• Energy Research
• CY close
• Greek close

Ο στόχος αυτής της εργασίας ήταν να διερευνήσει με την βοήθεια του λογισμικού SBEMcy διάφορα μέτρα για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μιας τυπικής κατοικίας στην Κύπρο καθώς και ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής (Life Cycle Cost).Αρχικά μελετήθηκε η κατανάλωση ενέργειας της τυπικής κατοικίας και στην συνέχεια ελέγχτηκε η κάθε κατασκευή καθώς και συνδυασμοί αυτών των κατασκευών για να φανεί το ποσοστό εξοικονόμησης ενέργειας που προσφέρουν στην τυπική κατοικία.Μετέπειτα έγινε επιλογή των καλύτερων κατασκευών με σύγκριση της ποσοστιαίας μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας και του επιπρόσθετου κόστους κατασκευής.Οι επιλεγμένες κατασκευές αναλύθηκαν περαιτέρω τεχνοοικονομικά όπου βρέθηκε ο χρόνος απόσβεσης.Βάση των αποτελεσμάτων συμπεραίνεται ότι η οροφή είναι το πρώτο δομικό στοιχείο για στοχευμένη θερμομόνωση της κατοικίας.Επίσης οι κατασκευές που έχουν για μόνωση εξηλασμένη πολυστερίνη επιφέρουν μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας από ότι οι κατασκευές που αποτελούνται από διογκωμένη πολυστερίνη λόγω της χαμηλότερης της θερμικής αγωγιμότητας.Για θερμομόνωση τοίχων παρατηρήθηκε ότι όλα τα εξεταζόμενα είδη μπορούν να χρησιμοποιηθούν αλλά την καλύτερη εξοικονόμηση προσφέρει ο διπλός τοίχος με διάκενο αέρα που έχει για μόνωση εξηλασμένη πολυστερίνη πάχους 5 εκατοστών.Στην περίπτωση των οροφών η καλύτερη περίπτωση είναι η οριζόντια πλάκα σε αντίθεση με την κεκλιμένη στέγη που απορρίπτεται και με τα δυο είδη μόνωσης.Αν και η οριζόντια πλάκα με κεκλιμένη στέγη προσφέρει σχεδόν την ίδια εξοικονόμηση ενέργειας με την οριζόντια πλάκα απορρίπτεται λόγω του ότι ο χρόνος απόσβεσης είναι πολύ μεγαλύτερος αφού το επιπρόσθετο κόστος κατασκευής είναι αρκετά μεγάλο.Βάση των χρόνων απόσβεσης καλύτερο είναι να μονώνονται και τα τρία δομικά στοιχεία που εξετάστηκαν (τοίχοι, φέρουσα κατασκευή και οροφή) αφού η μείωση στην κατανάλωση ενέργειας που προσφέρουν είναι σχεδόν 50% της αμόνωτης τυπικής κατοικίας και τα χρόνια απόσβεσης λιγότερα από τις περιπτώσεις με ένα ή δυο δομικά στοιχεία. The objective of this study was to investigate with the use of the SBEMcy software various measures to reduce energy consumption of a typical house in Cyprus and analyze the life cycle cost of the various measures.Initially the energy consumption of the typical house was studied and then each construction and various combinations of these constructions was examined to show the percentage of energy saving offered to the typical house.Subsequently the best constructions were selected based on the percentage of saved energy and the extra construction cost.The selected constructions were then analysed techno-economically so as to find the payback time.According to the results it was found that the roof is the first building element for the targeted insulation of the house.The constructions which have as insulation the extruded polystyrene show a greater saving in energy from the construction using expanded polystyrene due to the lower thermal conductivity.For the thermal insulation of walls it was observed that all types investigated can be used, but the best saving is offered by the double wall with air gap and extruded polystyrene with 5 cm thickness.In the case of roofs, the best case is the horizontal slab as opposed to the inclined roof which is worse with both types of insulation.Although the horizontal slab with inclined roof offers the same saving in energy as the horizontal slab it is not preferred because the payback time is bigger and the initial expenditure is rather big.According to the payback time it is best to insulate all the studied building compartment (walls, structure and roofs) as the offered saving in energy is almost 50% of the non - insulated typical house and the payback years are less compared to the cases of one or two insulated building elements.

Ενδεικτικά η παρούσα εργασία θα ενδιατρίψει στην ανασκόπηση της υπάρχουσας τεχνογνωσίας και εμπειριών ηλιακών θερμοσιφωνικών συστημάτων παραγωγής ζεστού νερού χρήσης.Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η πειραματική μελέτη ενεργειακής συμπεριφοράς ηλιακών θερμοσιφωνικών συστημάτων παραγωγής ζεστού νερού χρήσης.Οι πειραματικές δοκιμές της εργασίας πραγματοποιήθηκαν στο Κέντρο Εφαρμογών Ενέργειας του Υπουργείου Εμπορίου Βιομηχανίας και Τουρισμού στη Λευκωσία.Αρχικά περιγράφεται το ενεργειακό πρόβλημα που ταλανίζει τον πλανήτη και τρόποι αντιμετώπισης και μείωσης του με την χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.Παρουσιάζονται οι διάφορες μορφές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που χρησιμοποιούνται σήμερα.Περισσότερη έμφαση δίνεται στην χρήση και εφαρμογή της ηλιακής ενέργειας, εφόσον αποτελεί το κύριο μέσο από το οποίο ζεσταίνεται το νερό.Επιπλέον, παρατίθεται η επικρατούσα κατάσταση των ηλιακών συλλεκτών σε παγκόσμιο και περιφερειακό επίπεδο.Αν και αναπτύχθηκαν αρκετά είδη συλλεκτών, εντούτοις ο επίπεδος ηλιακός συλλέκτης κυριαρχεί στην αγορά.Περιγράφεται η ιστορική αναδρομή και χρήση των επίπεδων ηλιακών συλλεκτών στο νησί και αναλύεται η θερμική απόδοση τους.Εξετάζονται τα διάφορα ηλιακά συστήματα παραγωγής ζεστού νερού και ειδικότερα το θερμοσιφωνικό σύστημα.Αναλύονται τα μέρη από τα οποία αποτελείται το σύστημα, δηλαδή ενδελεχής περιγραφή του επίπεδου συλλέκτη, της δεξαμενής αποθήκευσης και της βοηθητικής πηγής ενέργειας.Γίνεται εκθετική τεχνική αναφορά του τρόπου λειτουργίας, τοποθέτησης, και προστασίας του συστήματος καθώς επίσης και περιγραφή των σωληνώσεων κυκλοφορίας του νερού.Παραθέτονται και αναλύονται οι παράγοντες από τους οποίους επηρεάζεται η απόδοση του συστήματος.Παρουσιάζονται τα προβλήματα που προέκυψαν με αποτέλεσμα τον επηρεασμό των πειραματικών δοκιμών και ακολουθούν οι μετρήσεις και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την ολοκλήρωση των δοκιμών.Ακολούθως, αναλύονται τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την διεξαγωγή και εκπλήρωση του τελικού σκοπού της εργασίας, σύμφωνα με τις πειραματικές δοκιμές που διενεργήθηκαν.Από τις πειραματικές δοκιμές επιβεβαιώθηκε ότι ο βαθμός απόδοσης των θερμοσιφωνικών συστημάτων επηρεάζεται από τις καιρικές συνθήκες που επικρατούν, τη θερμομόνωση του συστήματος, την υψομετρική διαφορά μεταξύ του άνω μέρους του συλλέκτη και του κάτω μέρους του δοχείου αποθήκευσης καθώς επίσης και από την συσχέτιση που υπάρχει μεταξύ του συλλέκτη και του δοχείου αποθήκευσης.Συγκεκριμένα για την υψομετρική διαφορά μεταξύ του άνω μέρους του συλλέκτη και του κάτω μέρους του δοχείου αποθήκευσης πραγματοποιήθηκε ξεχωριστή πειραματική δοκιμή έτσι ώστε να επιβεβαιωθεί εάν μικρότερη ή μεγαλύτερη υψομετρική διαφορά από την καθορισμένη επηρεάζει την απόδοση του συστήματος. The object of this thesis is to investigate the energy performance of thermosyphon solar water heating systems using experimental methods.The experimental tests have been conducted at the Applied Center of Energy which is under the Ministry of Commerce Industry and Tourism.The energy problem is presented in parallel with the use of renewable energies with emphasis on the use and application of solar energy.The current situation of the solar collectors at the global and regional level is presented.Although several types of collectors are developed,the flat plate solar collector dominates the market.The history and use of flat plate solar collector in Cyprus is described with particular emphasis on the thermal efficiency.Various solar water heating systems are presented with emphasis to the thermosyphon system and its components, which are the flat plate collector, storage tank and auxiliary energy source.The factors affecting the performance of thermosyphon solar water heating systems are described.A number of tests have conducted to investigate the performance of solar water heating systems and find out how the above parameters affect the performance.The experimental tests demonstrated that the efficiency of solar water heating systems is affected by the weather conditions,the thermal insulation of the storage tank,the height difference between the upper part of the collector and the bottom of the storage tank and the correlation that exists between the collector and the storage tank.Specifically for the height between the upper part of the collector and the bottom of the storage tank a separate experiment was made to investigate whether and how the thermal performance of a thermal solar water heating is affected by the difference in system between the top of the collector and the bottom of the storage tank.

Στη σημερινή εποχή, με τη ραγδαία τεχνολογική ανάπτυξη, καταφέραμε να κάνουμε τη ζωή μας πιο εύκολη θεωρητικά, δημιουργώντας όμως και πολλά προβλήματα.Όλα αυτά, προέρχονται από την έλλειψη υπευθυνότητας με την οποία αντιμετωπίζουμε τα καινούρια επιτεύγματα.Ο σύγχρονος άνθρωπος καταχράται τις απεριόριστες δυνατότητες που του δόθηκαν από αυτή την ανάπτυξη, χωρίς να σκέφτεται ότι αυτός ευθύνεται για τα προβλήματα που πλήττουν τον πλανήτη.Στην εποχή μας γίνεται πολύς λόγος για την αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προβλημάτων.Ένας από τους τρόπους ένδειξης της αντιμετώπισης του προβλήματος, είναι η χρήση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ).Οι ΑΠΕ μπορούν να παρέχουν εναλλακτικούς τρόπους παραγωγής ενέργειας με ήπιες για το περιβάλλον επιπτώσεις.Υπάρχουν πολλές μορφές ΑΠΕ όπως η αιολική, ηλιακή, βιομάζα, υδροηλεκτρική και γεωθερμική ενέργεια, οι οποίες χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα.Στην παρούσα πτυχιακή εργασία, αναλύεται ως επί το πλείστο μια από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η ηλιακή.Η ηλιακή ενέργεια είναι καθαρή, ήπια, ανεξάντλητη και εγχώρια πηγή ενέργειας, η οποία προσφέρεται σε μεγάλη ποσότητα στο νησί μας καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για να θερμάνει, είτε για να φωτίσει ένα χώρο μέσα από την χρήση ενεργητικών ή παθητικών συστημάτων αποθήκευσης και μεταφοράς ηλιακής ενέργειας.Αντικείμενο, λοιπόν, αυτής της διπλωματικής εργασίας, είναι η ανάλυση της ενεργειακής συμπεριφοράς ενός συστήματος ηλιακής θέρμανσης, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να καλύψει τις ανάγκες θέρμανσης μιας τυπικής κατοικίας στην Κύπρο.Το σύστημα εφαρμόζεται σε διάφορες γεωγραφικά περιοχές της Κύπρου, στις οποίες περιλαμβάνονται οι τέσσερις κλιματικές ζώνες, όπως καθορίστηκαν από την Μετεωρολογική Υπηρεσία Κύπρου, και καλύπτουν την παράλια, πεδινή, ημιορεινή και ορεινή περιοχή.Η ανάλυση του συστήματος γίνεται παραμετρικά μεταβάλλοντας την επιφάνεια των συλλεκτών, τον όγκο της δεξαμενής αποθήκευσης και άλλες σημαντικές παραμέτρους, περιλαμβανομένων και των οικονομικών παραμέτρων.Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται το εξειδικευμένο λογισμικό πρόγραμμα F-CHART.Σύμφωνα με αποτελέσματα που πάρθηκαν από το λογισμικό πρόγραμμα, βλέπουμε ότι η ορεινή περιοχή έχει την περισσότερη ανάγκη σε θέρμανση, τόσο του χώρου όσο και του νερού οικιακής χρήσης.Λόγω αυτής της ανάγκης παρατηρείται αυξημένη ανάγκη ενέργειας από βοηθητική πηγή, όπως το πετρέλαιο, με αποτέλεσμα να υπάρχει περισσότερο κόστος.Λύση σε αυτό το αυξημένο κόστος είναι η επένδυση για εγκατάσταση του συστήματος ηλιακής θέρμανσης με τη χρήση επίπεδων ηλιακών συλλεκτών.Από αυτή την επένδυση, παρατηρείται μακροπρόθεσμα κέρδος στον ίδιο τον ιδιοκτήτη, εφόσον το κόστος σε βοηθητική πηγή ενέργειας (πετρέλαιο) που θα χρειαστεί κατά την διάρκεια των είκοσι ετών λειτουργίας του συστήματος είναι τρείς φορές λιγότερο από ότι το κόστος χωρίς τη χρήση του. Αυτό δεν παρατηρείται μόνο στην ορεινή περιοχή αλλά και στις υπόλοιπες κλιματικές ζώνες.Επομένως, η επένδυση σε τέτοιο σύστημα είναι εμφανώς συμφέρουσα σύμφωνα με τα αποτελέσματα που πάρθηκαν από το εξειδικευμένο λογισμικό πρόγραμμα F-Chart. Nowadays, with the rapid development of technology, we managed to make our lives theoretically easier, creating though more problems.This is mainly due to the lack of responsibility with which we face new achievements.The modern person overuses the limitless strengths which were given to him from this development, without thinking that he is responsible for the problems which strike the planet.In our days, there is a lot of concern about the environmental problems.One of the ways of dealing with the problems is the use of Renewable Sources of Energy (RES).The RES can provide alternative ways to produce energy with mild effects towards the environment.There are many types of RES like solar, aeolian, biomass, hydroelectric and geothermal energy which are widely used today.In this dissertation, one of the most popular renewable sources of energy, solar energy, is being analyzed.Solar energy is a clean, mild, and inexhaustible source of energy, which is abundent in Cyprus.It can be used for either the production of thermal energy or for the generation of electricity.The objective of this dissertation is the analysis of the solar behavior of a solar heating system, which has been designed to cover the needs of a typical residential house in Cyprus.The system is applied in different geographical areas of Cyprus, representing the four climate zones of Cyprus, defined by the Cyprus Meteorological Service.These zones cover the coastal, lowland, semi-mountainous and mountainous areas.The analysis of the system is done parametrically changing the surface of the collectors, the volume of the storage tank and other important parameters, including the economic parameters, using the F-CHART program.The simulation results obtained from F-CHART demonstrate that the residential house located in the mountainous area has the highest demand for space heating and domestic hot water production, resulting to high cost in the heating fuel.A solution to the increased costs in fuel is the investment in installing the solar heating system with the use of flat plate solar collectors.From this investment, a long term profit is achieved, since the costs of the auxiliary source of energy (fuel oil) which will be needed throughout the 20 years of operation of the system, is three times less than the cost without it.This is not only noticeable in the mountainous area but also in the rest of the climate zones to a lesser degree.Therefore, the investment in such a system is obviously profitable according to the results obtained from the simulations conducted by the F- Chart program.

Στην παρούσα Πτυχιακή Εργασία (Π.Ε.) μελετήθηκε η κινητική μελέτη της αντίδρασης καταλυτικής αναγωγής των οξειδίων του αζώτου (NOx) με αιθανόλη σε ισχυρά οξειδωτικές συνθήκες. Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στο Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου, χρονικής διάρκειας δύο εξαμήνων, υπό την επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Κώστα Κώστα. Η εργασία αυτή συνίσταται από τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο, θεωρητικό μέρος, γίνεται μια ανασκόπηση για την καταλυτική διάσπαση του ΝΟ και για την χημική κινητική των αντιδράσεων. Επίσης, γίνεται αναφορά στη θεωρία των μεταλλικών στηριζόμενων καταλυτών και της χημικής προσρόφησης του ΝΟ σε μέταλλα και μεταλλοξείδια. Επιπλέον, περιγράφεται η μέθοδος σύνθεσης των καταλυτικών συστημάτων που εφαρμόστηκε (μέθοδος υγρού εμποτισμού). Ακόμη, περιγράφονται οι μέθοδοι χαρακτηρισμού των στερεών καταλυτών που χρησιμοποιήθηκαν (Φασματοσκοπία Ατομικής Απορρόφησης (Atomic Absorption Spectroscopy, A.A.S.) και η Μέθοδος B.E.T.). Τέλος, γίνεται μια ανασκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας όσον αφορά την εκλεκτική καταλυτική αναγωγή του ΝΟ παρουσία περίσσειας Ο2. Στο δεύτερο κεφάλαιο, πειραματικό μέρος, περιγράφεται η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός στηριζόμενων καταλυτών αργύρου. Επιπλέον, γίνεται παρουσίαση του τρόπου λειτουργίας της πειραματικής συσκευής με την οποία εκτελέστηκαν τα καταλυτικά και κινητικά πειράματα που περιγράφονται στην παρούσα εργασία. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση και συζήτηση των πειραματικών αποτελεσμάτων τα οποία προέκυψαν τόσο από τα καταλυτικά και κινητικά πειράματα όσο και από τα πειράματα χαρακτηρισμού των καταλυτών. Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που εξάγονται από τα πειραματικά αποτελέσματα της εργασίας αυτής.

Η παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε με στόχο τη δημιουργία του κατάλληλου μικροκλίματος και εσωκλίματος για θέρμανση διώροφης μονοκατοικίας το χειμώνα και δροσισμό της το καλοκαίρι, και ταυτόχρονα να επιτυγχάνεται εξοικονόμηση της συμβατικής ενέργειας, ενεργειακή αποδοτικότητα στο κτίριο και κατ’ επέκταση γενική ενεργειακή αειφορία του κτιρίου. Στο πρώτο κεφάλαιο δίδονται χρήσιμα στοιχεία που αφορούν το αντικείμενο της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής και γίνεται αναφορά σε επιστημονικές έρευνες που έχουν γίνει σχετικά με το θέμα. Επίσης, παρέχονται παραδείγματα εφαρμογής των βιοκλιματικών αρχών και παρουσιάζονται κάποια βιοκλιματικά κτίρια στην Ευρώπη, Ελλάδα και Κύπρο. Δίνονται στοιχεία για τη θέση των κτιρίων, για τα δομικά χαρακτηριστικά τους και για τα παθητικά ηλιακά συστήματα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτά, επίσης παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν σχετικά με τις καταναλώσεις ενέργειας. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πολεοδομικά δεδομένα του οικοπέδου που έχει επιλεχθεί για την ανέγερση της κατοικίας και αναλύονται τα κλιματικά δεδομένα της περιοχής Πάχνας, όπου βρίσκεται. Με βάση αυτά τα δεδομένα γίνεται η βιοκλιματική ανάλυση της περιοχής, χρησιμοποιώντας τον ποιοτικό και ποσοτικό βιοκλιματικό χάρτη, και καθορίζονται οι στρατηγικές που θα εφαρμοστούν, για την επίτευξη θερμικής άνεσης της κατοικίας. Στο τρίτο κεφάλαιο με τη χρήση του ηλιακού χάρτη δημιουργείται η μάσκα σκιάς, βάσει του τοπογραφικού σχεδίου του τεμαχίου, από την οποία φαίνεται πότε υπάρχει ηλιασμός ή σκιασμός στην κατοικία, ώστε να ληφθούν τα κατάλληλα συστήματα και τεχνικές για την επίτευξη ηλιακών κερδών το χειμώνα και ηλιοπροστασίας το καλοκαίρι. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνονται εισηγήσεις για τη βιοκλιματική αναβάθμιση της κατοικίας. Γίνεται αναφορά στη χωροθέτηση της κατοικίας, τον κατάλληλο προσανατολισμό στο οικόπεδο, λαμβάνοντας υπόψη τον περιβάλλοντα χώρο, τη τοπογραφία και τις υπάρχουσες κατασκευές, με γνώμονα τις ηλιακές απολαβές τον χειμώνα και την ηλιοπροστασία το καλοκαίρι. Γίνεται η τοπιοτέχνηση του οικοπέδου με φύτευση των κατάλληλων δέντρων στις διάφορες πλευρές του κτιρίου. Αναλύονται τα παθητικά ηλιακά συστήματα και οι τεχνικές που προτείνονται να εφαρμοστούν στη κατοικία για θέρμανση της τον χειμώνα, φυσική ψύξη το καλοκαίρι και επίτευξη φυσικού φωτισμού με ταυτόχρονη μείωση της v κατανάλωσης ενέργειας από μηχανικά μέσα. Γίνεται αναφορά στα ανοίγματα, ώστε να επιτυγχάνεται φυσικός αερισμός και απολαβή ηλιακών κερδών και στα συστήματα σκίασης που εισηγούνται για την ηλιοπροστασία της κατοικάς Επιπλέον, γίνεται αναδιάρθρωση των εσωτερικών χώρων της κατοικίας, για την κατάλληλη θερμική λειτουργία της. Στο πέμπτο κεφάλαιο διεξάγονται τα συνολικά συμπεράσματα, παρουσιάζονται οι παρατηρήσεις που διαπιστώθηκαν μετά από την μελέτη του υλικού που συγκεντρώθηκε και τέλος παρουσιάζονται τα αναμενόμενα αποτελέσματα των προτεινόμενων μέτρων.