοποίησης	el
dc.title	Exergetic and economic analysis of solar cooling systems using a multi-objective genetic algorithm optimization method	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θέρμανση	el
heal.classification	Ψύξη	el
heal.classification	Κλιματισμός	el
heal.classification	Ηλιακή ενέργεια	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/e28f7158e6b5a7ea8a761c16a60839b122429a60
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/e7b90a6ad212d31a3951b11cab47fa22956e9b7a
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-01
heal.abstract	Στο πλαίσιο της συλλογικής προσπάθειας τόσο από την επιστημονική κοινότητα όσο και από την αγορά για την υιοθέτηση φιλικότερων τεχνολογιών προς το περιβάλλον, αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και μοντελοποίηση των δυο επικρατέστερων συστημάτων ηλιακής ψύξης: του συστήματος απορρόφησης μιας βαθμίδας και του συστήματος προσρόφησης μιας βαθμίδας και δυο κλινών, τα οποία τροφοδοτούνται από ένα σύστημα δέσμευσης ηλιακής ενέργειας που λειτουργεί είτε με επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες (FPC) είτε με συλλέκτες κενού (ETC). Για τις περιπτώσεις μη επάρκειας της ηλιακής ενέργειας θεωρήθηκε ότι χρησιμοποιείται ο υπάρχων λέβητας φυσικού αερίου του υπό μελέτη κτηρίου. Παράλληλα για λόγους πληρότητας μοντελοποιήθηκε και το συμβατικό σύστημα μηχανικής συμπίεσης μίας βαθμίδας, καθώς ως κυρίαρχη τεχνολογία σήμερα αποτελεί το μέτρο σύγκρισης για τα προαναφερόμενα ηλιακά συστήματα. Οι παραπάνω τεχνολογίες επιλέχθηκε να εφαρμοστούν σε ένα πρότυπο μοντέλο μονόροφης κατοικίας 100m2 και η απόδοσή τους εξετάστηκε για πέντε διαφορετικές ευρωπαϊκές πόλεις: Αθήνα, Βερολίνο, Μαδρίτη, Νάπολη και Παρίσι. Η σύγκριση αυτή στοχεύει στην εξεργειακή, οικονομική και περιβαλλοντική αξιολόγηση κάθε περίπτωσης, ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα αναφορικά με την λειτουργικότητα, την αποδοτικότητα και την οικονομική βιωσιμότητα των εξεταζόμενων συστημάτων. Για τον προσδιορισμό του βέλτιστου σεναρίου, ως προς την περίοδο αποπληρωμής και την εξεργειακή απόδοση του συστήματος, υλοποιήθηκαν και εκτελέστηκαν πολυ-παραμετρικοί γενετικοί αλγόριθμοι βελτιστοποίησης με βάση την ετήσια λειτουργία του εκάστοτε συστήματος για καθεμία από τις υπό μελέτη πόλεις. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του αλγορίθμου, ο βέλτιστος εξεργειακός βαθμός απόδοσης ήταν της τάξης του 77.4% και καταγράφηκε στο Βερολίνο για τον ελάχιστο αριθμό συλλεκτών FPC σε σύζευξη με ένα ψύκτη απορρόφησης. Από την άλλη πλευρά, η μικρότερη περίοδος αποπληρωμής σημειώθηκε στη Νάπολη για το ίδιο ζεύγος συλλέκτη-ψύκτη και ήταν ίση με 25 χρόνια. Επιπρόσθετα, ποσοτικοποιήθηκε η εξοικονόμηση σε ισοδύναμους ρύπους, όπως επίσης και η εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας για όλα τα συστήματα. Από περιβαλλοντικής άποψης διαπιστώθηκε ότι βέλτιστο σύστημα ήταν αυτό του ψύκτη απορρόφησης τροφοδοτούμενο από συλλέκτες κενού, λόγω των υψηλών αποδόσεων των επιμέρους συστημάτων.	el
heal.abstract	Towards the growing interest of both the scientific community and the market for environmentally friendlier energy sources, the current thesis investigated the modeling of the two dominant solar thermally driven cooling and heating systems: single effect absorption and single stage double bed adsorption both powered by solar non-concentrating collectors -both flat plate collectors (FPCs) and evacuated tube collectors (ETCs) were considered-. The already installed natural gas boiler was considered as the backup system in case of insufficient solar heat input. In order to quantify the benefits of the solar cooling and heating systems a conventional heat pump was also considered. The studied systems were evaluated in a model 100m2 one storey residential building considered to be located in five different European cities, namely Athens, Berlin, Madrid, Naples and Paris. The evaluation was conducted on an exergetic, economical and environmental basis. A multi-objective genetic algorithm was developed for the determination of the optimal scenario in respect to the annual performance of the system for each of the considered locations. According to the results of the simulations, the maximum exergetic efficiency was as high as 77.4% and was reported in Berlin for a FPC driven absorption heat pump. On the other hand, the minimum payback period was reported in Naples for the same system and was equal to 25 years. Furthermore, a quantification of the emission savings in terms of key equivalents emissions was conducted for all considered scenarios along with an estimation of the primary energy savings. From an environmental point of view, the optimal system was the ETC driven absorption heat pump, mainly due to the high efficiencies of the involved components.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	150 σ.
heal.fullTextAvailability	true