Διερεύνηση λειτουργίας υδρόψυκτων αντλιών θερμότητας με ψυκτικό μέσο το νερό προερχόμενο από ηλιοθερμικό σύστημα

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σαν στόχο τη διερεύνηση της λειτουργίας μιας υδρόψυκτης αντλίας θερμότητας με ψυκτικό μέσο το νερό προερχόμενο από ηλιοθερμικό σύστημα. Η διπλωματική εργασία ξεκινάει με την παρουσίαση των αντλιών θερμότητας σε ένα πιο ευρύ πλαίσιο, επικεντρώνοντας την προσοχή στα βασικά μέρη μιας αντλίας θερμότητας στην αρχή λειτουργίας της καθώς και στο βαθμό απόδοσής της. Στο 2ο κεφάλαιο παρουσιάζονται εκτενώς οι υδρόψυκτες αντλίες θερμότητας, ξεκινώντας με την ανάλυση του ορισμού και συνεχίζοντας με τον βαθμό απόδοσης τους. Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται λόγος για τα θερμικά ηλιακά συστήματα, αναφέρονται τα βασικά μέρη τους και οι εφαρμογές που βρίσκουν στις μέρες μας. Επίσης, γίνεται μια εισαγωγή στα υβριδικά ηλιακά συστήματα, τα οποία παρουσιάζονται αναλυτικότερα στο επόμενο κεφάλαιο. Πιο συγκεκριμένα, στο 4ο κεφάλαιο εξετάζεται λεπτομερώς ένα σύστημα με υδρόψυκτες αντλίες θερμότητας υποβοηθούμενες από ηλιακούς συλλέκτες. Στο 5ο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης μιας κατοικίας στη περιοχή της Καστοριάς. Το σύστημα θέρμανσης του σπιτιού είναι ένα υβριδικό σύστημα που αποτελείται από υβριδικούς ηλιακούς συλλέκτες και μια υδρόψυκτη αντλία θερμότητας. Σκοπός της μελέτης είναι η εύρεση του ακριβούς αριθμού των υβριδικών ηλιακών συλλεκτών που απαιτούνται για να καλυφθούν αποδοτικά και οικονομικά οι ανάγκες για θέρμανση και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης της κατοικίας. Τέλος, στο 6ο κεφάλαιο γίνεται μια υπόθεση εργασίας και προκύπτουν ορισμένα αξιοσημείωτα συμπεράσματα που αφορούν τα υβριδικά συστήματα.

The present dissertation aims to investigate the operation of a water-cooled heat pump with water coolant coming from a solar thermal system. The dissertation begins with the presentation of heat pumps within a broader context, focusing on the basic parts of a heat pump at the beginning of its operation as well as its degree of efficiency. The 2nd chapter presents the water-cooled heat pumps in detail, starting with the analysis of their definition and continuing with their degree of efficiency. The 3rd chapter talks about solar thermal systems, lists their main parts and the applications they find today. An introduction to hybrid solar systems, which are more thoroughly presented in the next chapter, is also made. More specifically, in the 4th chapter a system of water-cooled heat pumps assisted by solar panels is examined in detail. The 5th chapter of the dissertation presents the results of the study of a house in the area of Kastoria. The home heating system is a hybrid system consisting of hybrid solar panels and a water-cooled heat pump. The purpose of the study is to find the exact number of hybrid solar panels required to meet the needs for heating and production of domestic hot water efficiently and economically. Finally, in the 6th chapter a working hypothesis is made and some remarkable conclusions concerning the hybrid systems are drawn.