Υλοποίηση λογισμικού για τον υπολογισμό των ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης και θέρμανσης σε μονοκατοικίες με χρήση μεθόδων ωριαίου βήματος

Λαός, Γιώργος; Laos, Giorgos

dc.contributor.author	Λαός, Γιώργος	el
dc.contributor.author	Laos, Giorgos	en
dc.date.accessioned	2018-11-26T13:10:56Z
dc.date.available	2018-11-26T13:10:56Z
dc.date.issued	2018-11-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48125
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16179
dc.rights	Default License
dc.subject	Ψύξη	el
dc.subject	Θέρμανση	en
dc.subject	Καταναλώσεις	en
dc.subject	Ωριαίο βήμα	en
dc.title	Υλοποίηση λογισμικού για τον υπολογισμό των ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης και θέρμανσης σε μονοκατοικίες με χρήση μεθόδων ωριαίου βήματος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Software implementation of a simplified hourly method for the calculation of heating and cooling power consumption in domestic buildings	en
heal.classification	Χρήση ενέργειας και κατανάλωση	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/c28befbd2f11a408192cdff0a30d8c5cc87e9baf
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-09-28
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η υλοποίηση ενός υπολογιστικού προγράμματος, χρησιμοποιώντας το λογισμικό MATLAB, που είναι ικανό να προσομοιώσει τη δυναμική απόκριση των κατοικιών και να υπολογίζει την ετήσια ζήτηση σε θέρμανση και ψύξη βασιζόμενο στη απλοποιημένη μέθοδο ωριαίου βήματος του EN ISO 13790. Η επίδραση των ενεργειακών καταναλώσεων του οικιακού τομέα σε ευρωπαϊκό και εθνικό επίπεδο αναλύονται στο πρώτο κεφάλαιο. Στο ίδιο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια επισκόπηση του κτιριακού δυναμικού της Ελλάδας. Επίσης γίνεται μια συνοπτική αναφορά στις Τεχνικές Οδηγίες του Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος (Τ.Ο.Τ.Ε.Ε.), οι οποίες φιλοδοξούν να καλύψουν το κενό που προέκυψε από την εώς τώρα έλλειψη έγκυρων ελληνικών τεχνικών προδιαγραφών όσον αφορά την ενεργειακή μελέτη κτιρίων. Τα κείμενα των ΤΟΤΕΕ δίνουν συστάσεις σχετικές με το σχεδιασμό, την επιλογή των υλικών και εξαρτημάτων, την κατασκευή, την εγκατάσταση, τη συντήρηση και την χρήση ενός νεόδμητου ή ριζικώς ανακαινιζόμενου κτιρίου. Η υλοποίηση της απλοποιημένης μεθόδου ωριαίου βήματος του EN ISO 13790 παρουσιάζεται εκτεταμένα στο δεύτερο κεφάλαιο και δίνονται πληροφορίες για τον υπολογισμό των παραμέτρων που απαιτούνται από τη μέθοδο, όπως η μεταφορά θερμότητας από αγωγή και αερισμό, η θερμοχωρητικότητα των δομικών στοιχείων, τα ηλιακά κέρδη, τα κέρδη από τους ανθρώπους και τις συσκευές, τα κέρδη από τον φωτισμό, τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης κ.α. Η παρουσίαση κάθε μεταβλητής ακολουθεί τη δομή που χρησιμοποιήθηκε και κατά τον προγραμματισμό της μεθόδου, σύμφωνα με τις αρχές του αντικειμενοστρεφή προγραμματισμού. Η υλοποίηση της ωριαίας μεθόδου του EN ISO 13790 έγινε μόνο για μία θερμική ζώνη αλλά η δομή του λογισμικού επιτρέπει την προσθήκη θερμικών ζωνών με μικρές τροποποιήσεις του κώδικα. Το λογισμικό που αναπτύχθηκε είναι ικανό για τη υπό εξέταση θερμική ζώνη να προβλέψει την ωριαία θερμική και ψυκτική ζήτηση, την εσωτερική θερμοκρασία χώρου και την ωριαία κατανάλωση από τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης. Ακόμη, έχει την ικανότητα να υπολογίσει την πρωτογενή ενέργεια και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα σύμφωνα με τις Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. Ακόμη γίνεται λεπτομερώς ανάλυση των απωλειών/κερδών (π.χ. απώλειες λόγω διείσδυσης του αέρα, ηλιακά κέρδη κ.α.). Το λογισμικό της παρούσας διπλωματικής εργασίας συγκρίνεται με τα λογισμικά TRNSYS και T.E.E. Κ.Εν.Α.Κ. αντίστοιχα προσομοιώνοντας τις ενεργειακές απαιτήσεις μίας μονοκατοικίας στην Αθήνα. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης παρουσιάζονται στο τρίτο κεφάλαιο, τα οποία πιστοποιούν την ακρίβεια της μεθόδους όπου αναπτύχθηκε. Στο τέταρτο κεφάλαιο, διαφορετικά σενάρια εξετάζονται χρησιμοποιώντας το λογισμικό όπου αναπτύχθηκε για να προσδιοριστεί η επίδραση διάφορων παραμέτρων στην τελική κατανάλωση ενέργειας του υπό μελέτη κτιρίου, όπως διαφορετικά κλιματολογικά δεδομένα, πάχη μόνωσης, ωριαία προγράμματα θέρμανσης και ψύξης, θερμικά και ψυκτικά συστήματα, αλλά και την ποσοστιαία κάλυψη της ζήτησης σε ζεστό νερό χρήσης από ηλιακή ενέργεια. Στην τελευταία παράγραφο παρουσιάζονται συμπεράσματα και μελλοντικές συστάσεις για επέκταση και την πιθανή αξιοποίηση του λογισμικού σε ενεργειακές μελέτες.	el
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisher	The present thesis aims to provide a simple software tool, developed in MATLAB programming environment, able to simulate the dynamic response of residential buildings and to calculate the yearly heating and cooling demands based on the hourly method proposed in EN ISO 13790. The heating and cooling requirements in buildings are primarily dependent on weather conditions and on the physical and geometrical characteristic of the envelope, and secondly on occupant behavior. The impact of the energy consumption in the domestic buildings sector in Europe and Greece is analyzed in the first Chapter. In the same chapter, an overview of the Greek building stock is presented. Moreover, a brief reference is made to the T.O.T.E.E. (Technical Instructions of the Technical Department of Greece) who they aims to fill the gap resulting from the lack of valid Greek Technical specifications regarding the energy study of buildings. The T.O.T.E.E. texts gives recommendations on the design, selection of materials and components, construction, installation, maintenance and use of a newly constructed or remodeled building. The implementation of the simple hourly method of EN ISO 13790 is presented in the second chapter and insight is given for the calculation of the required parameters such as the heat transmission, the heat capacity, the gains by solar, the gains by occupants, appliances and lights, the ventilation-infiltration, the cooling and heating systems and more. The presentation of each component follows the structure that was used in order to program the method, which follows the Object Oriented Programming technique. The current implementation of the EN ISO 13790 hourly method is restricted only for single thermal zone buildings, but the way that the code is structured allows the addition of multiple thermal zones with minor modifications. The developed software is able to predict for the thermal zone/building the hourly heating and cooling demands, heating/cooling systems. In addition, the primary energy consumption and CO2 emissions are calculated, according to the T.O.T.E.E. Last but not least, a detailed analysis of the losses/gains (e.g. losses by infiltration, solar gains etc.) is also an option. the internal temperature and the hourly energy consumption by the The simulation software developed for this Thesis was compared with the TRNSYS and T.E.E. Κ.Εν.Α.Κ. software respectively by simulating the energy demands of a typical Single Family House in Athens, used as a benchmark building. The results of the comparison are presented in Chapter 3 and ensure the accuracy of the developed method. In the fourth chapter, various case studies were examined using the developed software in order to determine the effect of various parameters on the final energy consumption of the benchmark building, such as different climate , different insulation thickness, different for heating and cooling profiles, different boilers and cooling systems while the fraction of the solar energy for DHW production is examined as well. In the last chapter, the concluding remarks are summarized while recommendations for further work on the software development and usage are presented.	en
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	136 σ.
heal.fullTextAvailability	true