Evaluation of efficiency and viability of geothermal installations in individual retrofitted buildings based on specific key performance indicators

Abstract

[ES] El objetivo de este Trabajo Fin de Máster (TFM) es analizar diferentes instalaciones reales en las que se ha implementado una rehabilitación mediante la integración de un sistema de climatización geotérmica con el objetivo de evaluar sus prestaciones en términos de eficiencia y viabilidad. Este estudio se enmarca en el proyecto europeo GEO4CIVHIC, perteneciente al programa Horizonte 2020, cuyo objetivo es acelerar el despliegue de sistemas geotérmicos someros para calefacción y refrigeración en la rehabilitación de edificios existentes e históricos.

En primer lugar, se realiza una introducción sobre la energía geotérmica y su uso en el panorama europeo, seguido de una presentación más detallada sobre las soluciones innovadoras desarrolladas en el proyecto GEO4CIVHIC. A continuación, se presenta una visión general de los emplazamientos de demostración estudiados, con sus características estructurales y sus diseños de climatización antes y después de la rehabilitación.

Para lograr la evaluación de la eficiencia y la viabilidad, se definen los Indicadores Clave de Rendimiento (KPI, de sus siglas en inglés), determinando diferentes capas jerárquicas, empezando por la de datos brutos, seguida de los datos de información intermedia y terminando con la capa de conocimiento. Esta última permite la comparación y análisis entre los resultados obtenidos y las características comunes sobre las aplicaciones geotérmicas.

El núcleo de la tesis consiste en desarrollar un código mediante Matlab que descargue los datos brutos de los diferentes emplazamientos reales de demostración y, posteriormente, los trate y analice de acuerdo con los KPI definidos. Los resultados de eficiencia y viabilidad obtenidos a partir de estos cálculos se compararán con la hipótesis inicial para comprender mejor el resultado de las tecnologías implantadas y su evolución futura en el panorama europeo.

[EN] The objective of this Master¿s thesis is to analyse different real demonstration sites in which is present an integration of geothermal installations and retrofitting solutions with the objective of evaluating their performances in terms of efficiency and viability. This study is involved in the GEO4CIVHIC project, part of the Horizon 2020 program, which aims to accelerate the deployment of shallow geothermal systems for heating and cooling in retrofitting existing and historic buildings. At the beginning is performed an introduction about geothermal energy and its use in the European scene, followed by a more detailed presentation about the innovative solutions exploited in the GEO4CIVHIC project. Then, an overview of the real demonstration sites studied is reported, containing their structural characteristics and plants installed before and after the retrofitting. To achieve efficiency and viability evaluation, the Key Performance Indicators (KPIs) are defined, determining different hierarchical layers, starting from the raw data one, passing through the intermediate information one, and ending up with the knowledge one. This latter permits the comparison between the results calculated and the common knowledge about geothermal applications. The core of the thesis is represented by the writing of a code using Matlab with the aim of downloading raw data from the different real demonstration sites and, subsequently, converting and analysing them according to the KPIs defined. The efficiency and viability results obtained from these calculations will be compared with the initial hypothesis to understand better the outcome of the technologies implemented and their future developments in the European scene.