Μελέτη της απόδοσης γεωθερμικής αντλίας θερμότητας σε κτίριο με σχεδόν μηδενική ενεργειακή κατανάλωση (NZEB).

Abstract

Θέμα της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη απόδοσης γεωθερμικής αντλίας θερμότητας σε κτίριο με σχεδόν μηδενική ενεργειακή κατανάλωση. Η θερμότητα από το εσωτερικό της Γης δημιουργεί επιφανειακά φαινόμενα. Η θερμότητα παράγεται κυρίως από τη ραδιενεργή διάσπαση του καλίου, του θορίου και του ουρανίου στον φλοιό και τον μανδύα της Γης και επίσης από την τριβή που δημιουργείται κατά μήκος των περιθωρίων των ηπειρωτικών πλακών. Η επακόλουθη ετήσια χαμηλής ποιότητας ροή θερμότητας στην επιφάνεια κυμαίνεται κατά μέσο όρο μεταξύ 50 και 70 milliwatt (mW) ανά τετραγωνικό μέτρο παγκοσμίως. Τα GHP έχουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των πιο συμβατικών συστημάτων θέρμανσης και κλιματισμού. Ένα σύστημα GHP αποτελείται από έναν εναλλάκτη θερμότητας (ένα βρόχο από σωλήνες θαμμένους στο έδαφος) και μια αντλία. Ο εναλλάκτης θερμότητας μεταφέρει θερμική ενέργεια μεταξύ του εδάφους και του αέρα στην επιφάνεια μέσω ενός ρευστού που κυκλοφορεί μέσω των σωλήνων. Το υγρό που χρησιμοποιείται είναι συχνά νερό ή συνδυασμός νερού και αντιψυκτικού. Κατά τους θερμότερους μήνες, η θερμότητα από τον θερμό αέρα μεταφέρεται στον εναλλάκτη θερμότητας και στο ρευστό. Είναι φανερό λοιπόν πως το κόστος επένδυσης που θα επιβαρυνθεί ο καταναλωτής για την εγκατάσταση ενός τέτοιου συστήματος πρόκειται να αποσβεστεί σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα λόγω της υψηλής εξοικονόμησης που παρουσιάζει στη λειτουργία του. Αξίζει τον κόπο λοιπόν να διερευνηθεί και αυτή η εναλλακτική λύση, που συνδυάζει και θέρμανση αλλά και ψύξη για το σπίτι, αφού υπό προϋποθέσεις, υπάρχει η δυνατότητα να εφαρμοστεί και σε ήδη κτισμένα σπίτια.

The subject of this work is the study of the efficiency of a geothermal heat pump in a building with almost zero energy consumption. The heat from inside the Earth creates surface phenomena. The heat is produced mainly by the radioactive decay of potassium, thorium and uranium in the Earth's crust and mantle and also by the friction created along the margins of the continental plates. The consequent annual low quality surface heat flux is on average between 50 and 70 milliwatt (mW) per square meter worldwide. GHPs have many advantages over most conventional heating and air conditioning systems. A GHP system consists of a heat exchanger (a loop of pipes buried in the ground) and a pump. The heat exchanger transfers heat energy between the ground and the air to the surface through a fluid circulating through the pipes. The liquid used is often water or a combination of water and antifreeze. During the warmer months, heat from the hot air is transferred to the heat exchanger and to the fluid. It is therefore obvious that the investment costs that will be borne by the consumer for the installation of such a system will be amortized in a very short time due to the high savings it presents in its operation. It is therefore worth exploring this alternative, which combines both heating and cooling for the house, since under certain conditions, it is possible to apply in already built houses.