Η κλιματική αλλαγή, σε συνδυασμό με την εξάντληση των ορυκτών καυσίμων, συνιστά ένα από τα πλέον κρίσιμα ζητήματα σε παγκόσμιο επίπεδο. Έχει αποδειχθεί ότι η θέρμανση και η ψύξη των υφιστάμενων κτιρίων ευθύνονται για σημαντικό ποσοστό της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης. Καθίσταται, επομένως, επιτακτική η αναζήτηση οικονομικά αποδοτικών και ενεργειακά βιώσιμων λύσεων που θα μειώνουν τη χρήση συμβατικών καυσίμων και θα περιορίζουν τις εκπομπές ρύπων.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και αξιολόγηση τριών εναλλακτικών συστημάτων θέρμανσης και ψύξης για μία τυπική κατοικία, σε τέσσερις αντιπροσωπευτικές ελληνικές πόλεις: Χανιά, Αθήνα, Θεσσαλονίκη και Κοζάνη. Τα υπό μελέτη σενάρια περιλαμβάνουν: (α) αντλία θερμότητας αέρος-νερού τροφοδοτούμενη από το ηλεκτρικό δίκτυο, (β) γεωθερμική αντλία θερμότητας και (γ) αντλία θερμότητας αέρος-νερού υποστηριζόμενη από φωτοβολταϊκά πλαίσια.

Αρχικά, υπολογίζονται οι θερμικές ανάγκες του πρότυπου κτιρίου αναφοράς σε κάθε πόλη και επιλέγονται κατάλληλες μονάδες για κάθε σύστημα. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται συγκριτική αξιολόγηση των εναλλακτικών λύσεων με βάση τεχνικά, οικονομικά και περιβαλλοντικά κριτήρια. Επιπλέον, εξετάζεται η επίδραση κρίσιμων παραμέτρων στην τεχνοοικονομική ανάλυση. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα και εξάγονται συμπεράσματα.

Η εργασία προσφέρει ένα συνεκτικό πλαίσιο αξιολόγησης βιώσιμων ενεργειακών λύσεων στον τομέα της θέρμανσης και ψύξης κτιρίων, συμβάλλοντας στη μετάβαση προς κλιματικά ουδέτερες κατοικίες. Μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο οδηγό επιλογής για την ενεργειακή αναβάθμιση υφιστάμενων κτιρίων σε όλη την ελληνική επικράτεια.

Climate change, combined with the progressive depletion of fossil fuels, constitutes one of the most pressing global issues today. It has been demonstrated that heating and cooling of existing buildings account for a significant share of total energy consumption. Therefore, it is crucial to identify economically viable and energy-efficient solutions that reduce the use of conventional fuels and limit greenhouse gas emissions.

The aim of this thesis is to study and evaluate three alternative heating and cooling systems for a typical residential building in four representative Greek cities: Chania, Athens, Thessaloniki, and Kozani. The systems under investigation include: (a) an air-to-water heat pump powered by the electric grid, (b) a geothermal heat pump, and (c) an air-to-water heat pump combined with photovoltaic (PV) panels.

Initially, the thermal demands of a reference building are calculated for each location, and appropriate units are selected for each system. A comparative assessment follows, based on technical, economic, and environmental criteria. Furthermore, the influence of key parameters on the techno-economic evaluation is explored. Finally, the results of the analysis are presented, and conclusions are drawn.

This study provides a comprehensive framework for evaluating sustainable energy solutions in the field of building heating and cooling, contributing to the transition toward climate-neutral residential buildings. It may serve as a valuable guide for selecting alternative HVAC systems for the energy retrofit of existing buildings throughout Greece.