Εφαρµογές Γεωθερµικών Αντλιών Θερµότητας Χρήση γεωθερµικής ενέργειας για παραγωγή θέρµανσης-ψύξης Προοπτικές ανάπτυξης της γεωθερµίας στην Περιφέρεια Δυτικής Μακεδονίας Δευτέρα 24 Απριλίου 2017 Αίθουσα ΤΕΕ/ΤΔΜ Εφαρµογές Γεωθερµικών Αντλιών Θερµότητας Αναστασία Μπένου Διπλ. Μηχανολόγος Μηχανικός, MSc Τµήµα Γεωθερµικής Ενέργειας Κέντρο Ανανεώσιµων Πηγών και Εξοικονόµησης Ενέργειας (ΚΑΠΕ) 1

Γεωθερµική Ενέργεια: η Θερµότητα της Γης 2

Μορφές Γεωθερµικής Ενέργειας •  Υψηλή Ενθαλπία: –  Θερµοκρασία υπόγειων πετρωµάτων & υδάτων > 150 ºC •  Χαµηλή Ενθαλπία: –  Θερµοκρασία υπόγειων πετρωµάτων & υδάτων 25-150 ºC •  Αβαθής Γεωθερµία: –  Θερµοκρασία πετρωµάτων µικρού βάθους και επιφανειακών υδάτων < 25ºC 3

Χρήσεις γεωθερµίας στην Ελλάδα Εφαρµογές γεωθερµίας - µόνο άµεσες χρήσεις, όχι ηλεκτροπαραγωγή Οι άµεσες χρήσεις της γεωθερµίας περιλαµβάνουν τα εξής: •  «Κλασσικές» εφαρµογές –  Ιαµατικά λουτρά –  Θέρµανση θερµοκηπίων, υπεδαφική θέρµανση, ξήρανση αγροτικών προιόντων –  Θέρµανση χώρων –  Υδατοκαλλιέργειες, ιχθυοκαλλιέργειες •  Εφαρµογές Γεωθερµικών Αντλιών Θερµότητας (ΓΑΘ) –  Συστήµατα ΓΑΘ 4

Άµεσες χρήσεις γεωθερµίας Εφαρµογές στην Ελλάδα Εγκατεστηµένη ισχύς Ετήσια χρήση ενέργειας Εφαρµογές (MWt) (TJ) Ιαµατικά λουτρά 42 251 571 Θέρµανση θερµοκηπίων 33,38 Υπεδαφική θέρµανση 4,42 19,06 Ξήρανση αγροτικών προϊόντων Θέρµανση χώρων 0,58 1,65 5,54 17,82 18 Υδατοκαλλιέργειες Ιχθυοκαλλιέργειες Υποσύνολο 1,26 0,05 0,91 83,76 883,33 Γεωθερµικές Αντλίες Θερµότητας 148 709 Σύνολο 231,76 1592,33 5

Άµεσες χρήσεις γεωθερµίας •  Εγκατεστηµένη ισχύς: 231,76MWt •  Ετήσια χρήση ενέργειας: 1592,33TJ. Ø  ΓΑΘ (65% επί του συνόλου) - πιο διαδεδοµένη εφαρµογή Ø ιαµατικά λουτρά Ø θέρµανση θερµοκηπίων 6

Συστήµατα ΓΑΘ Αβαθής γεωθερµία: θερµότητα πετρωµάτων µικρού βάθους και επιφανειακών/υπόγειων υδάτων θερµοκρασίας < 25ºC Θέρµανση/ψύξη και ζεστό νερό χρήσης µε αναστρέψιµη αντλία θερµότητας και µε χρήση του υπεδάφους ως πηγή/αποδέκτη θερµότητας 7

Λειτουργία συστήµατος ΓΑΘ Συστήµατα ΓΑΘ Λειτουργία συστήµατος ΓΑΘ •  Σύστηµα εναλλαγής θερµότητας εδάφους •  Γεωθερµική αντλία θερµότητας •  Σύστηµα θέρµανσης χαµηλής θερµοκρασίας 8

Συστήµατα ΓΑΘ αρχή λειτουργίας χειµώνας - θέρµανση καλοκαίρι - ψύξη σύστηµα θέρµανσης χαµηλής θερµοκρασίας σύστηµα θέρµανσης χαµηλής θερµοκρασίας γεωθερµική γεωθερµική αντλία θερµότητας αντλία θερµότητας σύστηµα σύστηµα εναλλαγής θερµότητας υπεδάφους εναλλαγής θερµότητας υπεδάφους 9

Σύστηµα εναλλαγής θερµότητας Κλειστό σύστηµα - γεωεναλλάκτες Συστήµατα ΓΑΘ Σύστηµα εναλλαγής θερµότητας Κλειστό σύστηµα - γεωεναλλάκτες οριζόντιοι γεωεναλλάκτες κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες 10

Σύστηµα εναλλαγής θερµότητας Ανοικτό σύστηµα Συστήµατα ΓΑΘ Σύστηµα εναλλαγής θερµότητας Ανοικτό σύστηµα υδρογεωτρήσεις λίµνη, θάλασσα, ποτάµι κ.λπ. 11

Γεωθερµική Αντλία Θερµότητας Συστήµατα ΓΑΘ Γεωθερµική Αντλία Θερµότητας •  Αναστρέψιµη αντλία θερµότητας – θέρµανση/ ψύξη •  Αντλία θερµότητας νερού- νερού •  Χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για τη λειτουργία του ψυκτικού κυκλώµατος 12

Συστήµατα θέρµανσης χαµηλής θερµοκρασίας Συστήµατα ΓΑΘ Συστήµατα θέρµανσης χαµηλής θερµοκρασίας •  Ενδοδαπέδιο ή ενδοτοίχιο σύστηµα θέρµανσης •  Μονάδες fan–coils 13

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Κολυµβητήριο Ήλιδας •  Ανοικτό Κολυµβητήριο: επιφάνεια 1050m2, όγκος 2205 m3 •  Θέρµανση & ΖΝΧ µε συνδυασµό ΓΑΘ και ΘΗΣ (550m2) •  2 ΓΑΘ εν σειρά: 2 x 400kWth •  Εναλλάκτες θερµότητας τιτανίου •  Ανοικτό σύστηµα: –  4 υδρογεωτρήσεις: 2 παραγωγικές & 2 επανεισαγωγής –  Συνολική παροχή γεωτρήσεων: 80m –  Θερµοκρασία από παραγωγική γεώτρηση 18 επανεισαγωγής 10 3/h C, θερµοκρασία 0C •  Απόδοση ΓΑΘ: COP=4,75 14

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Κολυµβητήριο Ήλιδας 15

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Ξενοδοχείο Αµαλία •  Ξενοδοχείο στο Ναύπλιο πλησίον θάλασσας •  Επιφάνεια θερµαινόµενων/ψυχόµενων χώρων 9000m2 •  Θέρµανση/ψύξη & ΖΝΧ µε χρήση fan-coils •  4 ζεύγη ΓΑΘ ανά 2 εν σειρά: συνολική ισχύς 704kW , 566 kWc th •  Εναλλάκτες θερµότητας τιτανίου •  Ανοικτό σύστηµα –  3 υδρογεωτρήσεις: 1 παραγωγική & 2 επανεισαγωγής –  Βάθος γεωτρήσεων: 60m –  Παροχή γεώτρησης: 60m 3/h –  Θερµοκρασία προσαγωγής 18 0C •  Απόδοση συστήµατος: SPF=4,55 SEER=3,85 16

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Ξενοδοχείο Αµαλία 17

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Οινοποιείο Μπριντζίκη •  Οινοποιείο στο χωριό Λαντζόι στη ΒΔ Πελοπόννησο πλησίον Αρχαίας Ολυµπίας •  Το πρώτο πράσινο οινοποιείο στην Ελλάδα – γεωθερµία & Φ/Β •  Παραγωγή οινοποιείου: 500τόνοι •  Θέρµανση/ψύξη για διατήρηση, παλαίωση κρασιών και βελτίωση αλκοολικής ζύµωσης σε θερµοκρασία χώρου στους 180C/ Μάιος- Οκτώβριος •  2 ΓΑΘ : 2x57kW 2x53 kWc th, •  Κλειστό σύστηµα: –  14 Γεωεναλλάκτες βάθους 100m •  Απόδοση ΓΑΘ: SPF=4,75 EER=5,3 18

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Οινοποιείο Μπριντζίκη 19

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Σουπερµάρκετ - AB green store •  Θερµαινόµενοι/ψυχόµενοι χώροι 1334 m3 •  Θέρµανση 20 0C, ψύξη 26 0C •  1 ΓΑΘ: 101kW , 87 kWc th •  AHU (air handling units) •  Κλειστό σύστηµα: –  Οριζόντιο σύστηµα γεωεναλλακτών µήκους 10,5km συνολικής έκτασης 1900m 2 –  Οριζόντιοι γεωεναλλάκτες τοποθετηµένοι σε δύο επίπεδα σε βάθος 1,8m και 2,4m •  Απόδοση ΓΑΘ: COP=4,35 EER=4,04 20

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Σουπερµάρκετ - AB green store 21

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Βιοκλιµατικό κτίριο ΚΑΠΕ •  Βιοκλιµατικό κτίριο – συνδυασµός τεχνολογιών ΑΠΕ & τεχνικών ΕΞΕ, ψύξη/θέρµανση από ΓΑΘ και ΑΘ άερα •  1 ΓΑΘ: 20kW σε συνδυασµό µε fan-coils 40/450C (Θ), 7/120C (Ψ) th •  Συνδυασµός κλειστού & ανοικτού συστήµατος •  Κλειστό σύστηµα –  4 κατακόρυφοι γεωεναλλάκτες (ΓΕΘ) •  ΓΕΘ1: µονό-U Φ40, βάθος 120m •  ΓΕΘ2: διπλό-U Φ32, βάθος 120m •  ΓΕΘ3: οµοαξονικός Φ76,1 Φ40, βάθος 50m •  ΓΕΘ4: σπιράλ Φ25, βάθος 15m, διάµετρος γεώτρησης Φ400 •  Ανοικτό σύστηµα –  2 υδρογεωτρήσεις: 1 παραγωγική & 1 επανεισαγωγής –  Βάθος γεωτρήσεων: 60m –  Παροχή: 1,25m3/h –  Εναλλάκτης θερµότητας τιτανίου •  Απόδοση ΓΑΘ: SPF=4,2 22

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Βιοκλιµατικό κτίριο ΚΑΠΕ 23

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Βιοκλιµατικό κτίριο ΚΑΠΕ 24

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Αποπαγοποίηση πεζοδροµίων Καρπενησίου •  Υπόγειο σύστηµα θέρµανσης πεζοδροµίων •  Αυτόµατη λειτουργία του συστήµατος για θερµοκρασίες περιβάλλοντος <2oC •  Θερµοκρασία απόδοσης θερµότητας στο υπόγειο σύστηµα 280C •  Κλειστό σύστηµα: –  Γεωεναλλάκτης βάθους 100m –  Θερµοκρασία εδάφους 140C •  Πρώτος έτος λειτουργίας: χειµ.2015-2016 25

Εφαρµογές συστηµάτων ΓΑΘ Χρυσούπολη - υπεδαφική θέρµανση Υπεδαφική θέρµανση για πρώιµη ωρίµανση σπαραγγιών  Έκταση 190 στρέµµατα ΓΑΘ συνολικής ισχύος 2,2MWth Ανοικτό σύστηµα µε θερµοκρασία προσαγωγής 16-19,5oC Απόδοση ΓΑΘ: COP=4,5 Πρώτος έτος λειτουργίας: 2006 26

27