Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας-Παραδείγματα από τη Βόρεια Ελλάδα = Ground Source Heat Pumps-Cases from northern Greece

Περίληψη

Στη σύγχρονη εποχή, η γεωθερμική ενέργεια, μία ήπια και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, ανακτάται και αξιοποιείται παγκοσμίως καλύπτοντας σημαντικές ενεργειακές ανάγκες. Χρησιμοποιείται, κυρίως, για ηλεκτροπαραγωγή, θέρμανση και δροσισμό εσωτερικών χώρων, παραγωγή ζεστού νερού, αφαλάτωση καθώς και σε διάφορες αγροτικές και βιομηχανικές εφαρμογές (ξήρανση, πρωίμιση αγροτικών προϊόντων κλπ), αντικαθιστώντας τη χρήση των συμβατικών καυσίμων.
Η αβαθής γεωθερμία, δηλαδή η ενέργεια που περιέχεται σε γεωλογικούς σχηματισμούς που βρίσκονται σε βάθη μικρότερα από 400 μ., αποτελεί τη μορφή γεωθερμικής ενέργειας που αξιοποιείται συνηθέστερα τόσο στην Ελλάδα, όσο και παντού στον κόσμο. Ένα σύστημα αβαθούς γεωθερμίας αποτελείται από μια αντλία θερμότητας, έναν γεωεναλλάκτη, μέσω του οποίου γίνονται ανταλλαγές θερμότητας με το υπέδαφος, καθώς και το εσωτερικό σύστημα διανομής της θερμότητας.
Στην παρούσα πτυχιακή εργασία εξετάζονται και αναλύονται τρεις περιπτώσεις εγκατάστασης τέτοιων συστημάτων στη Βόρεια Ελλάδα, σε κτίρια διαφορετικών χρήσεων: σε μονοκατοικία στον Δήμο Πυλαίας-Χορτιάτη του Νομού Θεσσαλονίκης, σε σχολική μονάδα στον Δήμο Άργους Ορεστικού του Νομού Καστοριάς, καθώς και σε κτίριο διοικητικών υπηρεσιών της Περιφερειακής Ενότητας Σερρών εντός της ομώνυμης πόλης.
Στην πρώτη και την τρίτη περίπτωση τοποθετήθηκαν συστήματα ανοικτού τύπου για θέρμανση/δροσισμό των κτιρίων με τη βοήθεια υδρογεωτρήσεων, ενώ, αντίθετα η δεύτερη αφορά σε σύστημα κλειστού τύπου και κατασκευή 11 γεωτρήσεων, όπου τοποθετήθηκαν οι εναλλάκτες.
Η συνολική ετήσια εξοικονόμηση από τη χρήση των παραπάνω συστημάτων αβαθούς γεωθερμίας ξεπέρασε το 80% σε σχέση με τη χρήση συμβατικών μέσων κλιματισμού, όπως είναι το πετρέλαιο (θέρμανση) και το κοινό κλιματιστικό (δροσισμός).
   
Among other renewable energy source, geothermal energy is also being exploited worldwideto cover certain energy demands in various sectors of human activity. It is mainly used for electricity generation, indoor heating and cooling, hot water production, as well as in various industrial and agricultural applications, substituting (partially or totally) the use of conventional fuels.
Shallow geothermal energy, i.e. the energy contained in geological formations located at depths less than 400 m., is the most commonly used form of geothermal energy. A shallow geothermal system (Ground Source Heat Pump) consists of a heat pump, a geothermal heat exchanger and the indoor heat distribution system.
Three such geothermal systems are presented in this thesis, installed in buildings located in northern Greece: a house near Thessaloniki, a school unit in the Prefecture of Kastoria and in the administration building of Serres Regional Unit.
Two of them regard open loop systems (the house and the administration building), whereas a closed-loop system with 11 shallow boreholes was constructed and installed for the heating/cooling/hot water production in the school building.
In all three cases, the use of Ground Source Heat Pumps resulted in more than 80% savings compared to the use of conventional fuels (oil) and common air-condition system.