Προσομοίωση λειτουργίας και παραμετρική μελέτη μονάδων μικρό-συμπαραγωγής σε πολυκατοικία

Μελίστα, Ευαγγελία; Melista, Evangelia

dc.contributor.author	Μελίστα, Ευαγγελία	el
dc.contributor.author	Melista, Evangelia	en
dc.date.accessioned	2019-06-24T09:08:27Z
dc.date.available	2019-06-24T09:08:27Z
dc.date.issued	2019-06-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48886
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9491
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Συστήματα Αυτοματισμού”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Σ.Η.Θ.	el
dc.subject	Μονάδες συμπαραγωγής ενέργειας	el
dc.subject	Παραμετρική ανάλυση	el
dc.subject	Οικονομοτεχνική ανάλυση	el
dc.subject	Λέβητας φυσικού αερίου	el
dc.subject	CHP	en
dc.subject	Co-generation units	el
dc.subject	Parametric analysis	el
dc.subject	Econometric analysis	el
dc.subject	Natural gas	el
dc.title	Προσομοίωση λειτουργίας και παραμετρική μελέτη μονάδων μικρό-συμπαραγωγής σε πολυκατοικία	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-04-01
heal.abstract	Από τα σοβαρότερα σύγχρονα προβλήματα παγκοσμίως είναι η υποβάθμιση του περιβάλλοντος και η εξάντληση των συμβατικών ορυκτών καυσίμων. Το ενεργειακό και περιβαλλοντικό πρόβλημα εντοπίζεται στην αναζήτηση επάρκειας πηγών ενέργειας καθώς και στη συνεχώς αυξανόμενη επιβάρυνση του περιβάλλοντος. Για το λόγο αυτό, έχει ξεκινήσει μια προσπάθεια για τη μείωση των επιπτώσεων του προβλήματος με κύριους άξονες, την ορθολογική χρήση της ενέργειας και την εφαρμογή τεχνολογιών εξοικονόμησής της, καθώς και την εκμετάλλευση φιλικών προς το περιβάλλον ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μέχρι σήμερα, ο τρόπος που παραγόταν η ενέργεια ήταν κυρίως μέσω της χρήσης ορυκτών καυσίμων. Οι συμβατικές μέθοδοι ηλεκτροπαραγωγής όμως, δε θεωρούνται πλέον αποδοτικές καθώς μετατρέπουν μόνο το ένα τρίτο της ενέργειας του καυσίμου σε ωφέλιμη ενέργεια. Η ολική κατανάλωση καυσίμων δύναται να μειωθεί σημαντικά εάν εφαρμοστεί η Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και Θέρμανσης (Σ.Η.Θ). Με τη μέθοδο της συνδυασμένης παραγωγής ηλεκτρισμού-θερμότητας σημαντικό μέρος της παραγόμενης θερμότητας ανακτάται και χρησιμοποιείται ωφέλιμα. Ένας από τους τομείς όπου μπορούν να ενσωματωθούν αυτόνομα ενεργειακά συστήματα είναι ο τομέας των κτηρίων. Έτσι, η ανάγκη για χρήση των συστημάτων συμπαραγωγής στον οικιακό τομέα αυξάνεται ραγδαία, επειδή έχουν την ικανότητα ταυτόχρονης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας από μία μόνο πηγή καυσίμων. Στα πλαίσια των απαιτήσεων αυτών κινείται η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, σκοπός της οποίας είναι η αξιολόγηση της εφαρμογής συστημάτων μικρό-συμπαραγωγής στον οικιακό τομέα. Για να γίνει η εκτίμηση της ενεργειακής και οικονομικής βιωσιμότητας μιας τέτοιας επένδυσης πραγματοποιείται προσομοίωση της λειτουργίας τέτοιων μονάδων. Για την άντληση συνολικής εικόνας προσομοιώνεται αρχικά η λειτουργία συμβατικών συστημάτων θέρμανσης (λέβητας πετρελαίου, λέβητας φυσικού αερίου). Στη συνέχεια προσομοιώνεται η λειτουργία μονάδων μικρό-συμπαραγωγής, εξετάζοντας δύο διαφορετικές περιπτώσεις. Στην πρώτη περίπτωση η υπό εξέταση μονάδα έχει θερμική ισχύ μεταξύ 100% και 120% της μέγιστης θερμικής απαίτησης της κατοικίας, ενώ στη δεύτερη η θερμική ισχύς της μονάδας είναι μεταξύ 30% και 50% της μέγιστης θερμικής απαίτησης, με ταυτόχρονη χρήση θερμοδοχείου για αποθήκευση θερμότητας. Ακολουθεί οικονομοτεχνική ανάλυση όλων των περιπτώσεων που μελετήθηκαν, υπολογίζοντας τα ετήσια ενεργειακά κόστη για τη λειτουργία των συμβατικών συστημάτων θέρμανσης και των μονάδων μικρό-συμπαραγωγής καθώς και της απόσβεσης του επιπλέον κόστους επένδυσης που απαιτείται για την εγκατάσταση των μονάδων μ-ΣΗΘ. Τέλος, γίνεται παραμετρική ανάλυση όλων των αποτελεσμάτων και στοιχειοθετείται ένα βέλτιστο σενάριο εγκατάστασης στο οποίο ορίζονται βασικές απαιτήσεις και πρακτικές για τη βιωσιμότερη επένδυση.	el
heal.abstract	Nowadays, one of the most serious problems worldwide is the degradation of the environment and the conventional fossilfuelsdepletion. The energy and environmental problem lies inthe search for energy resource capacities and the ever-increasing environmental burden.For this reason, there is a global focus onreducingthe impact of the problem withkey axes, the rational use of energy, the implementation of energy-saving technologies and the use of environmentally friendly renewable energy sources. To date, the way energy was produced was mainly through the use of fossil fuels. Conventional power generation methods, however, are no longer considered efficient as they convert only the 30%of the fuel energy into beneficial energy. Total fuel consumption can be greatly reduced in caseCombined Heat and Power systems (CHP) are applied. Taking advantage ofthe CHPmethod, a significant partof the heat generated is recovered and can be used advantageously.One of the sectors in which autonomous energy facilities can be integrated is the building sector. Thus, the need of usingCHPsystems in the domestic industry is increasing rapidly, following the fact that it provides the opportunityto simultaneously generate electricity and heat from a single fuel source.Therefore, the current thesisconcerns theframework of these requirements, with thepurpose of evaluatingthe application of CHP systems intodwellings. In order to assess the energy and economic viability of such an investment, a simulation of the operation of such systemsis carried out. For the purpose of capturingan overall picture, the operation of conventional heating systems (gas and oil boiler) is first simulated. Afterwards, a simulation ofthe operation of small production systems is performed, examining two different cases. In the firstcase,the unit under consideration possessesa thermal power between 100% and 120% of the maximum thermal efficiency of the dwelling, while in the second case, the thermal power of the systemvaries between 30% and 50% of the maximum thermal demand with the simultaneous use of a heat storage heater. An economical analysis of all case studies follows, calculating the annual energy costs for the operation of conventional heating systems and small power plants, as wellas the depreciationof the additional investment costs required for the installation of the mCHPsystems. Finally, a parametric analysis of all results is conducted, whilean optimal installation scenario is presented which sets out the basic requirements and practices for a moresecure investment.Keywords:depreciation, annual energy costs, thermal power, thermosetting, petroleum, natural gas, econometric analysis, parametric analysis, co-generation, CH	en
heal.advisorName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Κουλοχέρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	123 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true