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

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 aim 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. The Master’s Thesis was written at the Universitat Politecnìca de Valencìa during the Erasmus mobility, in the office of Professor Javier Urchueguìa, who works in the GEO4CIVHIC project together with the University of Padua. At the beginning is performed an introduction to geothermal energy and its exploitation in the European scenario, highlighting the Ground Source Heat Pumps (GSHPs), the most important application in this field. Following is presented a general overview of the GEO4CIVHIC project and its phases in order to localise the thesis work inside the timeline of the project. The thesis work reports the evaluation procedure implemented from the data collection, their analysis and the definition of the Key Performance Indicators (KPIs). This is the most important part of the work since defining a common path and parameters to compare different installations is essential for a proper investigation. In the end, the analysis of the real demonstration sites is performed, from the general description of the building, the monitoring system and data analysis done to measure and calculate the KPIs for each demonstration site to evaluate and compare them.

L'obiettivo di questa Tesi Magistrale è di analizzare diversi edifici in cui sono presenti degli impianti geotermici, in seguito ad una loro ristrutturazione, con lo scopo di valutarne le prestazioni in termini di efficienza e fattibilità. Questo studio è parte del progetto GEO4CIVHIC (progetto Horizon 2020) che mira ad accelerare l'implementazione di sistemi geotermici per il riscaldamento e il raffreddamento in edifici esistenti e storici. La Tesi Magistrale è stata scritta presso l’Univeristà Politecnica di Valencia, durante il programma Erasmus, nell’ufficio del Professor Javier Urchueguìa, il quale è partner del progetto insieme all’Università degli Studi di Padova. Inizialmente viene eseguita un'introduzione sull'energia geotermica e il suo utilizzo nello scenario europeo, evidenziando la presenza delle pompe di calore geotermiche, la più importante applicazione in questo campo. In seguito viene presentata una panoramica generale sul progetto GEO4CIVHIC e le sue fasi, al fine di localizzare questo lavoro di tesi all'interno della timeline del progetto. La tesi riporta la procedura di valutazione implementata dalla raccolta dei dati, la loro analisi e la definizione dei Key Performance Indicators (KPIs). Questa è la parte più importante del lavoro, poiché definisce un percorso e parametri comuni per confrontare diverse installazioni, essenziali per una corretta investigazione dei siti considerati. Infine, l’analisi degli edifici viene illustrata, dalla descrizione generale del sito, il sistema di monitoraggio utilizzato e l’analisi dei dati eseguita, fino alla misurazione ed il calcolo dei KPIs per ogni applicazione, con lo scopo di valutare e confrontare le soluzioni proposte all’interno del progetto GEO4CIVHIC