Υβριδικό σύστημα αβαθούς γεωθερμίας με ψυκτικό πύργο κλειστού κυκλώματος

Περίληψη

Εξετάζεται ένα υβριδικό σύστημα αβαθούς γεωθερμίας με ψυκτικό πύργο κλειστού κυκλώματος. Η μελέτη περίπτωσης είναι ένα γυάλινο κτήριο γραφείων στην Αθήνα. Μια νέα στρατηγική ελέγχου του υβριδικού συστήματος αναπτύσσεται, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της περιόδου που απαιτείται αποκλειστικά ψύξη των χώρων του κτηρίου. Η προσομοίωση επιτυγχάνεται με το λογισμικό TRNSYS 17 και η βελτιστοποίηση της λειτουργίας του συστήματος γίνεται με το εργαλείο TRNOPT 17, ώστε να ελαχιστοποιηθεί το μήκος των γεωεναλλακτών για δεδομένη ισχύ των αντλιών θερμότητας. Οι Στρατηγικές Ελέγχου που εφαρμόζονται στην παρούσα προσομοίωση καθορίζουν πότε ο ψυκτικός πύργος κλειστού κυκλώματος θα είναι σε λειτουργία και πότε όχι. Τρεις διαφορετικές στρατηγικές εξετάζονται. Σύμφωνα με την πρώτη, ο ψυκτικός πύργος λειτουργεί όταν η θερμοκρασία εξόδου του ρευστού (νερού) από τις αντλίες θερμότητας υπερβαίνει κατά 10 ^oC τη θερμοκρασία υγρής σφαίρας του αέρα περιβάλλοντος. Σύμφωνα με τη δεύτερη, ο ψυκτικός πύργος λειτουργεί όταν η θερμοκρασία του νερού που εξέρχεται από τους γεωεναλλάκτες είναι μεγαλύτερη των 28^oC. Σύμφωνα με τη Στρατηγική Ελέγχου 3, ο ψυκτικός πύργος τίθεται σε λειτουργία όταν η θερμοκρασία του νερού που εξέρχεται από τις αντλίες θερμότητας είναι μεγαλύτερη των 32^oC. Οι παραπάνω τιμές ελέγχου κάθε στρατηγικής κανονικοποιούνται ως προς τη θερμοκρασία του νερού που εξέρχεται από το θερμή πλευρά του εναλλάκτη θερμότητας ο οποίος παρεμβάλλεται μεταξύ του κυκλώματος των γεωεναλλακτών και του κυκλώματος του ψυκτικού πύργου. Οι νέες αυτές τιμές ορίζουν τρεις νέες Στρατηγικές Ελέγχου οι οποίες επιτυγχάνουν επιπρόσθετη βελτιστοποίηση του συστήματος.