Παρουσίαση/Προβολή

(349) -  ΙΩΑΝΝΗΣ ΚΑΛΟΓΗΡΟΥ

Περιγραφή Μαθήματος

Πληροφορίες για το μάθημα

Υποχρεωτικό μάθημα, 7ου εξαμήνου

Διδακτικές Δραστηριότητες σε Εβδομαδιαία Βάση: Θεωρία 4 ώρες, Εργαστήριο 2 ώρες

Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήματος (URL): https://eclass.uop.gr/modules/auth/courses.php?fc=69

Ώρες Γραφείου για τους Φοιτητές: Ανακοινώνονται στην έναρξη κάθε εξαμήνου.

Προαπαιτούμενη Γνώση: Είναι απαραίτητο υπόβαθρο στη Θερμοδυναμική, Μετάδοση Θερμότητας και Μηχανική των Ρευστών.

Περιγραφή Μαθήματος

Γνωστικό αντικείμενο: Ο σχεδιασμός των ενεργειακών απαιτήσεων κτιρίων αποτελεί αντικείμενο «ταυτότητας» του Μηχανολόγου Μηχανικού. Είναι σπάνιες οι περιπτώσεις που ένας μηχανολόγος δεν θα διεξαγάγει μια μελέτη θέρμανσης/κλιματισμού ενός κτιρίου κατά τη διάρκεια της σταδιοδρομίας του.

Η διδασκαλία αποσκοπεί καταρχήν στην εκμάθηση της διαδικασίας υπολογισμού των θερμικών απωλειών και θερμικών κερδών κτιρίων. Έμφαση δίνεται στην υπόδειξη διαδικασιών ελαχιστοποίησης των θερμικών φορτίων (χειμερινών - θερινών) των συστημάτων εξυπηρέτησης ενεργειακών αναγκών κτιρίων. Καταδεικνύονται οι απαιτούμενες παρεμβάσεις στο κτιριακό κέλυφος και τη μονάδα παραγωγής ενέργειας για το σκοπό αυτό. Αφού επιτευχθεί η μείωση του ενεργειακού αποτυπώματος, επεξηγείται η μεθοδολογία υπολογισμού όλων των συνιστωσών της, κατάλληλα διαστασιολογημένης μέσω των προηγούμενων παρεμβάσεων, ενεργειακής εγκατάστασης. Τέλος, υποδεικνύονται τρόποι βελτιστοποίησης της συνεργασίας των επιμέρους τμημάτων της εγκατάστασης με λειτουργία αυτών στους μέγιστους βαθμούς απόδοσης. Στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος υλοποιούνται συνθετικά όλα τα παραπάνω βήματα υπολογισμού και σχεδιασμού θερμικών και κλιματιστικών μονάδων. Η υλοποίηση πραγματοποιείται με διεξαγωγή μετρήσεων λειτουργικών παραμέτρων σε εργαστηριακές συσκευές και εκπόνηση μελετών θέρμανσης και κλιματισμού.

Στόχοι, Μαθησιακά Αποτελέσματα: Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

• Αναγνωρίζει και να συνδυάζει βασικές αρχές Μετάδοσης Θερμότητας για τον υπολογισμό χειμερινών και θερινών ενεργειακών αναγκών και να προσδιορίζει τα αναγκαία βήματα για την ελαχιστοποίησή τους.
• Επιλέγει τη βέλτιστη ανά περίπτωση – σε περιβαλλοντικούς και οικονομικούς όρους – εγκατάσταση εξυπηρέτησης κτιριακών αναγκών.
• Υπολογίζει το (ενδιάμεσο) δίκτυο του εργαζόμενου ρευστού της εγκατάστασης (νερού ή αέρα) προτείνοντας τη διαστασιολόγησή του και εξετάζοντας την εξισορρόπηση των επιμέρους παροχών σαυτό, εφαρμόζοντας βασικές αρχές της Μηχανικής των Ρευστών.
• Σχεδιάζει την κεντρική μονάδα, τα όργανα ελέγχου και τα τερματικά θερμαντικά στοιχεία της εγκατάστασης ενσωματώνοντας υπόβαθρο από Μηχανική Ρευστών, Θερμοδυναμική και Μετάδοση Θερμότητας.
• Μετρά βασικές λειτουργικές παραμέτρους των συστημάτων θέρμανσης και κλιματισμού προς αξιολόγηση της συμπεριφοράς τους, αναγνωρίζοντας ταυτόχρονα τα επιμέρους τμήματα της εγκατάστασης και του λειτουργικού τους ρόλου.
• Υποστηρίζει αυτοδύναμα τη διεξαγωγή οποιασδήποτε μελέτης κάλυψης ενεργειακών αναγκών κτιρίων ακολουθώντας τις δέουσες ενεργειακές και περιβαλλοντικές επιταγές

Γενικές Ικανότητες: Όσα αναφέρονται παρακάτω αποτελούν ικανότητες που αφορούν τόσο την επαγγελματική σταδιοδρομία του εκπαιδευόμενου, όσο και την εκπαιδευτική διαδικασία στο αντικείμενο. Ο φοιτητής συνειδητοποιεί την αναγκαιότητα ανάπτυξης των κατωτέρω ικανοτήτων κατά την θεωρητική και την εργαστηριακή διαδικασία που ακολουθούνται κατά τη διενέργεια του μαθήματος.

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών για σύνταξη μελέτης κάλυψης ενεργειακών αναγκών, (εσωτερικό/εξωτερικό κλίμα, διαθεσιμότητα και κόστος ενεργειακών πόρων σε τοπικό επίπεδο, νομοθετικοί περιορισμοί ενεργειακής συμπεριφοράς).
• Εργασία είτε αυτόνομη, είτε κυρίως σε διεπιστημονικό επίπεδο προς επίλυση ζητημάτων που επηρεάζουν την αρτιότητα της μελέτης, (ενεργειακή υποβοήθηση μέσω αρχιτεκτονικού σχεδιασμού, κατάλληλη χωροθέτηση κτίσματος, προσαρμογή στο μικροκλίμα της περιοχής).
• Σχεδιασμός και διαχείριση έργων είναι μια απαιτούμενη ικανότητα και ταυτόχρονα ένα απαραίτητο γνωστικό πεδίο άντλησης πληροφοριών για τον επιτυχή σχεδιασμό και εγκατάσταση μιας ενεργειακής μονάδας. Η αναγκαιότητα αυτού του πεδίου προκύπτει λόγω της πληθώρας διαφορετικών ενεργειακών λύσεων, αλλά και λόγω της πολυπλοκότητας, του κόστους, του χρονικού βάθους και της αλληλεπίδρασης διαφορετικών εμπλεκομένων που απαιτούνται για την επιτυχή υλοποίηση της εγκατάστασης.
• Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον προκύπτει σε όλη τη διαδικασία σχεδιασμού και εγκατάστασης ενός συστήματος παραγωγής ενέργειας, δεδομένων των άμεσων περιβαλλοντικών του επιπτώσεων και των περιορισμών στο μέγεθος του αποτυπώματός του.
• Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας πρέπει να είναι εκ των ων ουκ άνευ χαρακτηριστικά του μελετητή/εγκαταστάτη. Πάντα θα υπάρχουν «αντιπροσφορές ευκολίας» και εντέλει συνταγές απλοποίησης και υποβάθμισης. Υπομονή και ενσυναίσθηση απαιτούνται επίσης όταν απευθύνεται κάποιος σε ένα αδαές (εκ των πραγμάτων) κοινό, ευεπίφορο στην υιοθέτηση της ευκολίας.
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής είναι απαραίτητο ακολούθημα του εξασκούμενου με το αντικείμενο αυτό, διότι είναι προϋπόθεση αυτοβελτίωσης. Τα λάθη αναπόφευκτα.
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης προκύπτει από την εξάσκηση με το αντικείμενο. Η επιλογή από πληθώρα των ενεργειακών λύσεων, η ανίχνευση των ιδιαιτεροτήτων κάθε περίπτωσης, η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού και της υλοποίησης της ενδεδειγμένης λύσης, η συμμόρφωση σε αυστηρές περιβαλλοντικές επιταγές, είναι μερικοί από τους παράγοντες που έχουν συμβολή στην κατηγορία αυτή.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Βασικές έννοιες Θερμοδυναμικής, Μετάδοσης Θερμότητας και Μηχανικής των Ρευστών και εφαρμογή τους σε υπολογισμούς θερμικών απωλειών και θερμικών κερδών σε βιομηχανικά/εμπορικά κτίρια και κατοικίες. Παραδείγματα σχετικών υπολογισμών και εργαστηριακές ασκήσεις. Περιγραφή – υπολογισμός δικτύου παροχής θερμού νερού στις κεντρικές θερμάνσεις. Περιγραφή και υπολογισμός δικτύων παροχής αέρα κλιματισμού. Περιγραφή – υπολογισμός μονάδων του λεβητοστασίου και των θερμαντικών σωμάτων. Εργαστηριακές μετρήσεις λειτουργικών παραμέτρων εγκαταστάσεων κεντρικής θέρμανσης. Θερμοδυναμικές παράμετροι περιγραφής καταστάσεων και μεταβολών του ξηρού αέρα. Ψυκτικές μηχανές και εξοπλισμός. Εργαστηριακές μετρήσεις λειτουργικών παραμέτρων αντλιών θερμότητας. Συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας σε εφαρμογές θέρμανσης και κλιματισμού κτιρίων.

Μέθοδος Διδασκαλίας: Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος διεξάγεται με μορφή διαλέξεων. Μέρος των διαλέξεων θεωρίας γίνεται με ηλεκτρονικά μέσα, καθώς και το εισαγωγικό μέρος των εργαστηριακών ασκήσεων. Χρήση εξειδικευμένου λογισμικού, καθώς και λογισμικό λογιστικών φύλλων χρησιμοποιούνται για την εργαστηριακή εκπαίδευση.

Αξιολόγηση Μαθήματος: Γραπτή τελική εξέταση θεωρίας που περιλαμβάνει επίλυση προβλημάτων. Γραπτή τελική εξέταση εργαστηρίου που περιλαμβάνει δοκιμασία πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης απάντησης, εξέταση τεχνικών εκθέσεων. Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται με σχετική βαρύτητα: 70% βαθμός θεωρίας, 30% βαθμός εργαστηρίου. Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι γνωστά στους φοιτητές. Οι ίδιοι έχουν πρόσβαση στην επιβεβαίωση της επίδοσής τους ύστερα από σχετική ανακοίνωση του διδάσκοντος.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία:

• Δ. Α. Κατσαπρακάκης, Μ. Μονιάκης, (2015). Θέρμανση – Ψύξη – Κλιματισμός, ΣΕΑΒ, ISBN: 978-960-603-339-1.

·          Β. Μπιτζιώνης, (2021), Θέρμανση - Ψύξη – Κλιματισμός, ISBN:

9789604185412.

• Β. Σελλούντος, (2002). Θέρμανση – Κλιματισμός, ΣΕΛΚΑ - 4Μ ΕΠΕ, ISBN: 960 - 8257 - 04 – 2.
• Ε. Κορωνάκη, Γ. Αντωνάκος, Δ. Δαλαβούρας, Π. Δαλαβούρας, (2023). Ψύξη – Κλιματισμός Κτηρίων και Βιομηχανικών Εφαρμογών, ISBN: 978-960-418-526-9.
• E, G. Pita, (2002). Air Conditioning Principles and Systems, Prentice Hall.

 

 

ENERGY BUILDING DESIGN

Course information

Compulsory course, 7th semester

Teaching Activities on a Weekly Basis: Theory 4 hours, Laboratory 2 hours

Online Course Page (URL): https://eclass.uop.gr/modules/auth/courses.php?fc=69

Office Hours for Students: They are announced at the beginning of each semester.

Required Courses: Background in Thermodynamics, Heat Transfer and Fluid Mechanics is necessary.

Course Description

Learning Outcomes

The teaching primarily aims at learning the process of calculating thermal losses and thermal gains in buildings.  Emphasis is placed on the indication of procedures for minimizing thermal loads of buildings. In the laboratory part of the course, all the necessary steps of calculation and design of thermal and air conditioner units are implemented synthetically. Measurements of functional parameters in laboratory devices are also carried out.

Upon successful completion of the course the student will be able to:

• Recognize and combine basic heat transfer principles for the calculation of winter and summer energy needs and identify the steps necessary to minimize them.
• Select the optimal – in environmental and economic terms – installation.
• Calculate the (intermediate) network of the working medium in the installation (water or air).
• Design the central unit, control instruments and terminal heating elements of the installation incorporating background from Fluid Mechanics, Thermodynamics and Heat Transfer.
• Measure basic functional parameters of heating and air conditioning systems to assess their behavior, while recognizing the individual parts of the installation and their operational role.

 

General Competences

The following are abilities relating both to the professional career of the learner and to the educational process in the subject. 

• Search, analysis and synthesis of data and information for the preparation of a study covering energy needs (internal/external climate, availability, and cost of energy resources at local level, legislative restrictions on energy behavior).
• Work either autonomously or mainly at interdisciplinary level to resolve issues affecting the excellence of the study (energy assistance through architectural design, appropriate location of a building, adaptation to the microclimate of the area).
• Project design and management is a required skill and at the same time a necessary knowledge field for extracting information for the successful design and installation of an energy unit.

 

Course Content

Basic concepts of Thermodynamics, Heat Transfer and Fluid Mechanics and their application to calculations of thermal losses and thermal gains in industrial/commercial buildings and residences. Description - calculation of hot water supply network in central heating. Description and calculation of air conditioning supply networks. Description - calculation of boiler room and radiators. Laboratory measurements of functional parameters of central heating installations. Thermodynamic parameters for describing dry air state and changes.  Laboratory measurements of operating parameters of heat pumps. Energy saving systems in heating and air conditioning applications in buildings.

Teaching Method: The theoretical part of the course is conducted in the form of lectures.  Part of the theory lectures is done by electronic means, as well as the introductory part of the laboratory exercises. Use of specialized software as well as spreadsheet software are used for laboratory training.

Course Assessment: Written final theory exam that includes problem solving. Written final laboratory exam including multiple choice test, short answer questions, examination of technical reports. The final grade is formed with relative weight: 70% theory grade, 30% laboratory grade. The evaluation criteria are known to students. They have access to the confirmation of their performance following a relevant announcement by the instructor.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τετάρτη 14 Οκτωβρίου 2020