Προσομοίωση και βελτιστοποίηση ηλιακα υποβοηθούμενης αντλίας θερμότητας

Κουμής, Γεώργιος; Koumis, Georgios

dc.contributor.author	Κουμής, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Koumis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2019-07-25T08:08:10Z
dc.date.available	2019-07-25T08:08:10Z
dc.date.issued	2019-07-25
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49150
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16656
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
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	Αντλία θερμότητας	el
dc.subject	Ενεργειακή απόδοση	el
dc.subject	Ηλιακοί συλλέκτες	el
dc.subject	Προσομοίωση TRNSYS	el
dc.subject	Πρόγραμμα GenOpt	el
dc.subject	Heat pump	en
dc.subject	Energy efficiency	en
dc.subject	Solar collectors	el
dc.subject	TRNSYS simulation	en
dc.subject	GenOpt program	el
dc.title	Προσομοίωση και βελτιστοποίηση ηλιακα υποβοηθούμενης αντλίας θερμότητας	el
dc.title	Simulation and optimization of solar assisted heat pump	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θέρμανση-Κλιματισμός	el
heal.classification	Heating-Air conditioning	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-01
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την αξιοποίηση της ηλιακής θερμικής ενέργειας σε ένα σύστημα αντλίας θερμότητας, για τη θέρμανσή εσωτερικού χώρου ενός κτιρίου 100 m2 στην περιοχή της Αθήνας για τη χρονική περίοδο από Νοέμβριο μέχρι και Απρίλιο. Με τη βοήθεια επίπεδων ηλιακών συλλεκτών και ενός δοχείου αποθήκευσης νερού γίνεται εκμετάλλευση της θερμότητας από τη ηλιακή ενέργεια μέσω του νερού, το οποίο τροφοδοτεί μια αντλία θερμότητας νερού-αέρα που αποσκοπεί στη ικανοποίηση των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Βάσει των απαιτήσεων θέρμανσης, σκοπός είναι η μελέτη και η κατάλληλη επιλογή των παραμέτρων της εγκατάστασης για τη ελαχιστοποίηση του κόστους της και παράλληλα η ενεργειακή απόδοση της αντλίας θερμότητας να είναι υψηλή. Η λειτουργία της εγκατάστασης προσομοιώθηκε για τρεις περιπτώσεις κτιρίων ανάλογα με τις θερμικές τους ανάγκες. Επιπλέον, έγινε οικονομική αξιολόγηση της εγκατάστασης της ηλιακά υποβοηθούμενης αντλίας θερμότητας, η οποία συγκρίθηκε και ενεργειακά με μια αντλία θερμότητας αέρα-αέρα. Η εργασία αποτελείται από οκτώ κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η ενεργειακή κατάσταση που επικρατεί στη σημερινή εποχή και η κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια. Στο δεύτερο κεφάλαιο εξηγούνται βασικές έννοιες σχετικά με τη θέρμανση και τον κλιματισμό των κτιρίων. Στη συνέχεια, γίνεται αναλυτική περιγραφή για το τρόπο λειτουργίας των αντλιών θερμότητας, παρουσιάζονται οι τύποι αντλιών θερμότητας καθώς και οι εφαρμογές τους σε διάφορες εγκαταστάσεις. Το τρίτο κεφάλαιο αφορά τη ηλιακή ενέργεια, τους τρόπους εκμετάλλευσης της, αναφέρονται χρήσιμες σχέσεις για την αξιοποίηση της και περιγράφεται ο τρόπος λειτουργίας των διάφορων ηλιακών συλλεκτών. Στα επόμενα κεφάλαια, περιγράφεται ο τρόπος με τον οποίο προσομοιώθηκε η εγκατάσταση της ηλιακά υποβοηθούμενης αντλίας θερμότητας στο πρόγραμμα TRNSYS και πως επιτυγχάνεται η βελτιστοποίηση του προβλήματος που τέθηκε με τη βοήθεια του προγράμματος GenOpt. Παράλληλα, περιγράφονται και κάποιες μέθοδοι βελτιστοποίησης. Στο έβδομο κεφάλαιο καταγράφονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης και οι παρουσιάζονται οι επιλογές των παραμέτρων που έγιναν για τη βελτιστοποίηση του συστήματος. Τέλος, στο τελευταίο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζονται χρήσιμα συμπεράσματα που προέκυψαν και προτείνονται θέματα για μελλοντική έρευνα.	el
heal.abstract	Over the last years, the high consumption of fossil fuels for energy production emits excessive amount of carbon dioxide (CO2) which causes many environmental problems like the greenhouse effect. As a result, many governments take effective measures to tackle this problem and promote the development of renewable energy systems, like solar energy systems. Solar energy is a constantly evolving technology, it has a positive effect on the environment and it can be used in several applications like space heating or generating electricity. With regard to space heating and air conditioning systems, heat pump is highly efficient technology which can be combined with solar systems. This diploma thesis addresses the use of solar energy in a heat pump that provides space heating in a building 100 m2 during the months November-April. Using flat plate collectors (FPC) and a storage tank of water, the heat from the solar energy is provided to the water, which is used by a water-air heat pump in order to satisfying the thermal comfort requirements of a building. Depending on the building heating demands, the aim is the analysis and the appropriate selection of the system parameters in order to minimize the total cost and at the same time to have a high energy efficiency heat pump. The cost and the energy efficiency of the system was compared between three different types of building, depending on their heating demand. In addition, the solar assisted heat pump is compared to the conventional air source heat pump in terms of the total cost and the total consumption of electric energy. This thesis is structured with eight chapters. The first chapter presents the world energy situation in nowadays and the energy consumption in buildings. In the second chapter, is explained basic principles of space heating and air conditioning. In addition, an analytical description is given about the operation of heat pump, the types of heat pump and their various industry applications. The third chapter is about the solar energy, presents the ways of exploitation of solar energy and it describes the operation of various types of solar collectors. The next chapters explain how the system of solar assisted heat pump was simulated in TRNSYS program and how the optimization problem was solved with GenOpt program. Moreover, these chapters describe and explain the optimization methods that are used. The seventh chapter presents the results of simulation and the results of the optimization problem that we had set. Finally, the last chapter of the paper presents useful conclusions of the project and proposed topics for future research.	en
heal.advisorName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνόπουλος, Κίμων	el
heal.committeeMemberName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	154 σ.
heal.fullTextAvailability	true