Dissertação

{pt_PT=Building energy simulation to evaluate the use of geothermal energy for HVAC on a building of Academia Militar} {} EVALUATED

{pt=Nesta dissertação, avalia-se o potencial da energia geotérmica como uma fonte de energia para Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) e Água Quente Sanitaria (AQS) num edifício localizado na Academia Militar, Portugal, com 839 m2 de área e 78 ocupantes. A ferramenta de Simulação Energética de Edifícios (SEE) foi utilizada para avaliar os resultados de AVAC. O edifício foi desenhado em 3D e caracterizado. Posteriormente, os dados foram introduzidos no software e os resultados obtidos indicaram 41 MWh para aquecimento (incluindo AQS) e 20 MWh para arrefecimento. Cerca de 95% da energia necessária para aquecimento é usada para produzir AQS. A potência máxima necessária neste projeto é 44,2 kW para aquecimento e 41,3 kW para arrefecimento. Optou-se por um sistema de Bomba de Calor Geotérmica (BCG) com permutadores de circuito fechado vertical. Em termos de economia e emissões, o novo sistema BCG foi comparado com as instalações atuais do edifício: uma caldeira (COP= 0,68) e fan-coils (EER= 2,5). Os resultados demonstram uma economia considerável com o uso do sistema BCG. O sistema geotérmico para AVAC representa uma economia de energia de 69,86% para o aquecimento e de 46,46% para o arrefecimento (3.139€). Considerando os custos de instalação do novo sistema e a manutenção tanto do antigo sistema como do sistema BCG, o último será mais rentável em 10 anos e nove meses após a sua instalação. Quanto às emissões, o novo sistema produz menos 79,6% de CO2, evitando a emissão de 11 toneladas de CO2. , en=In this Thesis, the potential of geothermal energy as a source of Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) and Domestic Hot Water (DHW) energy was evaluated in a dormitory building with 839 m2 area and 78 occupants located in Academia Militar, Portugal. A Building Energy Modelling (BEM) tool was used to assess the HVAC results. The building was 3D modelled and characterized. Then, the data was introduced in the software and interpreted. The results obtained indicate 41 MWh for heating (including DHW) and 20 MWh for cooling. The 95 % of the energy needed for heating will be used to produce DHW. The maximum power required in this project is 44.2 kW for heating and 41.3 kW for cooling. A Ground Source Heat Pump (GSHP) system, with vertical closed-circuit heat exchangers, was chosen. The new GSHP system was compared, in terms of economy and emissions, with a boiler (COP = 0.68) and a fan-coil system (EER = 2.5). The results reveal considerable savings ascribed to the GSHP system. The geothermal HVAC system represents an annual energy saving of 69.86 % for heating and 46.46 % for cooling (3139€). Considering both the costs of installation and maintenance of the new system, the GSHP system is going to be more profitable in 10 years and nine months after the installation, increasing the savings over the years. In terms of emissions, the new system produces 79.6 % less CO2. The emission of around 11 tons of CO2 will be avoided. }
{pt=Ground Source Heat Pump, Heating Ventilation and Air Conditioning, Building Energy Modelling., en=Bomba de Calor Geotérmica, Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado, Modelação Energética de Edifícios.}

Julho 28, 2020, 14:30

Orientação

ORIENTADOR

Ricardo Manuel Anacleto Gomes

Centro de Estudos em Inovação, Tecnologia e Políticas de Desenvolvimento (IN)

Investigador Auxiliar

ORIENTADOR

José Manuel Vaz Velho Barbosa Marques

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar