NORMAL GEOTHERMY - DESIGN PRINCIPLES OF GEOTHERMAL SYSTEMS AND APPLICATIONS

Abstract

This book was completed according to the specifications set. It contains nine chapters described below. Chapter 1 gives an introduction to the terminology of geothermal energy, the types of geothermal fields, the potential uses and its advantages and disadvantages. In Chapter 2, basic geology data are given and reference is made to the basic technologies for exploiting normal geothermy. Chapter 3 presents the working principle and key parts of heat pumps. Reference is made to the methodology for calculating the efficiency of heating and cooling loads and the identification of other features based on existing standards following by a presentation of Geothermal Heat Pumps. Chapter 4 presents the vertical geothermal systems with calculations for the required length of geothermal heat exchangers. It also shows the classification into categories and provides information on their construction. Chapter 5 provides information on closed circuit horizontal geothermal installations and calculation methods. Alternative types of horizontal geothermal exchangers are presented with information on their construction. Chapter 6 presents the open-circuit geothermal systems using surface water or ground water as a heat source - cooling and waste disposal sites / return water. Reference is made to hydrogeology data and their design methodology is presented. Chapter 7 summarizes the methodology followed for the design of such facilities, with emphasis on good practice in regulations and standards. In Chapter 8 typical applications related to normal geothermal utilization projects in Greece are presented. Finally, Chapter 9 shows an example of geothermal installation calculations, which is based on the analysis and design guidelines of the methodology presented.

Το παρόν σύγγραμμα ολοκληρώθηκε σύμφωνα με τις προδιαγραφές που είχαν τεθεί. Περιλαμβάνει 9 κεφάλαια τα οποία περιγράφονται στη συνέχεια. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μία εισαγωγή στην ορολογία της γεωθερμίας, στα είδη των γεωθερμικών πεδίων, στις δυνητικές χρήσεις της, στα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της. Στο Κεφάλαιο 2 δίνονται βασικά στοιχεία γεωλογίας και γίνεται αναφορά στις βασικές τεχνολογίες για την εκμετάλλευση της. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται η αρχή λειτουργίας και τα βασικά τμήματα των αντλιών θερμότητας. Γίνεται αναφορά στη μεθοδολογία υπολογισμού της απόδοσης τους για θέρμανση και ψύξη και του προσδιορισμού άλλων χαρακτηριστικών με βάση υφιστάμενα πρότυπα και γίνεται παρουσίαση των Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας. Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται τα κατακόρυφα γεωθερμικά συστήματα με υπολογισμούς για το απαιτούμενο μήκους των γεωεναλλακτών. Επίσης, παρουσιάζεται η ταξινόμηση τους σε κατηγορίες και πληροφορίες για την κατασκευή τους. Στο Κεφάλαιο 5 δίνονται πληροφορίες για τους οριζόντιους γεωθερμικούς εναλλάκτες και για τις μεθόδους υπολογισμού. Παρουσιάζονται εναλλακτικοί τύποι εγκατάστασης οριζοντίων γεωθερμικών εναλλακτών και παρέχονται πληροφορίες για την κατασκευή τους. Στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζονται τα γεωθερμικά συστήματα ανοικτού κυκλώματος που χρησιμοποιούν επιφανειακά ή υπόγεια νερά ως πηγή θερμότητας - ψύξης και χώρους απόθεσης/επιστροφής του νερού. Γίνεται αναφορά σε στοιχεία υδρογεωλογίας ενώ παρουσιάζεται η μεθοδολογία σχεδιασμού τους. Στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζεται συνοπτικά η μεθοδολογία που ακολουθείται για το σχεδιασμό τέτοιων εγκαταστάσεων, με έμφαση στις καλές πρακτικές, στους κανονισμούς και στα πρότυπα. Στο Κεφάλαιο 8 παρουσιάζoνται ενδεικτικές εφαρμογές που αφορούν σε έργα αξιοποίησης κανονικής γεωθερμίας στην Ελλάδα στα οποία έχουν δραστηριοποιηθεί οι συγγραφείς. Τέλος,στο Κεφάλαιο 9 παρουσιάζεται παράδειγμα υπολογισμού γεωθερμικής εγκατάστασης, στο οποίο κατά την ανάλυση και το σχεδιασμό, ακολουθήθηκε η μεθοδολογία που παρουσιάσθηκε.