Μέσω της τεχνικής μελέτης που παρουσιάζεται στoακόλουθο διάγραμμα αποδεικνύεται η σταθερότητα που παρουσιάζει ένα γεωθερμικό σύστημα κλιματισμού κατά τη διάρκεια της χειμερινής και της θερινής περιόδου. Η βάση σχεδιασμού στηρίζεται στην μέση μηνιαία θερμοκρασία εδάφους στην επιφάνεια και για χρονική διάρκεια ενός έτους στην περιοχή Ελληνικό Αττικής. Από αυτές τις τιμές θερμοκρασιών με αναγωγή προκύπτουν νέες τιμές για βάθη - 4,5 μέτρων από την επιφάνεια και οι αντίστοιχες ελάχιστες και μέγιστες θερμοκρασίες εδάφους. Βασιζόμενοι στην εναλλαγή θερμότητας μεταξύ εδάφους και διαλύματος ανακυκλοφορίας του γεωσυλλέκτη υπολογίζουμε τον συντελεστή απόδοσης (COP), τα παραγόμενα ενεργειακά φορτία και την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας που έχει μια γεωθερμική αντλία θερμότητας WW060 Florida HeatPumps για κάθε μήνα σύμφωνα με τις μηνιαίες θερμοκρασιακές τιμές του εδάφους για την συγκεκριμένη περιοχή. Παράλληλα εμφανίζουμε τα απαραίτητα μέτρα τουγεωσυλλέκτη (των σωληνώσεων) που απαιτούνται για την συνεργασία με την εν λόγω γεωθερμική αντλία θερμότητας ώστε να επιτευχθεί η παραγωγή των συγκεκριμένων ενεργειακών φορτίων για κάθε μήνα. Θα πρέπει να σημειωθεί πως λόγω του ότι οι γεωσυλλέκτες είναι τοποθετημένοι μέσαστο μπετό καθαριότητας παρουσιάζουν διαφορετική αγωγιμότητα από αυτή που θα παρουσίαζαν αν ήταν τοποθετημένοι σε καθαρό χώμα ή κάποιο άλλο πέτρωμα, με αποτέλεσμα λοιπόν να έχουμε και διακύμανση στα συνολικά μέτρα του απαιτούμενου γεωσυλλέκτη.
ΤΕΧΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΧΕΙΜΕΡΙΝΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ / ΜΠΕΤΟΝ
Μήνας |
| Μέση θερμοκρασία εδάφους σε 0 μέτρα | Εκτίμηση ελάχιστης θερμοκρασίας εδάφους σε -4,5 μέτρα | Συντελεστής απόδοσης γεωθερμικής αντλίας (ελάχιστης θερμοκρασίας εδάφους) | Παραγόμενα Ενεργειακά φορτία για την ελάχιστη θερμοκρασία εδάφους | Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την ελάχιστη θερμοκρασία εδάφους | Μήκος γεωσυλλέκτη σύμφωνα με την ελάχιστη θερμοκρασία εδάφους σε m |
| Μέση ετήσια θερμοκρασία εδάφους |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Βαθμοί Κελσίου | Βαθμοί Κελσίου |
|
|
|
|
|
Νοέμβριος | 19,825 | 16 | 14 | 4 | 15,942 | 3,948 | 471 |
Δεκέμβριος | 19,825 | 12,2 | 10,2 | 3,7 | 14,798 | 3,949 | 615 |
Ιανουάριος | 19,825 | 10,9 | 8,9 | 3,7 | 14,425 | 3,951 | 699 |
Φεβρουάριος | 19,825 | 11,4 | 9,4 | 3,7 | 14,567 | 3,95 | 663 |
Μάρτιος | 19,825 | 13,8 | 11,8 | 3,9 | 15,27 | 3,948 | 541 |
Απρίλιος | 19,825 | 17,6 | 15,6 | 4,2 | 16,447 | 3,951 | 435 |
ΤΕΧΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΡΙΝΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ / ΜΠΕΤΟΝ
Μήνας |
| Μέση θερμοκρασία εδάφους σε 0 μέτρα | Εκτίμηση μέγιστηςθερμοκρασίας εδάφους σε-4,5 μέτρα | Συντελεστής απόδοσης γεωθερμικής αντλίας (μέγιστηςθερμοκρασίας εδάφους) | Παραγόμενα Ενεργειακά φορτία για την μέγιστηθερμοκρασία εδάφους | Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την μέγιστηθερμοκρασία εδάφους | Μήκος γεωσυλλέκτη σύμφωνα με την μέγιστηθερμοκρασία εδάφους σε m |
| Μέση ετήσια θερμοκρασία εδάφους |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Βαθμοί Κελσίου | Βαθμοί Κελσίου |
|
|
|
|
|
Μάιος | 19,825 | 22,6 | 24,6 | 4,5 | 13756 | 3059 | 432 |
Ιούνιος | 19,825 | 27,3 | 29,3 | 3,9 | 13256 | 3404 | 605 |
Ιούλιος | 19,825 | 29,5 | 31,5 | 3,6 | 13006 | 3580 | 748 |
Αύγουστος | 19,825 | 29,2 | 31,2 | 3,7 | 13036 | 3556 | 725 |
Σεπτέμβριος | 19,825 | 26,1 | 28,1 | 4 | 13371 | 3312 | 548 |
Οκτώβριος | 19,825 | 21,3 | 23,3 | 4,6 | 13801 | 2969 | 400 |
Στο διάγραμμα συγκρίνουμε βάσει της ελάχιστης θερμοκρασίας εδάφους την διακύμανση του συντελεστή απόδοσης, των παραγόμενων ενεργειακών φορτίων και της ηλεκτρικής κατανάλωσης, σε σχέση με τη διακύμανση που παρουσιάζουν οι μηνιαίες θερμοκρασίες εδάφους.
Παρατηρείται ότι κατά την χειμερινή περίοδο, με την μείωση των τιμών της θερμοκρασίας του εδάφους, τα παραγόμενα θερμικά φορτία μειώνονται, ενώ η ηλεκτρική κατανάλωση αυξάνεται διότι μειώνεται ο συντελεστής απόδοσης COP της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας.
Κατά το τέλος της χειμερινής περιόδου, με την αύξηση της θερμοκρασίας, αυξάνονται τα παραγόμενα ενεργειακά φορτία με λίγο υψηλότερο συντελεστή απόδοσης. Ωστόσο, επειδή οι θερμικές απαιτήσεις του κτιρίου παραμένουν σταθερές, οι επενεργοποιήσεις των γεωθερμικών αντλιών ολοένα και λιγοστεύουν. Η διακύμανση του COP καθ’ όλη την χειμερινή περίοδο μπορεί να θεωρηθεί σχεδόν σταθερήεφόσον η μέγιστη ποσοστιαία πτώση δεν ξεπερνά το 12%, για ακραίες συνθήκες.
Την περίοδο του θέρους, σε αντίθεση με την χειμερινήπερίοδο, εντοπίζουμε ότι τα παραγόμενα ενεργειακά φορτίαπαρουσιάζουν μια πτωτική τάση ως προς τις αυξημένες τιμές της θερμοκρασίας εδάφους ή του μπετόν καθαριότητας. Όμως η διακύμανση τους είναι μικρότερη από αυτή της χειμερινής περιόδου. Επιπλέον η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας είναι σαφώς μειωμένη σε σχέση με τη χειμερινή περίοδο αλλά η διακύμανση της ακολουθεί αυτή των τιμών της θερμοκρασίας εδάφους.
Ο συντελεστής απόδοσης παρουσιάζει μία αξιόλογηαύξηση σχετικά με αυτή που παρουσίαζε την περίοδο του χειμώνα και επίσης μια ελαφρώς αυξημένη διακύμανση εν συγκρίσει με αυτή της χειμωνιάτικης περιόδου. Η διακύμανση που παρουσιάζεται οφείλεται στο ότι η διακύμανση των θερμοκρασιών του εδάφους είναι μεγαλύτερη από αυτή της χειμερινής περιόδου και η αύξηση του αποδίδεται στην άνοδο των τιμών της θερμοκρασίας εδάφους.
Παρόλα αυτά, εξαιτίας του ότι ο λόγος των παραγόμενων ενεργειακών φορτίων ως προς τον συντελεστή απόδοσης είναι μεγαλύτερος από αυτόν που προέκυψε για τη χειμερινή περίοδο, συμπεραίνουμε ότι την θερινή περίοδο έχουμε μικρότερη ηλεκτρική κατανάλωση. Εφόσον οι συνολικές ανάγκες ψύξης του κτιρίου παραμένουν σταθερές – και η αύξηση θερμοκρασίας του εδάφους οδηγεί σε μείωση των παραγόμενων ψυκτικών φορτίων της γεωθερμικής αντλίας θερμότητας – έχουμε ως αποτέλεσμα την αύξηση της ηλεκτρικής κατανάλωσης αλλά για μειωμένο χρόνο λειτουργίας.
Από την μελέτη όλων των παραπάνω στοιχείων συμπεραίνεται ότι η απόδοσης της εν λόγω γεωθερμικής αντλίας παρουσιάζει μια διαφορά μεταξύ της χειμερινής και της θερινής περιόδου, όμως κατά την διάρκεια της κάθε περιόδου εμφανίζει έναν σχεδόν σταθερό συντελεστή απόδοσης. Ακόμη και την χειμερινή περίοδο, παρά την μείωση της θερμικής αγωγιμότητας των γεωσυλλεκτών δεν επηρεάζεται ουσιαστικά ο συντελεστής απόδοσης του συστήματος. Συσχετίζοντας τις απαιτούμενες ενεργειακές καταναλώσεις με τον απαιτούμενο χρόνο για την επίτευξη των παραγόμενων ενεργειακών φορτίων διαπιστώνουμε μια εν δυνάμει σταθερή κατανάλωση καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, παρέχοντας αξιόλογη εξοικονόμηση ενέργειας η οποία ανέρχεται στο 61,3 % συγκρινόμενη με σύστημα καυστήρα πετρελαίου ισοδύναμης ενεργειακής απόδοσης και στο 50,6 % σε σχέση με σύστημα ψύξης με αντλία θερμότητας αέρος – αέρος. Η μελέτη έχει γίνει από την εταιρεία Nikolaos PsarrasGeothermal Engineering.
0 Σχόλια