MOGUĆNOSTI ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENOJ … · – plinske peći mogu se izvesti kao fasadne →montaža na vanjski zid i izvod dimnih plinova kroz taj zid →izvod izvesti

Banja Luka, 12. 07. 2005.

MOGUMOGUĆĆNOSTI ENERGETSKE EFIKASNOSTI U NOSTI ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENOJ IZGRADNJI I JAVNOM SEKTORUSTAMBENOJ IZGRADNJI I JAVNOM SEKTORU

ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POŽAR Mr.sc. Hrvoje PETRIĆ, MBA

MJERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U MJERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENIM STAMBENIM ZGRADAMAZGRADAMA

Efikasno koriEfikasno korišštenje energije u sistemima grijanja i hlađenjatenje energije u sistemima grijanja i hlađenja

Mjere energetske efikasnosti u stambenim zgradama:Efikasno korištenje energije u sistemima grijanja i hlađenja

22

SustaviSustavi za grijanjeza grijanje

Proizvodnja toplinske Proizvodnja toplinske energijeenergije

Razvod, ogrjevna tijela,Razvod, ogrjevna tijela,regulacijaregulacija

Priprema potroPriprema potroššnenetople vodetople vode

Ventilacija i hlađenjeVentilacija i hlađenje


33

Grijanje predstavlja najveGrijanje predstavlja najvećću energetsku u energetsku potropotroššnju nju stambenih stambenih zgradazgrada

o Energetske potrebe zgrada:– energija za rasvjetu i električne uređaje– toplinska energija za grijanje– potrošna topla (sanitarna) voda (PTV)– rashladna energija za hlađenje– sekundarne upotrebe energije (kuhinja...)

o Grijanje → najznačajniji dio potrošnje energijeo PTV → 15 do 25% ukupne toplinske potrošnjeo Hlađenje → ovisi o objektu i klimatskim prilikama → s

vremenom (podizanjem standarda) kontinuirani porast u ukupnim energetskim potrebama

o Potrošnja energetskih procesa grijanja → klimatski uvjeti (trajanje sezone grijanja) i standard (zahtijevana temperatura prostora)

o Ostale potrebe za toplinskom energijom → približno konstantne (kontinuirano korištenje tokom godine)

Potrošnja energije u kućanstvima

57%25%

7%

11%

Grijanje PTVRasvjeta + uređaji Kuhanje

Izvor: European Network of Energy Agencies -EnR, ATLAS Project: Buildings, 2003.


44

Sustavi grijanja i hlađenja prostoraSustavi grijanja i hlađenja prostora

o Grijanje

– Lokalno (sobno) grijanje

– Centralno grijanje

o Ventilacija i hlađenje

– prirodno provjetravanje

– lokalni sustavi hlađenja

– centralni sustavi ventilacije i klimatizacije


55

Projektiranjem je nuProjektiranjem je nužžno predvidjeti no predvidjeti optimalni sustav grijanja (hloptimalni sustav grijanja (hlađenjaađenja))

o Izbor odgovarajućeg sustava – potrebe lokacije i tehničke mogućnosti– želje i financijske mogućnosti investitora

o Prilikom projektiranja važno je ne predimenzionirati sustav (viši instalirani kapacitet no potrebe zgrade)

– najčešći razlozi za ugradnju viših kapaciteta: praksa: “sigurnost” - pokrivanje ekstremnih potreba izbjegavanje potencijalnog nezadovoljstva korisnikakompenzacija slabe toplinske izolacije zgrade ili ventilacijskih gubitaka

– kotlovi i drugi uređaji su najefikasniji nakon određenog vremena pogona → predimenzionirani uređaji mogu dostići toplinske zahtjeve u relativno kratkom vremenu → rijetko ili nikada ne dostignu najvišu (deklariranu) efikasnost

– viša investicija i veći troškovi pogona (energije)

regulacijerazvodakotlaSustava ηηηη ⋅⋅=

o Energetsko-ekonomski optimalni odabir →faktor djelovanja sustava 70÷85%


66

Sustavi za centralno grijanjeSustavi za centralno grijanje

o Podijela ovisno o mediju - nosaču topline:– toplovodni → najzastupljeniji sustav– vrelovodni– s vrućim zrakom – s parom ili s vrelim uljem → vrlo rijetko korišteni

o Osnovni elementi sustava– mjesto proizvodnje topline– razvod - mreža cjevovoda ili kanala za razvod medija– predaja topline - grijaća tijela ili grijaće površine u prostoru

kod sustava s vrućim zrakom se zagrijani zrak direktno ubacuje u grijani prostor → najčešće treba izvesti i odvod istrošenog zraka


77

Proizvodnja toplinske energije kotlovima Proizvodnja toplinske energije kotlovima

o Ukoliko je na lokaciji dostupan prirodni plin, ulje za loženje ili ukapljeni naftni plin → toplovodni kotao

o Kotao u sustavu za grijanje treba imati što veći koeficijent korisnog djelovanja

o Osnovna podjela kotlova prema radnim karakteristikama– konvencionalni kotlovi s kombiniranim gorivom → tehnološki

zastarjeli, nizak stupanj djelovanja– konvencionalni kotlovi s korištenjem jednog goriva– niskotemperaturni kotlovi– kondenzacijski kotlovi– kotlovi za korištenje biomase

Loživo ulje, plin86÷90%

Kruto gorivo80÷90%Konvencionalni (jedno gorivo)

Loživo ulje, plin100÷108%Kondenzacijski

Loživo ulje, plin90÷95%Niskotemperaturni

Kruto g. / lož.ulje70÷75%Konvencionalni (kombinirani)

Kruta goriva65-72%Konvencionalni (starije izvedbe)

EnergentEnergentηηkotlakotlaVrsta kotlaVrsta kotla


88

Efikasnost pretvorbe goriva Efikasnost pretvorbe goriva konvencionalnog i kondenzacijskog kotlakonvencionalnog i kondenzacijskog kotla

Gubitak latentne topline(10%)

Gubitak osjetne topline(4%)

Ulaznaenergijagoriva(100%)

Korisna toplina(82%)Osjetna toplina

(90%)

Latentna toplina(10%)

Kotao

Dimnjak

Gubitak zračenjem

(4%)

Gubitak latentne topline(1%)

Gubitak osjetne topline(2%)

Ulaznaenergijagoriva(100%)

Korisna toplina(96%)Osjetna toplina

(90%)

Latentna toplina(10%)

Kotao Kondenzat

Dimnjak

Gubitak zračenjem

(1%)


99

o Prednosti pretvorbe energije u kogeneracijskim postrojenjima → sve češća upotreba u sustavima grijanja, ventilacije i klimatizacije

o Specifični slučajevi:– područno grijanje (javne toplane)

– mikro-kogeneracije

o Danas postoji niz poznatih proizvođača koji na tržištu nude kogeneracijskapostrojenja u paketnojizvedbi primjerenoj sustavima u zgradama

Podjela prema pogonskom agregatu:o s parnom turbinomo s plinskom turbinomo s kombiniranim ciklusomo s motorom s unutarnjim izgaranjemo s gorivim ćelijamao ostalo: Stirling motor, parni motor…

POGONSKIAGREGAT GENERATOR

ENERGETSKIGUBICI

100 kW

12 kW 3 kW

ELECTRIČNAENERGIJA

TOPLINSKAENERGIJA

35 kW 32 kW

53 kW

ENERGETSKIGUBICI

Decentralizacija energetskog trDecentralizacija energetskog tržžiiššta: ta: kogeneracijamakogeneracijama se mogu zamijeniti kotlovise mogu zamijeniti kotlovi


1010

Opskrba toplinskom energijom putem Opskrba toplinskom energijom putem sustava podrusustava područčnog grijanja (toplinarstvo)nog grijanja (toplinarstvo)

o Ukoliko na lokaciji postoji centralizirani toplinski sustav područnog grijanja (toplana) → s energetskog i ekološkog stanovišta najpovoljniji izvor grijanja

– ovisi o načinu proizvodnje toplinske energije te o karakteristikama i gubicima u sustavu distribucije i predaje toplinske energije

– posebno povoljno ako se radi o kogeneracijskim toplanamao Ključno je postojanje direktnog mjerenja stvarne potrošnje toplinske

energije i mogućnost regulacije potrošnje– u suprotnom cijena grijanja može biti viša no u slučaju vlastite proizvodnje

toplinske energijeo Prednosti

– niski troškovi pogona i održavanja za korisnika– značajno manji potreban prostor za postrojenje za jednaku toplinsku snagu– izbjegava se izgradnja dimnjaka– jednostavnije su protupožarne mjere i zahtjevi– nema lokalnog zagađenja i emisija te nema stvaranja buke

o Mane– niža neovisnost sustava grijanja → noćni pogon i prelazna razdoblja


1111

Opskrba električnom energijom

Opskrba toplinskom energijom

Sustav podruSustav područčnog grijanja s nog grijanja s kogeneracijomkogeneracijommomožže ostvariti znae ostvariti značčajne uajne ušštede energijetede energije


1212

Toplinska pumpa (dizalica topline) Toplinska pumpa (dizalica topline)

o Uređaj koji putem zatvorenog ciklusa kompresije i termoekspanzije radnog medija vrši oduzimanje topline nekom toplinskom spremniku (okolini ili nekom drugom mediju), koju taj radni medij može prenositi dalje kao korisnu toplinu

o Toplinski spremnik konstantne temperature, više od temp. okoline (npr. morska voda, toplina tla i sl.) →dobra efikasnost procesa → energetski najpovoljnije rješenje u slučaju korištenja električne energije za grijanje

o Dostupna toplinska energija nižih parametara (oko 55°C) → ventilokonvektori, klima komore, podno grijanje i sl.

o Ovaj toplinski proces može biti i reverzibilan → isti uređaj služi kao rashladnik vode


1313

Razvod medija za grijanjeRazvod medija za grijanje

o sustavi s vodom → cjevovodi za razvod– što kraći kako bi se smanjili gubici topline– toplinska izolacija cijevi kroz sve prostore

koji se ne griju– jednocijevni i dvocjevni sustavi

jednocjevni: jednostavnije mjerenje, nemoguća pojedinačna regulacijadvocjevni: više cijevi → veći tlačni i toplinski gubici, međusobno neovisni

– kod stambenih zgrada → zasebni razvod po etažama i podjela po zonama

– ηrazvoda = 95÷98%o sustavi sa zrakom → odgovarajući kanali i

tijela za istrujavanje zraka– potrebno posebno voditi računa o kvaliteti

zraka koji prolazi kroz sustav i mogućoj kontaminaciji mikroorganizmima


1414

Predaja topline: grijaPredaja topline: grijaćća tijela i/ili povra tijela i/ili površšineine

o Radijatori → predaja topline zračenjem i prirodnom konvekcijom

– visokotemperaturni sistemi (60÷90°C) → najčešće u primjeni u stambenim zgradama

– člankasti, pločasti, cjevasti, valoviti i dr.– u boravišnim prostorijama → često su obloženi kako bi

se spriječio direktan kontakt → smanjena učinkovitost za 10÷15%!

o Konvektori (najčešće ventilokonvektori)– lamelni izmjenjivači topline s ventilatorom za

nastrujavanje zraka na koji se prenosi toplina– niskotemperaturni sistemi (45÷55°C)

o Grijače površine (paneli) → predaja topline zračenjem– niskotemperaturni sistemi (45÷60°C)– ugrađuju se u stropove, stjenke i najčešće u podove

(podno grijanje)– mogu biti izvedeni kao paneli za niskotemperaturno

grijanje zračenjem → pogodno za hale i visoke prostore.


1515

Uređaji za lokalno Uređaji za lokalno (sobno) grijanje (sobno) grijanje s koris korišštenjem fosilnih gorivatenjem fosilnih goriva i biomasei biomase

o Ložišta na kruto, tekuće ili plinovito gorivo– kamini s otvorenim ili zatvorenim ložištem

malo iskorištenje goriva: ηk = 30÷50%

– trajnožareće peći na kruta goriva izvedene od keramike ili metalaveće iskorištenje goriva: ηk = 60÷75%

– uljne peći s ložištima uz rasplinjavanje i plinske pećiηk = 70÷82%

– potrebno voditi računa o privodu svježeg zraka u ložište te o priključku na odgovarajući dimnjak

– plinske peći mogu se izvesti kao fasadne → montaža na vanjski zid i izvod dimnih plinova kroz taj zid → izvod izvesti kao koaksijalan tako da se kroz odvojeni kanal uvodi svježi vanjski zrak uz predgrijavanje


1616

o Električne grijalice– uređaji za zračenje i/ili konvekciju topline (sa i bez ventilatora)– električni termoakumulacioni uređaji , ekonomski pogodni u

periodima niže tarife → ugrađen ventilator kojim se upravlja preko termostata → prilagođuje se opterećenju

teške termoakumulacijske kaljeve peći su rijedak slučaj u novijim zgradama.

– korištenje samostojećih električnih grijalica je jedan od energetsko-ekonomski najneisplativijih načina grijanja prostora i preporuka je da ih se koristi u što manjoj mjeri

o Podno grijanje → grijači ugrađeni u pod ispod podnih obloga ili parketa (noseća konstrukcija služi kao spremnik topline)

o Toplinske pumpe u izvedbi suvremenih split-sustava– visoka efikasnost pretvorbe električne energije: COPgrijanje = 3,8÷4,2

Uređaji za lokalno Uređaji za lokalno (sobno ) grijanje (sobno ) grijanje s koris korišštenjem elektritenjem električčne energijene energije


1717

Podno grijanje omoguPodno grijanje omoguććuje viuje višši osjei osjeććaj aj ugode uz manju potrougode uz manju potroššnju energijenju energije

o Raspodjela temperature u prostoru najbliža idealnom temperaturnom profilu → niža temperatura grijanja 1÷2°C → smanjenje potrošnje energije 6÷12%

o Grijanje toplinski dobro izoliranih zgradao Mana: visoka toplinska inercija → ne mogu se

postići trenutne promjene temperature →kontinuirano grijanje prostora

o Vrsta podne obloge utječe na potrebnu temperaturu medija

o Zbog niske temperature medija moguće korištenje niskotemperaturnih uređaja, toplinskih pumpi i sunčeve energije

o Preporučljivo kombinirati s prostorima s velikim staklenim stijenama i radijatorskim grijanjem

o U izvedbi s radijatorskim grijanjem → 20÷40% viša investicija

A → idealni profil grijanjaB → podno grijanjeC → stropno grijanje


1818

Automatska regulacija sustava grijanja Automatska regulacija sustava grijanja momožže e uušštedititediti do 30% energijedo 30% energije

o Centralna regulacija → prilagodba potrebne topline za grijanje trenutnim potrebama zgrade

– regulacija dovoda u ovisnosti o temperature u prostoru → sa ili bez miješajućeg ventila → etažno grijanje ili grijanje obiteljskih kuća → ušteda do 13%

– regulacija u ovisnosti o vanjskoj temperaturi (putem miješajućeg ventila) → stambene zgrade → ušteda do 10%

o Osnovnoj regulaciji mogu se dodati upravljački mehanizmi →dnevni/tjedni programi, timer, optimizator i dr. → podizanje stupnja ugode u prostoru uz uštedu energije

– noćni režim rada → ušteda do 10%

85÷90%71÷77%70÷82%55÷67%Autom.Autom.regreg..

66÷75%-Plin--Niskotemp. kotao

60÷75%-Loživo ulje45÷65%39-63%Kruta gorivaRuRuččna na regreg..Bez Bez regulregul..Energent/vEnergent/vrsta kotlarsta kotla

Prosječna godišnja efikasnost kotlova

90%92%95%ηηregulacijeregulacije

Ručna reg., povremena kontrolaRučna reg., stalna kontrola

Centralni, automatskiRegulacijski sistemRegulacijski sistem

Efikasnost pojedinog sistema regulacije


1919

Postavljanjem Postavljanjem termostatskihtermostatskih regulacijskih regulacijskih ventila mogu se postiventila mogu se postićći ui ušštede do 20%tede do 20%

o Centralna regulacija temperature ne omogućuje postizanje željene temperature u svakom prostoru, posebno jer se realni uvjeti razlikuju od projektiranih

o Lokalna regulacija prostora– termostatski ventili (TRV) → ušteda 10÷20%– termostatske ventile ugraditi isključivo

vodoravno– ugradnja samo termostatskih ventila bez

centralne regulacije nije dovoljna


2020

Priprema potroPriprema potroššne tople vodene tople vode

o Vodu nije potrebno zagrijavati na temperaturu veću od 60°C, a za potrebe kućanstva i većinu ostalih potrošača (osim velikih kuhinja i sl.) nije potrebno više od 45°C

– izolacija spremnika → sloj mineralne vune 10÷15cm– izolacija cijevi → izolacijski sloj jednak unutarnjem promjeru cijevi

o Ako postoji više od 4 korisnika → centralna priprema PTV– kombinirani sustav grijanje/PTV - energetski povoljan način pripreme PTV– efikasnost raste ukoliko su sustavi odvojivi uz zadovoljavajuću izolaciju– zbog korištenja proizvodnog sustava za pripremu PTV van sezone grijanja → odgovarajuća

veličina spremnika i automatika sustava → potrebno je izbjeći prečesto i kratko startanje kotlova ili drugih izvora (osim solarnih ili područnog grijanja)

o Korištenje električnih grijalica vode za veći broj korisnika je najnepovoljniji način pripreme PTV (osim ako na lokaciji nije opravdano koristiti ili ne postoji neki drugi izvor energije)

– razmotriti zagrijavanje putem timera u noćnoj (jeftinijoj) tarifi

o Sustave pripreme PTV treba uvijek razmatrati u sprezi sa solarnim sustavima, a posebno ako se koristi električna energija

o Korištenje neiskorištene (otpadne) topline iz procesa ili uređaja → posebno pogodan način pripreme PTV (niskotemperaturni izvor)


2121

Prirodno provjetravanjePrirodno provjetravanje

o Daleko najčešća primjena u kućanstvimao Prilikom provjetravanja prostora → isključivanje sustava grijanja ili

klimatizacije → sprječavanje nepotrebnog gubljenja energije u okolinu– kućanstava → ovisi o samim korisnicima → npr. zatvaranjem ventila na

radijatorima i isključivanjem klima-uređaja– u slučaju korištenja ventilokonvektora (ili sličnih jedinica - izmjenjivača topline)

→ korištenje tzv. mikroprekidača na prozorima → omogućuju gotovo svi današnji sobni regulatori → rijetko se koristi jer dolazi do preklapanja projekta ugradnje termo-tehničke instalacije, bravarije i elektro-instalacije

– lokalni uređaji za hlađenje (npr. split-sustavi) → slično je tehnički moguće izvesti no regulatori sami po sebi rijetko imaju takve opcije

o Potrebno je izbjegavati predugo ili konstantno provjetravanje → jednoliki interval, po mogućnosti provjetravanje propuhom


2222

Prisilno provjetravanje s Prisilno provjetravanje s rekuperacijomrekuperacijomtoplinetopline

o Centralni uređaj za ventilaciju zgrade

o Rekuperacija topline iz otpadnog zraka omogućava zagrijavanje ili hlađenje svježeg zraka toplinom otpadnog zraka, bez miješanja

o Najčešće se koriste pločasti izmjenjivači topline

o Stupanj rekuperacije ovisi o vlažnosti zraka i temperaturi struja, a može doseći do 80%


2323

Centralni sustavi ventilacije i klimatizacije Centralni sustavi ventilacije i klimatizacije (hl(hlađenjaađenja))

o Priprema zraka i potrebne rashladne i/ili toplinske energije na jednom mjestu za cijelu građevinu ili neki njen veći dio

– Sustavi sa zrakom → središnja priprema zraka, tzv. klima-komore → razmotriti rekuperaciju topline iz otpadnog zraka

– Sustavi s vodom i zrakom → uređaja kojima se radni medij grije/hladi i izmjenjivači topline po prostorijama →najčešće ventilokonvektori

– Danas se često kombinira primjena ova dva sustava →priprema zraka u klima-komorama, a transmisijski gubici/dobici ventilokonvektorima

o Ovakvi sustavi se preporučuju za korištenje u potpuno ili većinom klimatiziranim zgradama, posebno poslovnim prostorima, hotelima, trgovačkim centrima i sličnim → vrlo se rijetko koriste u stambenim zgradama


2424

Lokalni sustavi hlađenjaLokalni sustavi hlađenja

o Mali uređaji za klimatizaciju (klima-uređaji) se danas vrlo često koriste za hlađenje prostora→ dijele se na kompaktne uređaje i tzv. split-sustave

– kompaktni → svi dijelovi uređaja u jednom kućištu → prozorski i krovni uređaji

– split-sustavi → ako postoje barem dvije odvojene jedinice (kućišta) → monosplit (split) sustavi i multi-split

o Suvremeni sustavi → hlađenje i odvlaživanje (nekontrolirano), te moguće grijanje i filtriranje zraka

o Ventilacija prirodnim provjetravanjem, ovlaživanje se ne provodi → dovoljno za postizanje željenog stupnja ugode kodstanova i ureda

o Najveća prednost → mogućnost prilagodbe i posebno regulacije prema opterećenjima svake pojedine prostorije

o Ponuda na tržištu je danas iznimno velika → prilikom odabira preporuka je izabrati uređaj najviše energetske klase (A)

Hvala na paHvala na pažžnji!nji!

Hrvoje PETRIĆ, [email protected]

ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POŽAR, www.eihp.hr

MJERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENIM ZGRADAMAMJERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENIM ZGRADAMAEfikasno koriEfikasno korišštenje energije u sistemima grijanja i hlađenjatenje energije u sistemima grijanja i hlađenja

Documents

MOGUĆNOSTI ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENOJ … · – plinske peći mogu se izvesti kao fasadne →montaža na vanjski zid i izvod dimnih plinova kroz taj zid →izvod izvesti