Τεχνοοικονομική αξιολόγηση συστήματος τριπαραγωγής με αντλία 
θερμότητας και φωτοβολταϊκά σε διαφορετικές κλιματικές συνθήκες

Παπαρβύθης, Γεώργιος; Paparvythis, George

dc.contributor.author	Παπαρβύθης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Paparvythis, George	en
dc.date.accessioned	2023-04-19T10:42:11Z
dc.date.available	2023-04-19T10:42:11Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57543
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25240
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	Σύστημα τριπαραγωγής	el
dc.subject	Αντλία θερμότητας	el
dc.subject	Φωτοβολταϊκά	el
dc.subject	Trigeneration system	en
dc.subject	Heat pump	en
dc.subject	Photovoltaics	en
dc.title	Τεχνοοικονομική αξιολόγηση συστήματος τριπαραγωγής με αντλία θερμότητας και φωτοβολταϊκά σε διαφορετικές κλιματικές συνθήκες	el
dc.title	Technoeconomic investigation of a trigeneration system with heat pump and photovoltaics in different climatic conditions	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμική Συμπεριφορά Κτιρίων & Τεχνοοικονομική Αξιολόγηση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-16
heal.abstract	Η παρούσα Διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη ενός συστήματος τριπαραγωγής, αποτελούμενο από μία αντιστρέψιμη αντλία θερμότητας μηχανικής συμπίεσης ατμού αέρα νερού για την παραγωγή ψύξης, θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ) και φωτοβολταϊκών (Φ/Β) πάνελ για την κάλυψη των ηλεκτρικών αναγκών. Το μελετώμενο σύστημα διερευνήθηκε σε τρεις ευρωπαϊκές χώρες (Ελλάδα, Γερμανία, Φινλανδία) και ειδικότερα σε πολυκατοικία συνολικού εμβαδού δαπέδου 620 m², το κέλυφος της οποίας διαμορφώθηκε ώστε να συνάδει με τις εκάστοτε εθνικές προδιαγραφές. Αρχικά, έγινε η μοντελοποίηση του κτηρίου στο λογισμικό TRNSYS και εφαρμόστηκαν στοιχεία συμπεριφοράς χρήστη για τις διαφορετικές θερμικές ζώνες της πολυκατοικίας, όπως θερμοκρασίες ρύθμισης των θερμοστατών, κατανάλωση ΖΝΧ και παρουσία εντός του κτηρίου. Από την προσομοίωση του κτηρίου προέκυψαν τα θεωρητικά θερμικά και ψυκτικά φορτία και βάσει αυτών, επιλέχθηκαν οι χαρακτηριστικές ημέρες κάθε μήνα που αντιστοιχούν στο 100%, 75%, 25% και 0% του μέγιστου μηνιαίου φορτίου, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για την ετήσια προσομοίωση του συστήματος. Το σύστημα μοντελοποιήθηκε στο λογισμικό TRNSYS χρησιμοποιώντας δεδομένα κατασκευαστών για όλα τα επιμέρους υποσυστήματα. Ενδεικτικά, το σύστημα αποτελείται από την αντλία θερμότητας, ένα δοχείο αποθήκευσης ΖΝΧ, τα φωτοβολταϊκά πάνελ με τον αντιστροφέα (inverter) και παρελκόμενα συστήματα όπως κυκλοφορητή, βαλβίδες διαχωρισμού και διακοπής της ροής και μονάδες ανεμιστήρα-στοιχείου (fan-coil units) για την απόδοση της ψύξης και θέρμανσης στους εσωτερικούς χώρους. Το σύστημα μοντελοποιήθηκε τεχνοοικονομικά για διαφορετικές ονομαστικές ισχύες της αντλίας θερμότητας και διαφορετικό πλήθος Φ/Β πάνελ, χρησιμοποιώντας ως δείκτη το σταθμισμένο κόστος παραγωγής ψυκτικής και θερμικής ενέργειας, σε καθεστώς ενεργειακού συμψηφισμού (net-metering). Προέκυψε ότι μεταξύ των μελετώμενων χωρών, η Αθήνα εμφανίζει το χαμηλότερο σταθμισμένο κόστος με 0.0831 €/kWh, για αντλία θερμότητα ονομαστικής ισχύος 25 kW και 25 Φ/Β πάνελ ενώ το υψηλότερο σταθμισμένο κόστος παρουσιάζει το Ελσίνκι με 0.1025 €/kWh, λόγω της υψηλότερης αρχικής ειδικής κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας (91.89 kWh/m²) και της μειωμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όσον αφορά την αντλία θερμότητας, αυτή λειτουργεί αποδοτικότερα για θέρμανση στην Αθήνα με ετήσια απόδοση θέρμανσης (SCOP) 3.10 και για ψύξη στο Ελσίνκι με ετήσια απόδοση ψύξης (SEER) 5.19. Τέλος, μεταξύ των υποσυστημάτων, το μεγαλύτερο κόστος εντοπίζεται στην αντλία θερμότητας, σε ποσοστό άνω του 47% για όλες τις περιπτώσεις.	el
heal.abstract	The present thesis deals with the study of a trigeneration system, consisting of a reversible air water vapour compression heat pump for the production of cooling, heating and domestic hot water (DHW), and photovoltaic (PV) panels to meet the electrical needs. The system was investigated in three European countries (Greece, Germany, Finland) and in particular in an apartment building with a total floor area of 620 m², the envelope of which was formed to comply with the respective national specifications. First, the building was modeled in TRNSYS software and user behaviour data for the different thermal zones of the building were applied, such as thermostat setpoint temperatures, DHW consumption and occupancy inside the building. The theoretical thermal and cooling loads were obtained from the simulation of the building and based on these, the typical days of each month corresponding to 100%, 75%, 25% and 0% of the maximum monthly load were selected and used for the annual simulation of the system. The system was modeled in TRNSYS software using manufacturer data for all individual subsystems. Namely, the system consists of the heat pump, a DHW storage tank, the PV panels with inverter and auxiliary systems such as a circulator, changeover and shut-off valves and fan coil units for cooling and heating supply. The system was modelled technoeconomically for different heat pump nominal capacities and different numbers of PV modules, using as an indicator the levelized cost of producing cooling and heating energy in a net-metering scheme. It was found that among the studied countries, Athens shows the lowest levelized cost with 0.0831 €/kWh, for a heat pump with a nominal capacity of 25 kW and 25 PV modules, while Helsinki shows the highest weighted cost with 0.1025 €/kWh, due to its higher initial specific primary energy consumption (91.89 kWh/m²) and reduced solar radiation. Regarding the heat pump, it is more efficient for heating in Athens with an annual heating performance (SCOP) of 3.10 and for cooling in Helsinki with an annual cooling performance (SEER) of 5.19. Finally, among the subsystems, the highest cost is found in the heat pump, at more than 47% for all cases.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Χαραλαμπίδης, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Νίκογλου, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	134 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false