Μελέτη οικιακού συστήματος τριπαραγωγής με φωτοβολταϊκούς συλλέκτες, ηλιοθερμικούς συλλέκτες και αντλία θερμότητας

Μπίρης, Μάριος Δημήτριος; Biris, Marios Dimitrios

dc.contributor.author	Μπίρης, Μάριος Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Biris, Marios Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2023-04-28T10:07:15Z
dc.date.available	2023-04-28T10:07:15Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57581
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25278
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Αντλία Θερμότητας αέρος - νερού	el
dc.subject	Φωτοβολταϊκό σύστημα	el
dc.subject	Ηλιοθερμικό σύστημα	el
dc.subject	Ψύξη - Θέρμανση	el
dc.subject	Ζεστό νερό χρήσης	el
dc.subject	Air to Water Heat Pump	en
dc.subject	Photovoltaics	en
dc.subject	Solar Heat Collectors	en
dc.subject	Interior air conditioning	en
dc.subject	Domestic hot water	en
dc.title	Μελέτη οικιακού συστήματος τριπαραγωγής με φωτοβολταϊκούς συλλέκτες, ηλιοθερμικούς συλλέκτες και αντλία θερμότητας	el
dc.title	Study of a residential trigeneration system with photovoltaic modules, solar thermal collectors and heat pump	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανανεώσιμες πηγές	el
heal.classification	Πράσινη ενέργεια	el
heal.classification	Τριπαραγωγή	el
heal.classification	Βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Διαστασιολόγηση	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-16
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η δυνατότητα κάλυψης, από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ,των αναγκών σε ενέργεια για την κάλυψη του θερμικού φορτίου μίας πενταόροφης πολυκατοικίας στο κέντρο της Αθήνας. Το συνολικό φορτίο μιας κατοικίας περιλαμβάνει τις ανάγκες θέρμανσης / ψύξης των χώρων και την κατανάλωση ζεστού νερού. Η απαιτούμενη ενέργεια θα προέλθει από τη χρήση φωτοβολταϊκών και ηλιακών θερμικών συλλεκτών στη ταράτσα της πολυκατοικίας πέντε ορόφων και συνολικού εμβαδού 510 m2 (102 m2 έκαστος όροφος). Η χρήση ηλιακών θερμικών πάνελ μπορεί να καλύψει σε μεγάλο ποσοστό τις απαιτήσεις για ζεστό νερό χρήσης. Εν συνεχεία, η αντλία θερμότητας αναλαμβάνει τα αναγκαία φορτία ψύξης – θέρμανσης με τον κλιματισμό των εσωτερικών χώρων της πολυκατοικίας ο οποίος θα γίνει δυνατός με την εγκατάσταση σωμάτων Fan Coil (FCU) αλλά και παροχής ΖΝΧ μέσω δοχείου αποθήκευσης που παρεμβάλλεται μεταξύ αυτής και του ηλιακού. Τέλος, το φωτοβολταϊκό σύστημα θα τροφοδοτήσει τον συμπιεστή της Α/Θ με ηλεκτρική ισχύ. Η πλεονάζουσα ηλεκτρική ισχύς μετά τον μετατροπέα παρέχεται μέσω ενεργειακού συμψηφισμού στο δίκτυο ενώ η επιλογή του πλήθους των Φ/Β πάνελ αντιστοιχεί στη λειτουργία όπου το σύνολο της κατανάλωσης της αντλίας θερμότητας καλύπτεται από τα πάνελ. Για την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας μελετήθηκε η εγκατάσταση 18 m2 θερμικών ηλιακών συλλεκτών, 29,30 m2 φωτοβολταϊκών συλλεκτών μέγιστης ισχύος 6,15 kW σε σύνδεση μετατροπέα τάσης ισχύος 6 kW, ένα δοχείο χωρητικότητας 1 m3 , μία αντλία θερμότητας αέρος νερού ονομαστικής ισχύος 27,55 kW σε λειτουργία θέρμανσης και 22,70 kW σε λειτουργία ψύξης. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη, η βελτιστοποίηση, η διαστασιολόγηση και η αξιολόγηση των τριών υποσυστημάτων του παραπάνω συστήματος για χρήση σε κατοικίες. Τα πλαίσια του ηλιακού και του φωτοβολταϊκού συστήματος ελήφθησαν από μοντέλα που κυκλοφορούν στην αγορά και βάση των χαρακτηριστικών τους εκπονήθηκε η μελέτη στα αντίστοιχα υποκεφάλαια. Αναφορικά με την αντλία θερμότητας, μέσω της διαδικασίας βελτιστοποίησης «κατασκευάστηκε» μια custom Α/Θ η οποία προέκυψε από τον κατάλληλο συνδυασμό εργαζόμενου μέσου, συμπιεστή (όγκος εμβολισμού – στροφές) και πλακοειδούς εναλλάκτη (αριθμός πλακών), με τα τελευταία δύο να αποτελούν εμπορικά μοντέλα.	el
heal.abstract	In this thesis the possibility of covering, from renewable energy sources, the energy needs to cover the thermal load of a five-story apartment building in the center of Athens is being examined. The total load of a residence includes the heating/cooling needs of the premises and the consumption of hot water. The required energy will be supplied from the use of photovoltaic and solar thermal collectors on the roof of the five-story apartment building with a total surface of 510 m2 (102 m2 on each floor). The use of solar thermal panels can cover a large percentage of domestic hot water requirements. Subsequently, the heat pump takes over the necessary cooling/ heating loads with the air conditioning of the interior spaces of the apartment building, which will become possible with the installation of Fan Coil units (FCU) as well as DHW supply through a storage tank interposed between it and the solar thermal system. Finally, the photovoltaic system will supply the heat pump's compressor with electrical power. The excess electrical power is provided through energy compensation to the grid while the selection of the number of PV panels corresponds to the mode where the entire consumption of the heat pump is covered by the panels. For the exploitation of solar energy the installation of 18 m2 of thermal solar collectors, 29.30 m2 of photovoltaic collectors with a maximum power of 6.15 kW connected to a 6 kW voltage inverter and a storage tank with a capacity of 1 m3 . Based on the above mentioned details an air-water heat pump was studied with a nominal power of 27.55 kW in heating mode and 22.70 kW in cooling mode. The aim of this thesis is the study, optimization, dimensioning and evaluation of the three subsystems of the above system for residential use. The frames of the solar and photovoltaic system were taken from models available on the market and based on their characteristics the study was made in each chapter. Regarding the heat pump, through the optimization process a custom heat pump was "built" which resulted in an appropriate combination of a working medium, compressor (embolization volume - revolutions) and plate heat exchanger (number of plates), with the last two being commercial models.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	115 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false