Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo · klimatizacije. Prostor klimatizirat pomeni, da v prostoru vzdržujemo primerno temperaturo, vlažnost, izmenjavo zraka

Univerza v Mariboru‐Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

1

1. UVOD 1.1. OGREVANJE

Ogrevanje je definirano kot vzdrževanje primerne temperature v bivalnih prostorih. Je del klimatizacije. Prostor klimatizirat pomeni, da v prostoru vzdržujemo primerno temperaturo, vlažnost, izmenjavo zraka in filtriranje.

Kot prvi ogrevalni sistem lahko pri človeku štejemo izpostavljanje soncu, kasneje pa ognjišču. Prvi znani sistemi ogrevanja so bili poznani že v antični dobi. To so bili sistemi toplozračnega ogrevanja in so bili poznani pod imenom hipokavstno ogrevanje. Tako ogret zrak se je vodil po kanalih v zidovih in tleh (tabule).

Naslednja stopnja ogrevanja so bili kamini, ki so se z nekaj tehničnimi izboljšavami obdržali vse do danes.

V prvi polovici 19. stoletja so bile postavljene tehnične osnove vročevodnega in toplovodnega ogrevanja. Postavljen je bil prvi centralni ogrevalni sistem, začela se je masovna proizvodnja kotlov.

Tehnični razvoj v 20. in 21. stoletju je prinesel številne novosti, kot so kondenzacijski kotli, kotli na biomaso , toplotne črpalke (energetska kriza), kogeneracija in solarni sistemi.

V zadnjem času je predvsem poudarek na zmanjševanju porabe energije in uporabi obnovljivih virov energije. Le ta je edini trajen in smiseln dolgotrajen vir energije, ki prinaša nižje izpuste CO2 emisij v okolje , in zmanjšuje stroške ogrevanja.

1.2. POJEM KLASIČNEGA OGREVANJA Kaj je klasično ogrevanje?

Izraz klasično je lahko za različne države različnega pomena. Na Švedskem pomeni klasično ogrevanje z elektriko. Kot vir nastopi elektrika, veliko je seval, električnih grelcev in toplotnih črpalk. Pri nas klasično ogrevanje pomeni, kotel na kurilno olje v kleti, moči med 20 in 30 kW, dvocevni razvodni sistem z radiatorskim gretjem režima 55/45°C, obtočno črpalko, raztezno posodo, hranilnik olja. Sistem ima še vgrajen zalogovnik sanitarne tople vode V=80 L ogrevan s kotlom. Hiša ima klet, pritličje in mansardo in povprečno ima dimenzije 10x9 m in višino ene etaže 2,7 m.

Sistem po navadi tudi nima posebej zahtevnejše regulacije, ima termostat v dnevnem prostoru, tipalo za sanitarno toplo vodo in mešalni ventil za dvižni vod.

Povprečna poraba energije za ogrevanje znaša 85kWh/m2/leto.

Tak je sistem v povprečni Slovenski hiši, zgrajen pa je bil pred letom 1990. Večinoma sistemov je zastarelih, izkoristek pa je daleč pod pogosto navedenih 85%, v poletnih mesecih kadar ogrevamo samo sanitarno toplo vodo je izkoristek tudi pod 50%.


2

1.3. POJEM PASIVNE HIŠE Kaj je pasivna hiša?

Definicija pasivne hiše. Je objekt, ki za ogrevanje porabi manj energije kot 15 kWh/m2/leto, pri vzdrževanju notranje temperature 20°C. Hiša mora biti odlično izolirana, preprečeni morajo biti toplotni mostovi, je kompaktne gradnje brez balkonov in obrnjena na jug. Na jug ima večino oken, na sever pa samo nujno potrebne. Ogrevanje se vrši preko zraka, kateremu predhodno odvzamemo odpadno energijo‐ vračanje toplote. Kot vir ogrevanja se uporablja toplotna črpalka in solarni sistem za ogrevanje sanitarne tople vode.

Pasivna hiša je definirana z več vidiki in sicer:

• Orientiranost objekta ± 30° proti jugu

• Faktor oblike A/V, enostavnost oblike

• Standard 35 m2‐ bivalna površina ogrevanega dela po osebi

• Upoštevanje načel naravnega klimatskega solarnega oblikovanja

• Zaprtost objekta proti severu, odprtost proti jugu

• Kompaktnost oblike, brez zamikov in nepotrebnih predorov

• Čim manj senčenja pozimi (brez balkonov in nadstreškov)

1.4. PRIHODNOST OGREVANJA Prihodnost ogrevanja je v poenostavitvi , izpopolnitvi in pocenitvi zadnjega stanja tehnike. Pasivna hiša danes, bo v prihodnosti klasična hiša, razvoj pa gre v smeri nič in plus hiš‐ hiša ki ustvari več energije, kot je porabi in višek prodaja v omrežje (fotovoltaični modul)


3

PRERAČUN OGREVANJA KLASIČNE HIŠE 2.1. DOLOČITEV TOPLOTNIH IZGUB‐TRANSMISIJE

2.

Transmisijski izračun po ISO‐ EN WIN‐ETU programski paket.

Teoretične osnove izračunavanja toplotnih izgub objekta.

Toplotni tok skozi steno:

Enačba (1)

)( znt ttkA −⋅⋅=Φ [W]

A…površina zidu [m2]

k …toplotna prehodnost [W/m2K]

nt …temperatura zraka v gretih prostorih [°C]

zt …temperatura zraka zunaj [°C]

Toplotna prehodnost k‐a je sestavljena iz toplotne prestopnosti in toplotne prevodnosti:

Enačba (2)

ei

dk αλα

111++=

d …debelina stene [m]

λ …toplotna prevodnost snovi [W/[m K]]

iα …toplotna prestopnost zunaj [[W/[m2 K]]

eα …toplotna prestopnost znotraj [W/[m2 K]]

Ventilacijske izgube:

Enačba (3)

)( znpzrzrv ttcm −⋅⋅=Φ [W]

zrm …masni pretok zraka [kg/s]


4

pzrc …specifična toplota zraka [J/kgK]

nt …temperatura zraka v gretih prostorih [°C]

zt …temperatura zraka zunaj [°C]

Kriteriji faktorjev prehodnosti so vzeti po dejanski gradnji pri klasičnih hišah, ne glede na zakon o gradnji ali pravilniku o učinkoviti rabi energije:

Tabela (1)

element U vrednost [W/m2K]

zunanja stena, ki meji na teren[klet] 0,6

zunanja stena, ki meji na zrak 0,58

tla na terenu 0,63

streha 0,65

strop med ogrevanimi prostori 0,6

tla med ogrevanimi prostori 0,6

notranje stene med ogrevanimi prostori 2,12

zunanja okna 2,1

zunanja vrata 3,17

notranja vrata 1,37

U…prehod toplote skozi steno [ W/m2K]

Vir: pravilnik o učinkoviti rabi energije pred letom 2009 PURES št.


5

Detajl zunanjega zidu:

Slika (1)

Vir: Ursa fasade www.ursa.si

http://www.ursa.si/


6

Detajl zunanjega zidu, ki meji na zemljo: Slika (2)

Vir: Ursa fasade www.ursa.siDetajl strehe: Slika (3)


http://www.ursa.si/

http://www.ursa.si/


7

Detajl tla na terenu:

Slika (4)


Detajl stropne konstrukcije:

Slika (5)

http://www.ursa.si/


8


Podatki o hiši

Osnovni podatki za stavbo: Osnovna stavba je etažnega tipa (posamezna hiša) s kletjo, pritličjem in mansardo. Stavba je lahke gradnje, leži normalno v vetrovni okolici. Pozidana površina 10x9 m, torej 90 m2. Globina podtalnice na 2 m. Projektna zunanja temperatura je ‐13°C ( Maribor) , višina stavbe je 9 m. Karakteristično število stavbe znaša 0,72.

Podatek za projektno zunanjo temperaturo:

Maribor: ‐13°C

Vir: http://www.geodetska‐uprava.si/DHTML_HMZ/wm_ppp.htm

Temperaturna slika Slovenije.

Slika (6)

Vir: http://www.uradni‐list.si/files/RS_‐2002‐042‐02012‐OB~P004‐0000.PDF

http://www.ursa.si/

http://www.geodetska-uprava.si/DHTML_HMZ/wm_ppp.htm

http://www.uradni-list.si/files/RS_-2002-042-02012-OB%7EP004-0000.PDF


9

Izračun toplotnih potreb za posamični prostor:

Tabela (2)

oznaka prostora površina (m2) temperatura (°C) Qt (W) Qv (W) Qn (W)KLETNA ETAŽA1. letna kuhinja 7,6 20 320 140 4602. letna kopalnica 9,5 24 330 140 4703. hodnik in st. 10,8 18 320 130 4504. kabinet 21,6 20 710 280 9905. arhiva 21,5 15 480 280 760skupaj: 71 2160 970 3130

PRITLIČJE1. jedilnica 24,8 20 1010 340 13502. dnevni prostor 11 20 190 160 3503. stopnišče z hod. 11,5 18 150 150 3004. kopalnica 10,8 24 480 170 6505. predsoba 10,8 18 480 200 6806. kuhinja 24,8 20 660 350 1010skupaj: 93,7 2970 1370 4340

MANSARDA1. otroška 1 15,8 20 660 210 8702. otroška 2 15,8 20 430 210 6403. otroška 3 15,8 20 660 210 8704. kopalnica 11,4 24 490 180 6705. stopnišče in h. 9,8 18 190 130 3206. spalnica 24,8 20 560 350 910skupaj: 93,4 2990 1290 4280

skupaj: 258,1 8120 3630 11750

Vir: programski paket WINETU DIN 4701

Vidimo, da znaša skupna potrebna toplotna moč pri projektni temperaturi ‐13°C, 11,75 kW.

Najmanj tolikšno ogrevalno moč je potrebno dovajati pri zunanji temperaturi ‐13°C. Izgube med kotlom in odvzemnimi mesti je lahko največ 5%, izkoristek kotla pa je 95%.

Torej bo dejanska potrebna ogrevalna moč:

Enačba (4)

kWQndej 57,131,1*05,1*75,11 ==

Izberemo prvi najbližji razpoložljiv oljni kotel. Upoštevamo še dodatno potrebno moč za ogrevanje sanitarne tople vode, ki znaša 7 kW. Torej skupaj bo kotel moči nad 20 kW.


10

2.2. DIMENZIONIRANJE RADIATORSKEGA OGREVANJA Radiatorsko ogrevanje z režimom ogrevanja 55/45°C.

Izbor ploščatih radiatorjev, tip V&N, po prostorih. Toplotne izgube za posamični prostor so izračunane v tabeli 2, in so napravljene s programskim paketom WINETU po DIN 4701

Tabela (3)

oznaka prostora Qn (W) tip radiatorja moč radiatorja ( W) termostatKLETNA ETAŽA 55/45°C1. letna kuhinja 460 22VM 600‐520 470 da2. letna kopalnica 470 22VM 600‐600 540 da3. hodnik in st. 450 22VM 600‐520 470 da4. kabinet 990 22VM 600‐1120 1010 da5. arhiva 760 22VM 600‐800 760 daskupaj: 3130 3250

PRITLIČJE1. jedilnica 1350 22VM 600‐800 760 da2. dnevni prostor 350 22VM 600‐400 360 da3. hodnik 300 22VM 600‐400 360 da4. kopalnica 650 22VM 900‐600 670 da5. predsoba 680 22VM 600‐800 760 da6. kuhinja 1010 33VM 600‐800 1020 daskupaj: 4340 3930

MANSARDA1. otroška 1 870 22VM 900‐800 960 da2. otroška 2 640 22 VM 900‐600 720 da3. otroška 3 870 22VM 900‐800 960 da4. kopalnica 670 22VM 900‐600 670 da5. hodnik 320 22VM 900‐400 480 da6. spalnica 910 22VM 900‐800 960 daskupaj: 4280 4750

Vir: Katalog Vogel&noot www.vogelundnoot.com

V mansardi so zaradi omejitve prostora izbrani ožji in višji radiatorji. Vsi radiatorji so opremljeni s termostatskimi glavami za nastavitev želene temperature po prostorih.

http://www.vogelundnoot.com/


11

2.3. IZRAČUN TLAČNIH IZGUB V CEVNEM OMREŽJU IN DIMENZIONIRANJE CEVI

Tabela (4)

dt= Q m DN dn v L R ceta L x R Z V Vr Upor- radiatorji10 W kg/h mm mm m/s m Pa/m Pa Pa Pa Pa l l Pa

KLETK-1 kuhinja 470 40 15 12 0,10 8,5 16 4 135 20 154 309 1,9 4,26 10000K-2 kopalnica 540 47 15 12 0,11 9,5 15 4 143 26 169 338 2,1 4,26 5000K-3 hodnik 470 40 15 12 0,10 6,5 9 4 58 20 78 155 1,5 4,26 10000K-4 kabinet 1 540 47 15 12 0,11 4 12 5 47 33 80 159 0,9 4,26 5000K-4 kabinet 1 540 47 15 12 0,11 6,5 12 6 76 39 116 231 1,5 4,26 5000K-5 arhiva 760 65 15 12 0,16 13 23 7 303 91 393 786 2,9 5,68 9000PRITLIČJEP-1 jedilnica 1 760 65 15 12 0,16 5,5 23 5 128 65 193 385 1,2 5,68 9000P-1 jedilnica 1 760 65 15 12 0,16 6,3 23 5 147 65 211 423 1,4 6 9000P-2 dnevni pr. 360 31 15 12 0,08 7,6 5 5 40 15 54 108 1,7 2,84 5000P-3 hodnik 360 31 15 12 0,08 2,5 5 3 13 9 22 44 0,6 2,84 5000P-4 kopalnica 720 62 15 12 0,15 7,6 21 5 159 58 217 434 1,7 6,12 8000P-5 predsoba 760 65 15 12 0,16 9,2 23 7 214 91 305 610 2,1 5,68 9000P-6 kuhinja 1040 90 15 12 0,22 7,7 41 5 317 121 438 876 1,7 8,64 7000MANSARDAM-1 otroška soba 1 960 83 15 12 0,20 10 37 5 372 103 475 949 2,3 8,16 10000M-2 otroška soba 2 720 62 15 12 0,15 9 21 5 188 58 246 492 2,0 6,12 8000M-3 otroška soba 3 960 83 15 12 0,20 10 37 5 372 103 475 949 2,3 8,16 10000M-4 kopalnica 670 58 15 12 0,14 7 18 3 127 30 157 314 1,6 6,12 6000M-5 hodnik 480 41 15 12 0,10 2 9 5 19 26 44 89 0,5 4,08 10000M-6 spalnica 960 83 15 12 0,20 6 37 7 223 144 367 735 1,4 8,16 10000SKUPAJ: pretok 1105 maksimalni tlačni padec v posamični cevi: 949 v radiatorju 10000

Vsota uporov

Vir: izračun tlačnega padca z programskim paketom Druckverlust 6.2

dt …razlika v temperaturi predtoka in povratka

Q…neto moč ogrevala [W]

m …masni pretok medija [kg/h]

dn …notranji premer cevi [mm]

v …hitrost medija v cevi [m/s]

l…dolžina cevi [m]

R …tlačni padec v cevi [ Pa/m]

ceta …seštevek lokalnih uporov (brezdimenzijsko število)

Z …lokalni upori‐ loki, t kosi

V …volumen vode v ceveh [l]


12

Določitev najneugodnejše veje‐ maksimalni tlačni padec:

Tabela (5)

Maksimalni tlačni padec v posamičnem cevnem odcepu: 949 Pa

Maksimalni tlačni padec v radiatorju: 10000 Pa

Tlačni padec v razdelilcu 2000 Pa

Tlačni padec v regulacijskem ventilu 1500 Pa

Tlačni padec v kotlu 5000 Pa

Tlačni padec v cevi med kotlom in razdelilcem 3000 Pa

SKUPAJ: ∆P=22449 Pa, tlak ki ga mora premagat črpalka ob pretoku 1105 kg/h.


13

2.4. DIMENZIONIRANJE IN IZBIRA OBTOČNE ČRPALKE

Izbira obtočne črpalke na podlagi tlačnih izgub in pretoka:

Q‐h diagram, izračunan s programom IMP PUMPS, HIDRIA.

graf (1)

Vir: http://www.imp‐crpalke.si/

Teoretične osnove za izbiro obtočne črpalke:

Dobavna višina obtočne črpalke:

Enačba (5)

gp

gp

gw

gp

hH izgizgg ρρρ

Δ≈

Δ+

Δ+

Δ+Δ=

2

2

ghΔ …razlika med začetno in končno geografsko višino, m

pΔ …razlika začetnega in končnega tlaka,

http://www.imp-crpalke.si/


14

wΔ …razlika začetne in končne hitrosti pretoka ogrevanega medija,

Celotni padec tlaka (izgube), zaradi pretoka skozi inštalacijo:

Enačba (6)

∑∑ +=Δi

iii

iizg ZRlp [ Pa]

il ‐dolžina posameznega odseka inštalacije

Enačba (7)

2

2

,

i

in

ii

wd

R ρλ⋅= ‐ linijski upor na posameznem odseku inštalacije [ Pa/m]

iλ ‐ koeficient hrapavosti cevi posameznega odseka inštalacije – določi se v odvisnosti

od vrste pretoka ali iz diagrama

iw ‐ hitrost pretoka ogrevnega medija, skozi posamezen odsek inštalacije [m/s]

ind , ‐ notranji premer cevi posameznega odseka inštalacije

Enačba (8)

2

2i

iiwZ ζ= ‐ lokalni upori posameznega dela inštalacije, [Pa]

iζ ‐ koeficient oblike posameznega dela inštalacije

Pretok skozi črpalko

Enačba (9)

omomčr c

QVϑΔ

=

Kjer pomenijo:

črV ‐ potreben pretok skozi črpalko

Q ‐ celotna toplotna moč sistema

omc ‐ specifična toplotna kapaciteta ogrevalnega medija [J/(kgK)]

omϑΔ ‐ razlika temperature dvižnega in povratnega voda [°C]


15

2.5. DIMENZIONIRANJE RAZTEZNE POSODE

Teoretične osnove za izbiro raztezne posode

Po SIST‐12828

Raztezni volumen, ki ga mora prevzeti ekspanzijska posoda, se določi z enačbo:

Enačba (10)

100SIS

eVeV ⋅=

Kjer pomenijo:

eV …raztezni volumen [L]

e…temperaturno raztezanje vode v sistemu [%] (podatek iz tabele)

SISV …skupni volumen vode v sistemu [L]

Celotni volumen ekspanzijske posode je določen z enačbo:

Enačba (11)

oe

ezaleeksp pp

pVVV−+

⋅+=1)(min,

Kjer pomenijo:

min,ekspV …celotni volumen ekspanzijske posode, [ L ]

zalV …zaloga vode (količina vode, ki jo sprejme posoda za uravnoteženje možnih izgub

vode v sistemu)

ep …končni projektni tlak v sistemu, (bar)

0p …začetni projektni tlak v sistemu

Enačba (12)

pst ppp +≥0


16

Kjer pomenita:

stp …statični tlak v sistemu [bar]

pp …tlak pare [bar]

Tabela (6)

raztezne posodeIZRAČUN PO DIN 4807‐2 Tabela širjenja vode

z ozirom na 10°Cvstavi Va 156 L količina vode v sistemu °C %vstavi pst 1 bar statični tlak odvisen od višine sistema t nvstavi dpa 0,5 bar rezervna tlačna razlika varnostnega venzila 30 0,4vstavi psv 3 bar tlak odpiranja varnostnega ventila 40 0,75

pd 0 bar dodatek na temperaturo 50 1,17glej tabelo n 2,86 proporcionalno širjenje vode glede na sk=10°C 60 1,67

70 2,24Vn min 16,3848 L minimalen potreben volumen razt. Posode 80 2,86Ve 4,4616 L prostornina širjenja vode 90 3,35Vv 1 L rezervna prostornina 100 4,31pe 2 bar končni tlak sistemap0 1 bar predtlak

Iz

brana raztezna posoda : ER 18 CE 18‐ ELBI 18 L


2.6. DIMENZIONIRANJE SISTEMA ZA PRIPRAVO SANITARNE TOPLE VODE

Letno porabo tople vode v družinski hiši določimo s pomočjo enačbe:

Enačba (13)

dVpnV STVdstostPTVlet ⋅⋅⋅= ∑ ,

kjer pomenijo:

STVletV …celotna letna poraba sanitarne tople vode [L]

∑ stn …število stanovanj [n=1]

stop , …dejansko število stanovalcev v stanovanju [p=6]

STVdV …povprečna dnevna poraba tople vode na osebo, odvisno od modela porabnika [V= 50 L]

d …število dni v letu, ko obstaja potreba po sanitarni topli vodi [d=365 dni]

Teoretična potrebna energija za pripravo sanitarne tople vode na leto se določi po enačbi:

Enačba (14)

vvvSTVletteo cVE ϑρ Δ⋅⋅⋅=

Kjer pomenijo:

teoE …teoretično potrebna letna energija za pripravo sanitarne tople vode

STVletV …celotna letna poraba sanitarne tople vode [L]

vc …specifična toplotna kapaciteta vode [4,2 kJ/(kgK)]

vρ …gostota vode [kg/dm3]

vϑΔ …razlika vstopne in izstopne temperature vode [K]

17


18

Velikost akumulatorja sanitarne tople vode:

Maksimalna potrebna količina vode V na n stanovanj, z dnevno porabo 200 L vode pri 40°C, v času pol ure:

Enačba (15)

ϕ⋅⋅=•

nV 200 …[l/h]

Kjer je:

n…število stanovanj

ϕ …faktor istočasnosti

hlV

n

/20011200

11

=⋅⋅=

==

•

ϕ

Maksimalna potrebna moč za ogrevanje STV:

kWQ

nQ

7

)1016,1()1040(200 3

=

⋅⋅−⋅⋅⋅=•

−•

ϕ

Velikost rezervoarja sanitarne tople vode:

V=90 L

Če želimo, da je potrebna moč za ogrevanje sanitarne tople vode manjša, moramo povečati zalogovnik. Vzemimo primer, da je moč potrebna za ogrevanje sanitarne tople vode 3 kW, potem mora biti zalogovnik velik 220 L. Izbran pa je zalogovnik za sanitarno toplo vodo volumna V=150 L, zato je potrebna moč za ogrevanje sanitarne vode 5 kW.


2.7. IZBIRA KOTLA NA LAHKO KURILNO OLJE Z TEHNIČNIMI PODATKI

Potrebna moč kotla:

Enačba (16)

kWQndej 57,131,1*05,1*75,11 ==

Izberemo prvi najbljižji razpoložljiv oljni kotel. Upoštevamo še dodatno potrebno moč za ogrevanje sanitarne tople vode, ki znaša 7 kW.

Enačba (17)

kWkWkWQ skupndej 57,20757,13, =+=

Izberemo prvi najbližji kotel nad to vrednostjo:

Tip: FERROLI

Slika (7)

Tabela (7)

Moč kotla: 25 kW MODEL: GN1 N 02 Nominalna moč: 23,3 kW[ 20.000 kcal/h] Nominalna moč na izhodu: 25,8 kW[25,8 kW] Minimalna moč: 15 kW Teža: 113 kg Volumen vode: 11 L

19

Vir: MAVI d.o.o. www.mavi.si

http://www.mavi.si/


Izbran gorilnik:

SUN G6R

Tehnična skica:

Slika (8)

Tehnični list:

Tabela (8)

Model: SUN G6R

Delovna moč: 28,1‐13,3 kW

Gorivo: plinsko olje

Kurilna vrednost: 11,86 kWh/kg

Gostota: 0,83 kg/l

Viskoznost: 20°C 1,5°E


20

http://www.mavi.si/


21

Izberemo še grelnik sanitarne tople vode:

V=150 l

Z integriranim prenosnikom in regulacijo, ter vgrajenim elektro grelnikom moči 3 kW.

Tip:DAIKIN EKHWS 150

shema (1)

Vir: KLIMA PETEK d.o.o. www.klimapetek.si,

http://www.klimapetek.si/


22

2.8. IZBIRA ZALOGOVNIKA OLJA‐ količina

Tabela (9)


Izbran zalogovnik v odvisnosti od letne porabe goriva, ki se izračuna po naslednji enačbi.

Enačba (18)

η⋅⋅Δ⋅Φ⋅

=i

th

HtGVB

max

…161

Kjer pomenijo:

B …poraba goriva na sezono [kg/sezono]

V …število ur na dan ko ogrevamo [h/dan]

hΦ …toplotna moč generatorja toplote [kW]

tG …temperaturni primanjkljaj [dni, K]

maxtΔ … temperaturna razlika med povprečno notranjo in računsko zunanjo temperaturo [°C]

η …izkoristek kota

iH …spodnja kurilna vrednost [kWh/kg]

kgB 321195,083,1133

32003,2316=

⋅⋅⋅⋅

=

Kar znaša: LdmkgkgV 2766

386,03211 =⋅=

Izberemo 3 krat po 1000 L posodo.

http://www.mavi.si/


23

2.9. SHEMA DVIŽNIH VODOV

Shema dvižnih vodov radiatorskega ogrevanja:

shema (2)

legenda:

TV‐ termostatski ventil

NT‐ navaden ventil

Opombe:

‐ razvod ogrevanja prilagodit ostalim instalacijam

‐ razvod radiatorskega ogrevanja v tlaku izoliran

‐ vertikalni razvod izoliran z Armafleks ITS 13 mm


24

2.10. SHEMA OGREVANJA shema (3)

Opomba:

‐ zalogovniki olja morajo imeti zaščito pred prostim izlitjem!


25

Tloris kotlovnice:

Slika (9)

Za namestitev kotlovnice je potrebnih 14,7 m2 dodatnega prostora, ki jih sicer ne bi potrebovali!


26

2.11. TLORISI RADIATORSKEGA OGREVANJA

Tloris KLETI

Slika (10)

Radiatorji so nameščeni lokalno pri oknih, kjer so izgube toplote največje.


27

Tloris pritličja

Slika (11)



28

Tloris mansarde

Slika (12)



29

2.12. REKAPITULACIJA KLASIČNO OGREVANE HIŠE STROŠEK MATERIALA IN IZVEDBE STROJNIH INSTALACIJ

Popis materiala s ceno izvedbe.

Ocena strojnih instalacij: 10.000 EUR + DDV

V oceni so všteti naslednji elementi:

‐ radiatorji (pritrdilni material, cevne povezave, izolacija, termostatski ventili in prostorski termostat)

‐ razdelilec ogrevanja (obtočne črpalke, mešalni ventili, tipala, zaporni ventili, nepovratne lopute, termometri in manometri, ter cevne povezave)

‐ zalogovnik sanitarne tople vode (izolacija, cevni prenosnik, dodatno grelno telo, varnostni ventil in raztezna posoda)

‐ povezava kotlovnice (cevne povezave in toplotna izolacija)

‐ cevni razvodi v etažah

‐ zalogovnik olja (s cevnimi povezavami, filtrom, obtočno cevjo in zaščito pred razlitjem)

‐ kotel za ogrevanje (s kotlovsko regulacijo in gorilnikom)

‐ prezračevanje kotlovnice (prezračevalna rešetka za dovod in odvod zraka)

‐ prezračevanje kopalnic s cevnimi ventilatorji

‐ napa v kuhinji za odvod zraka


30

PRERAČUN PASIVNE HIŠE 3.1. IZRAČUN TOPLOTNIH IZGUB

3.

Transmisijski izračun po PHPP (Passivhaus Institut)

Pogoji za pridobitev naziva pasivne hiše:

• toplotne izgube naj bodo manjše od 15 kWh/m2 letno • skupna poraba primarne energije 120 kWh/m2 letno • prisilni prezračevalni sistem s termičnim izkoristkom nad 80% • vgradnja solarnega sistema za ogrevanje sanitarne tople vode • vgradnja toplotne črpalke, kot vir ogrevanja z letnim COP nad 3

Da vse to dosežemo, je najprej potreben natančen preračun toplotnih izgub in dobitkov po PHPP. Ta bi po obsežnosti lahko bil predmet posebne diplomske naloge, zato navajam le bistvene podatke. Pri izračunu mi je pomagal gradbeni inštitut, da sem bolje spoznal sam izračun, sem se udeležil seminarja: PRAVILNA ZASNOVA PASIVNIH IN NIZKOENERGETSKIH HIŠ, na katerem je predaval g. Miha Paznik

Vse vstavljene tabele so iz programa PHPP.

Določitev debeline izolacije zunanje stene:

Debelino izolacije določimo na podlagi zahtevane U vrednosti stene, ki naj ne presega vrednosti k=0,15 W/m2K. Stena bo izolirana s 50 mm znotraj in 200 mm zunaj, da dosežemo število U=0,15 W/m2K

Tabela (10)

Vir: PHPP programsko orodje za preračun pasivnih hiš

http://www.passivhaustagung.de/Passive_House_E/PHPP.html



31

Določitev debeline izolacije strehe:

Debelino izolacije določimo na podlagi zahtevane U vrednosti stene, ki naj ne presega vrednosti k=0,1 W/m2K. Streha bo izolirana s 375 mm mehke izolacije dosežemo število U=0,1 W/m2K.

Tabela (11)

Vir: PHPP programsko orodje za preračun pasivnih hiš


Določitev debeline izolacije za tla na terenu:

Debelino izolacije določimo na podlagi zahtevane U vrednosti stene, ki naj ne presega vrednosti k=0,15 W/m2K. Tla bodo izolirana s skupno 250 mm trde pohodne izolacije, da dosežemo število U=0,15 W/m2K.



32

Tabela (12)

Vir: PHPP programsko orodje za preračun pasivnih hiš.


Okna:

Skupna toplotna prehodnost za okna lahko znaša 0,85 W/m2K

Pri pasivni hiši je zelo pomembna usmerjenost oken na jug in njihova površina. S pravilno umestitvijo hiše, dobimo pozitivno bilanco solarnih dobitkov, napram toplotnim izgubam:

Tabela (13)

Vir: PHPP programsko orodje za preračun pasivnih hiš.


Vidimo, da energijska bilanca ni pozitivna, in tega več ne moremo spremeniti. Hiša je v 4 gradbeni fazi.




33

Solarni dobitki na južni strani hiše so večji od toplotnih izgub. Iz tega se zelo jasno vidi, zakaj naj bo čim več okenskih površin obrnjenih na jug.

Skupna končna potrebna energija za ogrevanje hiše:

Tabela (14)

Hiša tako spada v razred nizkoenergijske hiše, izraz pasivna hiša je vezan na maksimalno porabo in sicer 15 kWh/m2a

Vir: http://www.passivhaustagung.de/Passive_House_E/PHPP.html



34

3.2. IZRAČUN PREZRAČEVANJA Z VRAČANJEM TOPLOTE, DOGREVANJEM S TOPLOTNO ČRPALKO IN PREDGRETJEM ZRAKA S TOPLOTO ZEMLJE

Grelnik zraka AHU CLIMACIAT Temperatura vpiha 24°C.

TEHNIČNI PODATKI:

KANALSKI GRELNIK tip: 1 AHU CLIMACIAT airtop 25 PRETOK ZRAKA: 260 m3/h‐ hitrost zraka[frontalna] 0,19 m/s NADMORSKA VIŠINA: 250 m REFERENČNA TEMPERATURA ZRAKA V PROSTORU: 20°C ENERGETSKI RAZRED: A TEŽA BLOKA: 42 kg RAZMIK LAMEL: 1,8 mm‐ bakrene cevi aluminijaste lamele TEKOČINA: voda LETO KAPACITETA HLAJENJA: 0,255 kW Tvstopna/Tizstopna: 7°C/12°C VSTOPNA TEMPERATURA ZRAKA: 25°C RELATIVNA VLAŽNOST ZRAKA NA VSTOPU : 40% IZSTOPNA TEMPERATURA ZRAKA: 22°C RELATIVNA VLAŽNOST NA IZSTOPU: 47,9% PRETOK ZRAKA: 260 m3/h PRETOK VODE: 0,0438 m3/h TLAČNI PADEC NA VODNI STRANI: 0,2396 kPa HITROST ZRAKA: 0,31 m/s Priključki: 1/2" VSEBNOST VODE: 1,06 l IZLOČEVALNIK KAPLJIC

ZIMA Tvstopna/Tizstopna: 30°C/25°C VSTOPNA TEMPERATURA ZRAKA: 16°C RELATIVNA VLAŽNOST ZRAKA NA VSTOPU : 85% IZSTOPNA TEMPERATURA ZRAKA: 22°C RELATIVNA VLAŽNOST NA IZSTOPU: 58,4% PRETOK ZRAKA: 260 m3/h PRETOK VODE: 0,0887 m3/h TLAČNI PADEC NA VODNI STRANI: 0,9137 kPa TLAČNI PADEC NA STRANI ZRAKA: 1 Pa HITROST ZRAKA: 0,31 m/s Priključki: 1/2" VSEBNOST VODE: 1,06 l IZLOČEVALNIK KAPLJIC

Dimenzije: skica

Slika (13)

Vir: CIAT www.ciat.fr vodilni proizvajalec klimatizacijske tehnike v Franciji

www.klimapetek.si

http://www.ciat.fr/



35

3.3. IZRAČUN DODATNEGA KONVEKTORSKEGA GRELNIKA Razlika moči za ogrevanje ostane za talno ogrevanje in sicer:

Enačba (19)

WWQt 18691872248,2 =−=

Kar nanese 8,3 W/m2 ogrevanja

Namestitev dodatnih konvektorjev se predvidi v prostore z večjimi okenskimi površinami in sicer v jedilnico s kuhinjo.

JEDILNICA S KUHINJO:

A=40 m2

Dodatne toplotne potrebe: 8,3 W/m2

Moč konvektorja: P=332 W

Režim ogrevanja 40/30°C

Izbira:

Ventilatoski konvektor z naslednjimi tehničnimi podatki:

VERTIKALNA PARAPETNA POSTAVITEV Z MASKO ZA GRETJE IN HLAJENJE Z 2 CEVNIM PRIKLOPOM LETO KAPACITETA HLAJENJA: 0,547 kW [totalne moči] Tvstopna/Tizstopna: 7°C/12°C TEMPERATURA ZRAKA V PROSTORU: 25°C RELATIVNA VLAŽNOST ZRAKA V PROSTORU : 50% PRETOK ZRAKA: 100 m3/h PRETOK VODE: 0,0936 m3/h TLAČNI PADEC NA VODNI STRANI: 1,78 kPa Priključki: 1/2"

ZIMA Tvstopna/Tizstopna: 35°C/30°C TEMPERATURA ZRAKA V PROSTORU: 20°C RELATIVNA VLAŽNOST ZRAKA V PROSTORU : 50% PRETOK ZRAKA: 100 m3/h PRETOK VODE: 0,0944 m3/h TLAČNI PADEC NA VODNI STRANI: 1,78 kPa Priključki: 1/2"

GLASNOST <15 db


36

Dimenzijska skica konvektorja.

Slika (14)

Postavitev konvektorja bo v dnevnem prostoru, funkcija konvektorja pa bo dogrevanje v najhladnejših zimskih dneh in hlajenje v vročih poletnih dnevih.

Vir: CIAT www.ciat.fr, www.klimapetek.si zastopništvo

http://www.ciat.fr/



37

3.4. IZRAČUN SOLARNEGA OGREVANJA SANITARNE TOPLE VODE IN PODPORA OGREVANJU (rač.paket GET SOLAR)

Kolektorji bodo nameščeni na streho, 3‐je na vzhodno stran strehe in 3‐je na zahodno stran strehe. Nagib strehe je 40°. Sami kolektorji so proizvod tipa: SUN POWER SOLAR, so vakuumske izvedbe po sistemu toplotne cevi. Primerni so za podporo ogrevanju tudi v zimskem obdobju. V poletnem času pa skrbijo samo za segrevanje sanitarne tople vode.

Skica povezave kolektorjev.

Slika (15)

VAKUUMSKI KOLEKTORJI: 4 x VZHOD IN 4 X ZAHOD 8+8 m2 NETO ABSORBCIJSKE POVRŠINE NAGIB STREHE: 40° VZHOD IN ZAHOD AZIMUT: 15 IN ‐165° PORABA SANITARNE TOPLE VODE: 12,21kWh/dan 300 L segrete iz 10°C na 45°C POTREBA PO OGREVANJU: 5625 kWh/leto režim ogrevanja 35/30°C ZALOGOVNIK ZA SANITARNO TOPLO VODO: V=300 L ZALOGOVNIK OGREVANJA: V=1000 L‐ HRANILNIK TOPLOTE IZKORISTEK OLJNEGA KOTLA‐ PRIMERJAVA: 91% POZIMI, 75% SPOMLADI, 61% POLETI REZULTATI SIMULACIJE: POTREBNA ENERGIJA ZA SEGREVANJE SANITARNE TOPLE VODE: 4737 kWh/leto POTREBNA ENERGIJA ZA OGREVANJE PROSTOROV: 5625 kWh/leto SKUPAJ: 10362 kWh/leto POKRITJE ENERGIJE POTREBNE ZA SEGREVANJE SANITARNE TOPOLE VODE: 75% POKRITJE ENERGIJE POTREBNE ZA OGREVANJE: 15% SKUPAJ POKRITJE ENERGIJE S SOLARNIM SISTEMOM: 50% IZKORISTEK: 34,4 % SPECIFIČNA DOBLJENA ENERGIJA IZ KOLEKTORJEV: 362 kWh/m2 SOLARNI DOBITKI: SANITARNA TOPLA VODA 3715 kWh/leto OGREVANJE: 629 kWh/leto


38

SKUPAJ: 4344 kWh/leto

PRIVARČEVANJE ENERGIJE: 6019 kWh/Jahr PRIMERJAVA Z PRIVARČEVANJEM OLJA: 602 Liter Öl CO2‐MANJŠI IZPUST ZA 1565 kg/leto.

graf (2)

JAN FEB MAR APR MAJ JUN JUL AVG SEPT OKT NOV DEC LETO

…IZKORISTEK SOLARNEGA SISTEMA

…POKRITJE SOLARNEGA SISTEMA (SANITARNA TOPLA VODA)

…POKRITJE SOLARNEGA SISTEMA (SKUPAJ)

Vir: www.getsolar.de programski paket Getsolar

http://www.getsolar.de/


39

3.5. IZBIRA TOPLOTNE ČRPALKE ZRAK VODA – NIZKOTEMPERATURNI REŽIM DO 55°C (ALTHERMA SIMULATOR)

Tehnični podatki

Slika (16)

R410A

FC U for comfort cooling

O utdoorERHQ 006A D

230V 1ph

Hy droboxEKHBX008A A 6WN

400V 3Nph

Sanitary warm water tankEKHWS300A 3Z2

for calculation of inv estment cost only

400V 2Nph

F loor heatingLow temperature emitters

Heating + Cooling

Tabela (15)

Hidro enota EKHBX008AA6WN

funkcija reverzibilna‐ gretje/hlajenje

dimenzije 502x922x361 mm

kapaciteta elektro grelcev 6,0 kW

stopnje grelcev 2

električno napajanje 400V 3Nph

varovalke 13A

izstopna temperature vode G 25,0 ‐ 50,0°C

izstopna temperature vode H 5,0 ‐ 20,0°C

odtok 18mm

material galvanizirano jeklo


40

Grelnik STV EKHWS300A3Z2

volume vode 300 l

maksimalna temperature vode 85,0°C

dimenzije 580x1600 mm

električni grelnik 3,0 kW

električno napajanje 400V 2Nph

varovalke 20

material znotraj nerjaveče jeklo

material zunaj trda izolacija 50 mm

teža 59kg

Zunanja enota ERHQ006AD

dimenzije 825x735x300 mm

nominalna moč gretja 5,8 kW

COP 4,6

območje delovanja ‐20,0 ‐ 25,0°C

moč hlajenja 7,2 kW

EER 3,2

območje delovanja 10,0 ‐ 43,0°C

električno napajanje 230V 1ph

varovalka 16A

zvočni tlak 48dBA

teža 56kg


41

graf (3)

Potrebna moč ogrevanja in zmogljivost toplotne črpalke C apacity (kW)

Required Required night HP capacity BUH capacity Sy stem capacity

O ut temp. (°C )0,0

2,2

4,4

6,6

8,8

11,0

-16,4 -9,9 -3,4 3,0 9,5 16,0

Equilibrium point

Prelomna točka ‐14,9°C / 3,3 kW

Sezonski COP

3,7

Skupna energija 6565 kWh

HP‐ zmogljivost toplotne črpalke Proizvodnja toplotne energije upošteva tudi energijo, ki se porablja za odmrzovanje enote. Zmogljivost toplotne črpalke je odvisna od zunanje temperature in temperature vode na izstopu. Simulator računa zmogljivosti na najnižjo nočno temperaturo v zimskem obdobju, kot je opisano v meteoroloških podatkih, in na najvišjo izstopno temperaturo vode (privzete vrednosti 35°C za talno ogrevanje, 45°C za ventilatorske konvektorje in 50°C za nizko temperaturne radiatorje). Simulator ne more izračunati točne vrednosti za zmogljivosti pod temperaturo ‐15°C. BUH‐ zmogljivost podpornih električnih grelcev. Nazivne toplotne zmogljivosti električnega rezervnega grelca so 6 in 9 kW za podporo ogrevanju in 3 kW za podporo gretja sanitarne tople vode. Zmogljivosti sistema: Skupna zmogljivost sistema je vsota zmogljivosti toplotne črpalke in rezervnega grelca . Proste zmogljivosti: Je presežek toplotne zmogljivosti v primerjavi z zahtevano zmogljivostjo ogrevanja. Equilibrium‐ točka ravnotežja. To je najnižja zunanja temperatura, pri kateri ni potreben noben dodatni vir toplote. Toplotna črpalka lahko pokrije celotno ogrevanje do te zunanje temperature. Za zunanje temperature pod to ravnovesno točko, je potreben dodaten vir toplote za pokritje potreb po ogrevanju.


42

Periode ogrevanja‐ podatki za MARIBOR graf (4)

Temperature (°C )

Month-17,0

-10,4

-3,8

2,8

9,4

16,0

Jan Feb Mar A pr May Jun Jul A ug Sep O ct Nov Dec

lokacija država Slovenia

mesto Maribor

temperatura [min / max]

poletni dan 26,0 / 30,2°C

poletna noč 17,6 / 21,8°C

zimski dan 3,1 / 12,8°C

zimska noč ‐16,4 / 6,7°C


43

Stroški energije

graf (5)

Energy cost (EUR)

ERHQ 006A D Gas boiler Fuel boiler

0

132

264

396

528

660

154

492

657

tarifa elektrike VT 0,1143 EUR/kWh

NT 0,0708 EUR/kWh

tarifa elektrike TČ VT 0,1143 EUR/kWh

NT 0,0708 EUR/kWh

elektrika izkoristek direktnega grelca 100%

olje cena 0,924 EUR/l

izkoristek 90%

pogoji potrebna moč 3,4 kW

površina gretja 225 m2

ogrevanje do zunanje t 16,0°C


44

CO2 emisije

graf (6)

C O 2 emission (Ton/y ear)

ERHQ 006A D Gas boiler F uel boiler E lectric heating

0

1

1

2

2

3

0,6

1,4

2,0

2,3

lokacija država Slovenia

elektrika CO2 emisija 0,354 kg/kWh

plin CO2 emisija 0,202 kg/kWh

izkoristek 95%

olje CO2 emisija 0,2686 kg/kWh

izkoristek 90%

pogoji potreba po moči 3,4 kW

površina za gretje 225 m2

ogrevanje do t 16,0°C


45

potrebna energija po mesecih

graf (7)

Energy consumption (kWh)

Heat pump day Heat pump night Electric heater day Electric heater night

Month0

96

192

288

384

480


skupaj letno 1797 kWh

primarna energija

4493 kWh


površina za gretje 225 m2



46

Stroški ogrevanja po mesecih

graf (8)

Energy cost (EUR)

Month0

8

17

25

34

42


letno skupaj: 154 EUR

cena elektrike VT 0,1143 EUR/kWh

NT 0,0708 EUR/kWh

cena elektrike VT 0,1143 EUR/kWh

NT 0,0708 EUR/kWh


ogrevalna površina 225 m2



47

Vir gretja 100% toplotna črpalka

graf (9)

Thermal output (kWh)

Heat pump Electric heater

O ut temp. (°C )0

76

152

228

304

380

-17,0 -10,4 -3,8 2,8 9,4 16,0

območje delovanja toplotna črpalka ‐16,4 / 16,0°C

grelci‐ so kot rezerva ‐16,4 / ‐14,9°C

procentualno toplotna črpalka 100,0%

električni grelci 0,0%


površina ogrevanja 225 m2

ogrevamo do t 16,0°C


48

Emitiranje toplote po m2

graf (10)

Emitted heat (kWh/m2)

Month0

1

3

4

6

7


letno 25 kWh/m2

sezonski COP 3,7

skupna termalna energija

5626kWh


površina ogrevanja 225 m2

ogrevanje do temperature 16,0°C

Vir: KLIMA PETEK d.o.o. ALTHERMA SIMULATOR www.klimapetek.si



49

3.6. REKUPERATOR PREZRAČEVANJA Z VRAČANJEM TOPLOTE

Izbrana je prezračevalno rekuperacijska enota VAM z naslednjimi karakteristikami

Izbira rekuperacijske prezračevalne enote VAM500FJVE,

Pogoji zraka za rekuperatorjem

temperatura 20,0°C dovod 260m3/h

relativna vlažnost 50% odvod 260m3/h

pogoji zraka pred rekuperatorjem tlačni padec max 200,9Pa

temperatura 4,0°C tlačni padec max 200,9Pa

relativna vlažnost 30% faktor izkoristka 1,00

nadmorska višina 500m temperaturni izkoristek 80,7%

elektro grelec [po 1 VAM] entalpijski izkoristek 71,5%

skupen dovod zraka 260m3/h privarčevana energija 72,8%

skupen odvod zraka 260m3/h lantentna privarčevana energija 0,741kW

pogoji v prostoru senzibilna privarčevana energija 1,004kW

željena temperature dovoda 22,0°C skupna privarčevana energija 1,746kW

dodaten grelec ‐kW najnižja dovoljena zun.temp. ‐2,0°C

pomožni el. grelec 0,398kW

Doseganje statičnega tlaka

dovod 150Pa

odvod 150Pa


stanje zraka za VAM 500FJVE

zrak prostora zunanji zrak

t [suhi term.] 20,0°C t [suhi term.] 4,0°C

RH 50,0% RH 30,0%

g 7,7g/kg g 1,6g/kg

h 39,7kJ/kg h 8,0kJ/kg

zavrženi zrak dovod v prostor


RH 59,7% RH 31,0%

g 3,9g/kg g 5,4g/kg


VAM vstop VAM izstop


Rel.vl. 30,0% Rel.vl. 42,6%

g 1,6g/kg g 5,4g/kg


h‐x diagram

graf (11)

10

20

30

40

5060708090100 Relative humidity (%)

-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Dry bulb temperature (°C)

0

5

10

15

20

25

30

35

Absolute humidity (g/kg)

RA

EA

OA

SA

50


51

Tehnični podatki VAM500FJVE

mehanski podatki

dimenzije (HxWxD) 285x812x800mm premer priključka 200mm

teža 33,0kg

meje delovanja

minimalna temperatura ‐10,0°C

maksimalna temperatura 50,0°C

maksimalna relativna vlažnost 80,0%

električni podatki

dovod V1

frekvenca 50Hz

faze 1

voltaža 230V

odstopanja 220V ‐ 240V

minimum voltaža 198V

maksimum voltaža 264V

Min amp 1,4A

max amp 15,0A

Vir: VAM simulator prezračevanja www.daikin.at, www.klimapetek.si KLIMA PETEK d.o.o.

http://www.daikin.at/



52

3.7. DIMENZIONIRANJE PREZRAČEVALNE MREŽE PO POSAMIČNIH PROSTORIH

Rekuperacija zraka se bo izvedla lokalno, sama enota za rekuperacijo pa bo nameščena na podstrešju.

Teoretične osnove za preračun toplozračnega ogrevanja.

Potrebna dovedena toplota hišnim prostorom:

Enačba (20)

( )zrdpzrvvprezr ttcVtcmQ −⋅⋅⋅⇒Δ⋅⋅= ρ.

Pri čemer pomeni:

.prezrQ …moč toplozračnega ogrevanja [W]

vm …masni pretok zraka [kg/s]

vc …specifična toplota [J/kgK]

tΔ …razlika temperatur [ K]


53

Podatki za prezračevanje:

Tabela (16)

oznaka prostora površina temperatura višina volumen izmenjava izgube pretok KLETNA ETAŽA m2 °C m m3 n‐1 W/m2 m3/h1. letna kuhinja 7,6 20 2,35 17,86 0,4 15 7,1442. letna kopalnica 9,5 24 2,35 22,325 0,4 15 8,933. hodnik in st. 10,8 18 2,35 25,38 0,4 15 10,1524. kabinet 21,6 20 2,35 50,76 0,4 15 20,3045. arhiva 21,5 15 2,35 50,525 0,4 15 20,21skupaj: 71 166,85

PRITLIČJE1. jedilnica 24,8 20 2,35 58,28 0,4 15 23,3122. dnevni prostor 11 20 2,35 25,85 0,4 15 10,343. stopnišče z hod. 11,5 18 2,35 27,025 0,4 15 10,814. kopalnica 10,8 24 2,35 25,38 0,4 15 10,1525. predsoba 10,8 18 2,35 25,38 0,4 15 10,1526. kuhinja 24,8 20 2,35 58,28 0,4 15 23,312skupaj: 93,7 220,195

MANSARDA1. otroška 1 15,8 20 2,35 37,13 0,4 15 14,8522. otroška 2 15,8 20 2,35 37,13 0,4 15 14,8523. otroška 3 15,8 20 2,35 37,13 0,4 15 14,8524. kopalnica 11,4 24 2,35 26,79 0,4 15 10,7165. stopnišče in h. 9,8 18 2,35 23,03 0,4 15 9,2126. spalnica 24,8 20 2,35 58,28 0,4 15 23,312skupaj: 93,4 219,49

skupaj: 258,1 0 606,535 0 242,614


54

3.8 SHEMATSKI PREREZ PREZRAČEVANJA PASIVNE HIŠE

shema (4)

349

grelec/hladilec

grelec/hladilecSVEŽI DOVODNI ZRAK -13°CODPADNI ZAVRŽENI ZRAK

SVEŽI DOVODNI ZRAK 24°C ODVODNI ODPADNI ZRAK 20°C

REKUPERATOR

Sveži zrak dovajamo na južni strani hiše in odvajamo na severni strani.


55

3.9 SHEMA OGREVANJA IN HLAJENJA PASIVNE HIŠE

shema (5)

TOPLOTNA ÈRPALKA

V=1000 L

M

M

M

M

hranilnik toplote

KONVEKTOR- varovanje max t 90°C- bojler 1 = 90°C- bojler 2 = 90°Ct solar =120 °Cpregreto vodo hladimo s konvektorjem P=5 kW

M

6

206

TPTP

615

M

M

M

15


56

Opis delovanja:

TOPLOTNA ČRPALKA ZRAK/VODA

S toplotno črpalko zrak/voda segrevamo zrak na 24°C, ki ga vpihujemo v prostor, režim ogrevane vode znaša 35/30°C. S toplotno črpalko prioritetno ogrevamo sanitarno toplo vodo do 45°C,razliko do želene temperature v grelniku sanitarne tople vode pa dogrejemo s 3 kW el. grelcem. Maksimalna temperatura v grelniku sanitarne tople vode je lahko 80°C. V času visokih poletnih temperatur pa lahko hladimo vpihan zrak v prostor. Režim hlajene vode v času hlajenja znaša 7/12°C. Maksimalna temperatura predtoka vode, ki jo doseže toplotna črpalka znaša 55°C.

SOLARNI SISTEM

Solarni sistem ima prednost pred toplotno črpalko in sicer, kadar je le na voljo dovolj energije iz sonca. Najprej segreje sanitarno toplo vodo, nato shranjuje energijo v hranilnik toplote preko katerega se vrši toplozračno ogrevanje. Ker je sistem dimenzioniran za podporo ogrevanju, imamo varovanje pregrevanja sistema rešeno z ventilatorskim konvektorjem moči 5 kW, le ta se vklopi v primeru, ko sta oba zalogovnika segreta na 80°C in je temperatura na solarnem kolektorju večja od 120°C.

PRERZRAČEVANJE Z VRAČANJEM TOPLOTE

Sistem deluje po principu prisilne izmenjave minimalne količine zraka (tipala CO2 po prostorih), tako se prezračuje samo količina, ki je dejansko potrebna. Regulacija po prostorih, je izvedena z loputami za regulacijo količine zraka, v vsak prostor. Zrak , ki odvajamo iz prostora ima temperaturo 20°C in potuje skozi rekuperacijo, kjer odda toploto že predgretemu zraku iz okolice, ki se je predgrel iz ‐13°C na 3 °C. Nato ga rekuperacija segreje na 17,6 °C. Za dokončno uporabo ga je potrebno segreti na 24°C, to pa je vpihana temperatura zraka. Glikolni prenosnik za predgrevanje zraka izkorišča energijo zemlje na globini 1,5 m. Temperatura zemlje pade na najmanjšo vrednost pozimi 0°C, v jeseni pa je na najvišji (posledica dovajanja odpadne energije poleti) 10°C.

KONVEKTORSKO DOGREVANJE ALI POHLAJEVANJE

Ventilatorski konvektor služi za dodatno ogrevanje dnevnega prostora, kjer so izgube največje in nam v najhladnejših dneh služi za visok komfort, da nam temperatura v prostoru ne pade pod 20°C. V poletnih dneh pa nam služi za pohlajevanje prostora, saj je v dnevnem prostoru največ oken in je možnost pregrevanja največja. Sicer v osnovi prostor pohlajujemo poleti pasivno s hladom zemlje, katerega temperatura pa ni dovolj nizka da bi razvlažila zrak, zato je potrebna temperatura predtoka 7°C.


57

3.10 TLORISI PREZRAČEVANJA Z KANALSKIM GRELNIKOM

Tloris kotlovnice in K, P, N

Tehnični opis sistema.

Tloris klimatizacije kleti VKLJUČNO s tehničnim prostorom in strojnico

Slika (17)


58

Tloris klimatizacije pritličja:

Slika (18)


59

Tloris klimatizacije mansarde:

Slika (19)


60

Tloris podstrešja‐ enota za vračanje energije

Slika (20)


61

Tloris strešnih kolektorjev:

Slika (21)


62

3.11 REKAPITULACIJA PASIVNO OGREVANE HIŠE V PRIMERJAVI S KLASIČNO HIŠO

PASIVNA OZ. NIZKOENERGIJSKA HIŠA

• 3 slojna okna s skupno U vrednostjo 0,7 W/m2K 7.000 EUR

• izolacija‐ streha, tla, stene (375 mm streha, 250 mm stene, 250 mm tla) 10.000 EUR

• ogrevanje s tč zrak‐ voda z 300 L zalogovnikom sanitarne tople vode s solarnim modulom 7.000 EUR

• hranilnik toplote V=1000 L z izolacijo d=100 mm 1.500 EUR

• prezračevalni sistem z rekuperacijo odpodne toplote 7.000 EUR

• glikolni predgrelec za pregrevanje zraka z energijo zemlje‐ zemeljski kolektor 1.000 EUR

• ventilatorski konvektor v dnevnem prostoru za dogrevanje in hlajenje 500 EUR

• napredna regulacija ogrevalnega, hladilnega, solarnega, glikolskega in prezračevalnega sistema 1.000 EUR

• zahtevnejše projektiranje 1.000 EUR Opomba: upoštevat nepovratna sredstva EKO SKLADA (sofinancira se pasivna gradnja) SKUPNA INVESTICIJA V PASIVNO HIŠO: 36.000 EUR Trenutne subvencije: na izvedbo, kot je opisana v diplomski nalogi znaša: 15.000 EUR DEJANSKA INVESTICIJA V PASIVNO HIŠO : 36.000‐15.000=21.000 EUR KLASIČNO GRAJENA HIŠA

• navadna okna U=2,1 W/m2K [ 2.100 EUR]

• navadna izolacija (tla 50 mm, stena 80 mm, strop 100 mm, toplotni mostovi neizolirani) 4.000 EUR

• radiatorsko ogrevanje s termostatskimi ventili‐ vir oljni kotel EL olje 4.000 EUR

• zalogovnik STV V=150 L 100 EUR

• povezava kotlovnice 1000 EUR

SKUPAJ: 11.200 EUR RAZLIKA V INVESTICIJI : 21.000‐11.200 =9.800 EUR LETNO PRIVARČUJEMO: 1990‐156 EUR=1834 EUR DOBA VRAČANJA: x=9800/1834= 5,34 let


LASIČNO OGREVANO HIŠO 4. PRIMERJAVE MED PASIVNO HIŠO IN K4.1 PRIMERJAVA PO PORABI ENERGIJE Želim predstaviti primerjavo med skupno porabo v klasični hiši in skupno porabo v pasivni hiši. Nadalje se bo primerjala pasivna hiša s solarnimi kolektorji in brez njih, ter pasivna hiša, če bi uporabljala olje ali TČ zrak voda.

4.1.1 OGREVANJE KLASIČNE HIŠE

Preračun porabe energije na letni ravni za klasično ogrevano hišo. V izračunu se upošteva energija potrebna za ogrevanje. Kurivo EKSTRA LAHKO KURILNO OLJE Kurilna vrednost: 41 900 kJ/kg, povprečni izkoristek kotla pa znaša 85%.

Tabela (17)

PORABA OLJA‐ KLASIČNA HIŠAP=13,75 kW

Q (kW) t zun(°C) št. dni v letu L13,75 ‐13 2 76

13,29166667 ‐12 2 7312,83333333 ‐11 1 35

12,375 ‐10 5 17111,91666667 ‐9 2 6611,45833333 ‐8 4 127

11 ‐7 3 9110,54166667 ‐6 5 14510,08333333 ‐5 7 195

9,625 ‐4 3 809,166666667 ‐3 2 518,708333333 ‐2 2 48

8,25 ‐1 10 2287,791666667 0 6 1297,333333333 1 13 263

6,875 2 8 1526,416666667 3 16 2835,958333333 4 7 115

5,5 5 9 1375,041666667 6 10 1394,583333333 7 3 38

4,125 8 2 233,666666667 9 14 1423,208333333 10 10 89

2,75 11 3 232,291666667 12 5 321,833333333 13 4 20

1,375 14 10 380,916666667 15 1 30,458333333 16 2 3

L/leto 3012EUR/leto 1626

Poraba olja na letni ravni za ogrevanje klasične hiše znaša 3012 L.

63


64

OGREVANJE SANITARNE TOPLE VODE S KOTLOM NA EKSTRA LAHKO KURILNO OLJE

Poraba ekstra lahkega olja potrebnega za segrevanje sanitarne tople vode. Predvidena poraba sanitarne tople vode je 300L na dan. Temperatura sanitarne tople vode: 45°C Temperatura na vstopu: 10°C Temperatura na porabniku: 45°C Enačba (21)

dTcmQ p ⋅Δ⋅⋅= …teoretično letna potrebna energija, da segrejemo sanitarno toplo vodo

m …masa [kg] porabljena na dan

pc … specifična toplota [kJ/kgK]

TΔ …razlika vstopne in izstopne temperature [K]

d …št. dni v letu, ko se sanitarna topla voda segrava [365 dni]

kJQQ

16096500365352,4300

=⋅⋅⋅=

Letno torej potrebujemo:

Enačba (22)

360024365. ⋅⋅=

QP teorcons

teorconsP . …teoretična potrebna konstantna moč [kW]

kWP teorcons 5104,0360024365

16096500. =

⋅⋅=

Letna teoretična potrebna toplotna energija izražena v kWh toplote:

Enačba (23)

shdPE teorconstoploteteor ⋅⋅⋅= ..

d …št. dni v letu

h …št. ur v enem dnevu


65

hdPE teorconstoploteteor ⋅⋅= ..

kWhE

E

toploteteor

toploteteor

4471

243655104,0

.

.

=

⋅⋅=

kWhE

E

toploteteor

toploteteor

4471

243655104,0

.

.

=

⋅⋅=

Dejanska poraba:

Enačba (24)

η1

.. ⋅= toploteteortoplotedej EE

η …letni izkoristek kotla za ogrevanje sanitarne tople vode [ 65%]

kWhE toplotedej 687865,014471. =⋅=

Poraba olja za ogrevanje sanitarne tople vode znaša:

Enačba (25)

i

toplotedej

HE

V .=

V …poraba olja [kg]

iH …kurilna vrednost [kWh/kg]

kgV 8,58966,11

6878==

Izraženo v litrih:

Ldmkg

kgV 674/875,0

18,589 3 ==

Poraba olja 674 L na eno sezono za ogrevanje stv z oljem. SKUPNA PORABA OLJA: 3012+674= 3686L Cena ogrevanja z oljem letno: 3686*0,54 EUR/L= 1990 EUR z DDV.


Pasivno ogrevana hiša porabi letno za toplozračno ogrevanje skupaj: E

načba (26)

kWhmmkWhQ skupnogpas 562522525 2

2. =⋅=

Skupna poraba električne energije za toplotno črpalko:

Enačba (27)

sistsezonski

skupnogpasskupnoel COP

QQ η⋅= .

.

skupnoelQ . …poraba električne energije za ogrevanje [kWh]

skupnogpasQ . …poraba toplotne energije skupno[kWh]

sezonskiCOP …sezonsko grelno število‐ razmerje med vloženo in dobljeno energijo

sistη …izkoristek sistema[0,9]

kWhQ skupnoel 1797846,07,3

5625. =

⋅=

Od tega je potrebna energija za pokritje prezračevalnih izgub:

kWhmmkWhQ skupnoprezr 10582257,4 2

2. =⋅=

Poraba električne energije za toplotno črpalko za pokritje prezračevalnih izgub:

kWhQ prezračel 338846,07,3

1058.. =

⋅=

Od tega je potrebna energija za pokritje transmisijskih izgub:

kWhmmkWhQ skupnotrans 45672253,20 2

2. =⋅=

Poraba električne energije za toplotno črpalko za pokritje transmisijskih izgub:

kWhQ transmisijel 1459846,07,3

4567.. =

⋅=

66


67

Za ogrevanje sanitarne tople vode se porabi naslednja količina energije:

Že predhodno izračunano.

kWhE

E

toploteteor

toploteteor

4471

243655104,0

.

.

=

⋅⋅=

Poraba električne energije za toplotno črpalko za pokritje potreb po sanitarni topli vodi:

kWhQ sanitarnael 1428846,07,3. =

⋅=

SKUPNA PORABA ELEKTRIČNE ENERGIJE ZA OGREVANJE IN PREZRAČEVANJE BREZ SOLARNEGA SISTEMA

4471

3225kWhkWhQ gretjesanel 17971428. =+=+

DOBITKI SOLARNEGA SISTEMA:

kWh

Pokritje potreb po sanitarni topli vodi:

potreb po ogrevanju sanitarne tople vode letno %85=solarnostvQ

kWhQsolarnostv 380085,04471 =⋅= …pokrito s solarnim sistemom

Razliko še vedno segrevamo s toplotno črpalko:

kWhE stvogrdej 67138004471.. =−=

kWhQ dejanskasanitarnael 214846,07,3

671. =

⋅=

Pokritje potreb po ogrevanju:

%25=evanjesolarnoogrQ potreb po ogrevanju hiše letno

kWhQ evanjesolarnoogr 140625,05625 =⋅=

Razliko še vedno segrevamo s toplotno črpalko:

kWhQ dejanskoskupnogpas 421914065625. =−=

kWhQ dejanskoskupnogretjael 1347846,07,3. =

⋅=

4219

EVANJE IN STV: 1562 kWhSKUPNA LETNA PORABA ELEKTRIČNE ENERGIJE ZA OGR Torej znaša letni strošek: 1562*0,1 EUR/kWh=156 EUR!


68

GRAFIČNI PRIKAZ PRIMERJAVE PORABE ENERGIJE MED KLASIČNO HIŠO IN PASIVNO HIŠO. Primerjava porabe energije po mesecih za:

Ogrevanje klasične hiše na ekstra lahko kurilno olje Skupne toplotne izgube za ogrevanje

transmisijske izgube

ventilacijske izgube

energija za ogrevanje stv

Ogrevanje pasivne hiše s toplotno črpalko Skupne toplotne izgube za ogrevanje

Transmisijske izgube

Ventilacijske izgube z rekuperacijo

Energija za ogrevanje stv

Dobitki solarnega sistema Pokritje potreb za ogrevanje

Pokritje potreb za ogrevanje sanitarne tople vode

Vse opisano je prikazano tudi grafično.


69

graf (12)

graf (13)


70

graf (14)


4.2 EKOLOŠKA PRIMERJAVA Izračun zmanjšanja izpusta CO2 pri pasivni hiši v primerjavi s klasično ogrevano hišo. Tabela (18)

Pasivna hiša, v primerjavi s klasično hišo, izpusti v okolje za 4795 kg manj CO2. V okolje ga izpusti samo 795 kg . Dodana vrednost hiše, ob dejstvu, da ekološko za 90 manj obremenjuje okolje, je neprimerno večja od klasičnih hiš. %

71


72

4.3 VIDIKI UDOBNOSTI IN OZAVEŠČENOSTI UPORABNIKA Nizkoenergijska, oz. pasivna hiša, je iz vidika udobnosti in ozaveščenosti uporabnika v absolutni prednosti pred klasično grajenim in klasično opremljenim objektom. Graditi pasivno hišo, ne pomeni samo dodatna izolacija, ampak pomeni tudi razmišljati ekološko, živeti v skladu z naravo in sprejeti pasivno hišo kot del načina življenja. Kadar gre nekdo v gradnjo pasivne hiše, vsak vidi velik vložek, le malokdo pa vidi nizke stroške in nadstandardno udobje, ki ga takšna hiša nudi. Naj naštejem nekaj večjih prednosti oziroma udobje, ki jo nudi nizko energetska, oziroma, pasivna hiša.

‐ kvaliteta zraka v pasivni zaradi prezračevanja ‐ občutek topline pri nižjih temperaturah, saj stene niso podhlajene kot v

klasičnih hišah ‐ ne pojavlja se zidna plesen in ni vonja po zatohlem prostoru, saj je

preprečena morebitna površinska kondenzacija zaradi izredno dobre toplote izolacije in kvalitetnega prezračevanja z vračanjem

‐ osvetljenost dnevnih prostorov z naravno svetlobo ‐ odvisnost od fosilnih goriv) izkoriščanje obnovljivih virov energije (ne‐ zmanjšanje količine izpustnih plinov CO2 ‐ skrb za širše okolje (pojavljajo se nova delovna mesta)

‐ pripadnost določeni interesni skupini in druženje s podobno razmišljujočimi, ter prenašanje znanja iz lastnih izkušenj

‐ modernega ali klasičnega stila možnost gradnje

‐ ožitje z naravo s


73

ZAKLJUČEK

NEKOČ: je bilo ogrevanje privilegij oz. stvar trenutnega sončnega sevanja‐ izpostavljanje soncu

DANES: se ukvarjamo z optimizacijo regulacije, izboljšanjem izkoristkov, izumljamo nove izdelke

JUTRI: bodo ljudje kupovali in gradili hiše, ki uporabljajo energijo iz okolju prijaznih virov in so grajeni iz ekoloških materialov.

Ekologija in varčevanje z energijo bo postala velika vrednota.

Slika (22)

Slika (23)


74

SEZNAM UPORABLJENIH VIROV

[1] Bojan KRAUT. Krautov strojniški priročnik, 14. slovenska izdaja / izdajo pripravila Jože

Puhar, Jože Stropnik. Ljubljana : Littera picta, 2003.

[2] Dr. Wolfgang FEIST. Passivhaus Projektirungs Paket PHPP 1998‐2007

[3] Zakon o graditvi objektov. Uradni list RS, 1998, št. 21

[4] Pravilnik o učinkoviti rabi energije PURES: Uradni list št. 93 / 30. 9. 2008

[5] Boris LABUDOVIĆ. Priročnik za ogrevanje ENERGETIKA MARKETING 2006

[6] Recknagel Schramek. Grijanje i prezračevanje…

[7] Horst Herr. Nauk o toploti, Tehniška založba slovenije, 1997

[8] Keith Johnson. FIZIKA‐ enostavna razlaga fizikalnih pojmov

[9] Boris LABUDOVIĆ. Obnovljivi izvori energije ENERGETIKA MARKETING 2006

[10] Dr. Branislav TODOROVIČ. Zborinik radova za deveti seminar o grejanju, hladjenju i

klimatizaciji

[11] Dr. Peter NOVAK. Obnovljivi viri energije

[12] Zapiski predavanj: SMOTRNA RABA ENERGIJE‐ FS

[13] Seminar: pravilna zasnova pasivne hiše GRADBENI INŠTITUT SLOVENIJE

[14] Seminar: solarno ogrevanje hiš in sanitarne tople vode AGENCIJA ZA PRESTRUKTURIRANJE

ENERGETIKE

[15] Seminar: energija zemlje in podzemnih voda GEOSODNA d.o.o. in MOP

[16] PRIRUČNIK ZA VENTILACIJU I KLIMATIZACIJU.


75

ŽIVLJENJEPIS

IZOBRAZBA

Srednja kovinarska, strojna in metalurška šola Maribor

IZOBRAŽEVALNA ENOTA 2

Poklic STROJNI TEHNIK

Zaključek 1999

Študij:

Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo

Smer: Energetsko in procesno strojništvo

DELO

1993 – 1995 – serviser CERTUS d.d.

• servisiranje potniških avtobusov v okviru prakse za poklic avtomehanika skupno 13 mesecev

1995 – 1999 – občasna dela preko študentskega servisa Maribor

• delo na bencinskem servisih OMV

• delo na čistilnem servisu ISS

• pospeševanje plačil Mladinska Knjiga

2000 – sestavljanje konstrukcij GOPLA d.o.o.

• delo v proizvodnji‐varjenje

2001 – 2002 – informator‐varnostnik PROTECT d.d.

• Informiranje strank hotela, varovanje hotela TERME MARIBOR

• Informator‐ Komunalna direkcija mesta Maribora


76

2002 – 2003 – promocije klimatskih naprav HORIZONT d.o.o.

• Promoviranje split sistemov za individualne hiše, pridobivanje

potencialnih kupcev

2003 – 2004 – montaža na terenu ROMER s.p.

• Montaža membran v rezervoarjih za gorivo SPLIT HRVAŠKA

2004 – 2006 – projektiranje strojnih instalacij Gorazd Dobaj s.p.

• Risanje v A CAD‐u

• Izračun transmisijskih izgub

2006 – 2009 – KLIMA PETEK d.o.o.

• Tehnični svetovalec vetovalec za obnovljive vire energije

ZNANJA IN IZKUŠNJE

Računalništvo:

Okolje Windows,

• MS Office‐ Word, Excel

• Internet, elektronska pošta

• A‐CAD

• WIN‐ETU izračun toplotnih izgub

• SOLID WORKS 3D modeliranje osnovni

Pridobljena znanja na področju

Informiranje Pospeševanje prodaje Promoviranje izdelkov Projektiranje strojnih instalacij Montaže na terenu Sestavljanje jeklenih konstrukcij Tehniško risanje Dimenzioniranje elementov ogrevanje,hlajenje in prezračevanje Sestavljanja dopisov Komuniciranje z strankami

Tuji jeziki:

Nemški – pasivno

Angleški ‐ aktivno

Srbohrvaško ‐ pogovorno in pisno razumevanje

Vozniški izpit:

B kategorije


77

OSEBNI PODATKI

Rojen 15. marec 1977 v Mariboru, Slovenija, moški, slovenski državljan

Osebne lastnosti:

Inovativen,zanesljiv, prilagodljiv, lojalen, kreativen, pozitivno razmišljajoč, timski

Interesne dejavnosti:

Šport (nogomet, tek v naravi, odbojka, kolo, plavanje)

Prostovoljstvo (društvo študentskih družin)

Odkrivanje (narave,novih stvari, ljudi, znanstvenih dosežkov in strokovne literature, učenje)

Inovativnost‐narediti stvari drugače, najti nove načine reševanja problemov, sem inovativen

Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo · klimatizacije. Prostor klimatizirat pomeni, da v prostoru vzdržujemo primerno temperaturo, vlažnost, izmenjavo zraka

Documents