MOGUĆNOSTI ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENOJ IZGRADNJI I JAVNOM SEKTORU MJERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENIM ZGRADAMA Banja Luka, 12. 07. 2005. ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POŽAR Mr.sc. Hrvje PETRIĆ, MBA
Sustavi za grijanje Prizvdnja tplinske energije Razvd, grjevna tijela, regulacija Priprema ptršne tple vde Ventilacija i hlađenje 2
Grijanje predstavlja najveću u energetsku ptršnju stambenih zgrada Energetske ptrebe zgrada: energija za rasvjetu i električne uređaje tplinska energija za grijanje ptršna tpla (sanitarna) vda (PTV) rashladna energija za hlađenje sekundarne uptrebe energije (kuhinja...) 11% Ptršnja energije u kućanstvima 7% Grijanje najznačajniji di ptršnje energije PTV 15 d 25% ukupne tplinske ptršnje Hlađenje visi bjektu i klimatskim prilikama s vremenm (pdizanjem standarda) kntinuirani prast u ukupnim energetskim ptrebama 25% 57% Ptršnja energetskih prcesa grijanja klimatski uvjeti (trajanje sezne grijanja) i standard (zahtijevana temperatura prstra) Ostale ptrebe za tplinskm energijm približn knstantne (kntinuiran krištenje tkm gdine) Grijanje Rasvjeta + uređaji PTV Kuhanje Izvr: Eurpean Netwrk f Energy Agencies - EnR, ATLAS Prject: Buildings, 2003. 3
Sustavi grijanja i hlađenja prstra Grijanje Lkaln (sbn) grijanje Centraln grijanje Ventilacija i hlađenje prirdn prvjetravanje lkalni sustavi hlađenja centralni sustavi ventilacije i klimatizacije 4
Prjektiranjem je nužn n predvidjeti ptimalni sustav grijanja (hlađenja ađenja) Izbr dgvarajućeg sustava ptrebe lkacije i tehničke mgućnsti želje i financijske mgućnsti investitra Prilikm prjektiranja važn je ne predimenzinirati sustav (viši instalirani kapacitet n ptrebe zgrade) najčešći razlzi za ugradnju viših kapaciteta: praksa: sigurnst - pkrivanje ekstremnih ptreba izbjegavanje ptencijalng nezadvljstva krisnika kmpenzacija slabe tplinske izlacije zgrade ili ventilacijskih gubitaka ktlvi i drugi uređaji su najefikasniji nakn dređeng vremena pgna predimenzinirani uređaji mgu dstići tplinske zahtjeve u relativn kratkm vremenu rijetk ili nikada ne dstignu najvišu (deklariranu) efikasnst viša investicija i veći trškvi pgna (energije) Energetsk-eknmski ptimalni dabir faktr djelvanja sustava 70 85% η Sustava = η ktla η razvda η regulacije 5
Sustavi za centraln grijanje Pdijela visn mediju - nsaču tpline: tplvdni najzastupljeniji sustav vrelvdni s vrućim zrakm s parm ili s vrelim uljem vrl rijetk krišteni Osnvni elementi sustava mjest prizvdnje tpline razvd - mreža cjevvda ili kanala za razvd medija predaja tpline - grijaća tijela ili grijaće pvršine u prstru kd sustava s vrućim zrakm se zagrijani zrak direktn ubacuje u grijani prstr najčešće treba izvesti i dvd istršeng zraka 6
Prizvdnja tplinske energije ktlvima Uklik je na lkaciji dstupan prirdni plin, ulje za lženje ili ukapljeni naftni plin tplvdni kta Kta u sustavu za grijanje treba imati št veći keficijent krisng djelvanja Osnvna pdjela ktlva prema radnim karakteristikama knvencinalni ktlvi s kmbiniranim grivm tehnlški zastarjeli, nizak stupanj djelvanja knvencinalni ktlvi s krištenjem jedng griva nisktemperaturni ktlvi kndenzacijski ktlvi ktlvi za krištenje bimase Vrsta ktla Knvencinalni (starije izvedbe) Knvencinalni (kmbinirani) Knvencinalni (jedn griv) Nisktemperaturni Kndenzacijski η ktla 65-72% 70 75% 80 90% 86 90% 90 95% 100 108% Energent Kruta griva Krut g. / lž.ulje Krut griv Lživ ulje, plin Lživ ulje, plin Lživ ulje, plin 7
Efikasnst pretvrbe griva knvencinalng i kndenzacijskg ktla Gubitak latentne tpline (10%) Gubitak sjetne tpline (4%) Ulazna energija griva (100%) Osjetna tplina (90%) Latentna tplina (10%) Gubitak zračenjem (4%) Dimnjak Krisna tplina (82%) Gubitak sjetne tpline (2%) Kta Ulazna energija griva (100%) Osjetna tplina (90%) Latentna tplina (10%) Gubitak zračenjem (1%) Dimnjak Krisna tplina (96%) Kta Kndenzat Gubitak latentne tpline (1%) 8
Decentralizacija energetskg tržišta: ta: kgeneracijama se mgu zamijeniti ktlvi 100 kw POGONSKI AGREGAT ENERGETSKI GUBICI 12 kw 3 kw GENERATOR ELECTRIČNA ENERGIJA ENERGETSKI GUBICI Pdjela prema pgnskm agregatu: s parnm turbinm s plinskm turbinm s kmbiniranim ciklusm s mtrm s unutarnjim izgaranjem s grivim ćelijama stal: Stirling mtr, parni mtr TOPLINSKA ENERGIJA 53 kw 35 kw 32 kw Prednsti pretvrbe energije u kgeneracijskim pstrjenjima sve češća uptreba u sustavima grijanja, ventilacije i klimatizacije Specifični slučajevi: pdručn grijanje (javne tplane) mikr-kgeneracije Danas pstji niz pznatih prizvđača kji na tržištu nude kgeneracijska pstrjenja u paketnj izvedbi primjerenj sustavima u zgradama 9
Opskrba tplinskm energijm putem sustava pdručng grijanja (tplinarstv) Uklik na lkaciji pstji centralizirani tplinski sustav pdručng grijanja (tplana) s energetskg i eklškg stanvišta najpvljniji izvr grijanja visi načinu prizvdnje tplinske energije te karakteristikama i gubicima u sustavu distribucije i predaje tplinske energije psebn pvljn ak se radi kgeneracijskim tplanama Ključn je pstjanje direktng mjerenja stvarne ptršnje tplinske energije i mgućnst regulacije ptršnje u suprtnm cijena grijanja mže biti viša n u slučaju vlastite prizvdnje tplinske energije Prednsti niski trškvi pgna i državanja za krisnika značajn manji ptreban prstr za pstrjenje za jednaku tplinsku snagu izbjegava se izgradnja dimnjaka jednstavnije su prtupžarne mjere i zahtjevi nema lkalng zagađenja i emisija te nema stvaranja buke Mane niža nevisnst sustava grijanja nćni pgn i prelazna razdblja 10
Sustav pdručng grijanja s kgeneracijm mže e stvariti značajne ajne uštede u energije Opskrba električnm energijm Opskrba tplinskm energijm 11
Tplinska pumpa (dizalica tpline) Uređaj kji putem zatvreng ciklusa kmpresije i termekspanzije radng medija vrši duzimanje tpline nekm tplinskm spremniku (klini ili nekm drugm mediju), kju taj radni medij mže prensiti dalje ka krisnu tplinu Tplinski spremnik knstantne temperature, više d temp. kline (npr. mrska vda, tplina tla i sl.) dbra efikasnst prcesa energetski najpvljnije rješenje u slučaju krištenja električne energije za grijanje Dstupna tplinska energija nižih parametara (k 55 C) ventilknvektri, klima kmre, pdn grijanje i sl. Ovaj tplinski prces mže biti i reverzibilan isti uređaj služi ka rashladnik vde 12
Razvd medija za grijanje sustavi s vdm cjevvdi za razvd št kraći kak bi se smanjili gubici tpline tplinska izlacija cijevi krz sve prstre kji se ne griju jedncijevni i dvcjevni sustavi jedncjevni: jednstavnije mjerenje, nemguća pjedinačna regulacija dvcjevni: više cijevi veći tlačni i tplinski gubici, međusbn nevisni kd stambenih zgrada zasebni razvd p etažama i pdjela p znama η razvda = 95 98% sustavi sa zrakm dgvarajući kanali i tijela za istrujavanje zraka ptrebn psebn vditi računa kvaliteti zraka kji prlazi krz sustav i mgućj kntaminaciji mikrrganizmima 13
Predaja tpline: grijaća a tijela i/ili pvršine Radijatri predaja tpline zračenjem i prirdnm knvekcijm visktemperaturni sistemi (60 90 C) najčešće u primjeni u stambenim zgradama člankasti, plčasti, cjevasti, valviti i dr. ubravišnim prstrijama čest su blženi kak bi se spriječi direktan kntakt smanjena učinkvitst za 10 15%! Knvektri (najčešće ventilknvektri) lamelni izmjenjivači tpline s ventilatrm za nastrujavanje zraka na kji se prensi tplina nisktemperaturni sistemi (45 55 C) Grijače pvršine (paneli) predaja tpline zračenjem nisktemperaturni sistemi (45 60 C) ugrađuju se u strpve, stjenke i najčešće u pdve (pdn grijanje) mgu biti izvedeni ka paneli za nisktemperaturn grijanje zračenjem pgdn za hale i viske prstre. 14
Uređaji za lkaln (sbn) grijanje s krištenjem fsilnih griva i bimase Lžišta na krut, tekuće ili plinvit griv kamini s tvrenim ili zatvrenim lžištem mal iskrištenje griva: η k = 30 50% trajnžareće peći na kruta griva izvedene d keramike ili metala veće iskrištenje griva: η k = 60 75% uljne peći s lžištima uz rasplinjavanje i plinske peći η k = 70 82% ptrebn vditi računa privdu svježeg zraka u lžište te priključku na dgvarajući dimnjak plinske peći mgu se izvesti ka fasadne mntaža na vanjski zid i izvd dimnih plinva krz taj zid izvd izvesti ka kaksijalan tak da se krz dvjeni kanal uvdi svježi vanjski zrak uz predgrijavanje 15
Uređaji za lkaln (sbn ) grijanje s krištenjem električne energije Električne grijalice uređaji za zračenje i/ili knvekciju tpline (sa i bez ventilatra) električni termakumulacini uređaji, eknmski pgdni u peridima niže tarife ugrađen ventilatr kjim se upravlja prek termstata prilagđuje se pterećenju teške termakumulacijske kaljeve peći su rijedak slučaj u nvijim zgradama. krištenje samstjećih električnih grijalica je jedan d energetskeknmski najneisplativijih načina grijanja prstra i prepruka je da ih se kristi u št manjj mjeri Pdn grijanje grijači ugrađeni u pd ispd pdnih blga ili parketa (nseća knstrukcija služi ka spremnik tpline) Tplinske pumpe u izvedbi suvremenih split-sustava viska efikasnst pretvrbe električne energije: COP grijanje = 3,8 4,2 16
Pdn grijanje mgućuje uje viši i sjećaj ugde uz manju ptršnju energije Raspdjela temperature u prstru najbliža idealnm temperaturnm prfilu niža temperatura grijanja 1 2 C smanjenje ptršnje energije 6 12% Grijanje tplinski dbr izliranih zgrada Mana: viska tplinska inercija ne mgu se pstići trenutne prmjene temperature kntinuiran grijanje prstra Vrsta pdne blge utječe na ptrebnu temperaturu medija Zbg niske temperature medija mguće krištenje nisktemperaturnih uređaja, tplinskih pumpi i sunčeve energije Prepručljiv kmbinirati s prstrima s velikim staklenim stijenama i radijatrskim grijanjem U izvedbi s radijatrskim grijanjem 20 40% viša investicija A idealni prfil grijanja B pdn grijanje C strpn grijanje 17
Autmatska regulacija sustava grijanja mže uštediti d 30% energije Centralna regulacija prilagdba ptrebne tpline za grijanje trenutnim ptrebama zgrade regulacija dvda u visnsti temperature u prstru sa ili bez miješajućeg ventila etažn grijanje ili grijanje biteljskih kuća ušteda d 13% regulacija u visnsti vanjskj temperaturi (putem miješajućeg ventila) stambene zgrade ušteda d 10% Osnvnj regulaciji mgu se ddati upravljački mehanizmi dnevni/tjedni prgrami, timer, ptimizatr i dr. pdizanje stupnja ugde u prstru uz uštedu energije nćni režim rada ušteda d 10% Energent/vrsta rsta ktla Kruta griva Lživ ulje Plin Nisktemp. kta Prsječna gdišnja efikasnst ktlva Bez regul. 39-63% - - - Ručna reg. 45 65% 60 75% 66 75% - Autm.reg reg. 55 67% 70 82% 71 77% 85 90% Efikasnst pjeding sistema regulacije Regulacijski sistem Centralni, autmatski Ručna reg., stalna kntrla Ručna reg., pvremena kntrla η regulacije 95% 92% 90% 18
Pstavljanjem termstatskih regulacijskih ventila mgu se pstići i uštede u d 20% Centralna regulacija temperature ne mgućuje pstizanje željene temperature u svakm prstru, psebn jer se realni uvjeti razlikuju d prjektiranih Lkalna regulacija prstra termstatski ventili (TRV) ušteda 10 20% termstatske ventile ugraditi isključiv vdravn ugradnja sam termstatskih ventila bez centralne regulacije nije dvljna 19
Priprema ptršne tple vde Vdu nije ptrebn zagrijavati na temperaturu veću d 60 C, a za ptrebe kućanstva i većinu stalih ptršača (sim velikih kuhinja i sl.) nije ptrebn više d 45 C izlacija spremnika slj mineralne vune 10 15cm izlacija cijevi izlacijski slj jednak unutarnjem prmjeru cijevi Ak pstji više d 4 krisnika centralna priprema PTV kmbinirani sustav grijanje/ptv - energetski pvljan način pripreme PTV efikasnst raste uklik su sustavi dvjivi uz zadvljavajuću izlaciju zbg krištenja prizvdng sustava za pripremu PTV van sezne grijanja dgvarajuća veličina spremnika i autmatika sustava ptrebn je izbjeći prečest i kratk startanje ktlva ili drugih izvra (sim slarnih ili pdručng grijanja) Krištenje električnih grijalica vde za veći brj krisnika je najnepvljniji način pripreme PTV (sim ak na lkaciji nije pravdan kristiti ili ne pstji neki drugi izvr energije) razmtriti zagrijavanje putem timera u nćnj (jeftinijj) tarifi Sustave pripreme PTV treba uvijek razmatrati u sprezi sa slarnim sustavima, a psebn ak se kristi električna energija Krištenje neiskrištene (tpadne) tpline iz prcesa ili uređaja psebn pgdan način pripreme PTV (nisktemperaturni izvr) 20
Prirdn prvjetravanje Dalek najčešća primjena u kućanstvima Prilikm prvjetravanja prstra isključivanje sustava grijanja ili klimatizacije sprječavanje neptrebng gubljenja energije u klinu kućanstava visi samim krisnicima npr. zatvaranjem ventila na radijatrima i isključivanjem klima-uređaja u slučaju krištenja ventilknvektra (ili sličnih jedinica - izmjenjivača tpline) krištenje tzv. mikrprekidača na przrima mgućuju gtv svi današnji sbni regulatri rijetk se kristi jer dlazi d preklapanja prjekta ugradnje term-tehničke instalacije, bravarije i elektr-instalacije lkalni uređaji za hlađenje (npr. split-sustavi) sličn je tehnički mguće izvesti n regulatri sami p sebi rijetk imaju takve pcije Ptrebn je izbjegavati predug ili knstantn prvjetravanje jednliki interval, p mgućnsti prvjetravanje prpuhm 21
Prisiln prvjetravanje s rekuperacijm tpline Centralni uređaj za ventilaciju zgrade Rekuperacija tpline iz tpadng zraka mgućava zagrijavanje ili hlađenje svježeg zraka tplinm tpadng zraka, bez miješanja Najčešće se kriste plčasti izmjenjivači tpline Stupanj rekuperacije visi vlažnsti zraka i temperaturi struja, a mže dseći d 80% 22
Centralni sustavi ventilacije i klimatizacije (hlađenja ađenja) Priprema zraka i ptrebne rashladne i/ili tplinske energije na jednm mjestu za cijelu građevinu ili neki njen veći di Sustavi sa zrakm središnja priprema zraka, tzv. klimakmre razmtriti rekuperaciju tpline iz tpadng zraka Sustavi s vdm i zrakm uređaja kjima se radni medij grije/hladi i izmjenjivači tpline p prstrijama najčešće ventilknvektri Danas se čest kmbinira primjena va dva sustava priprema zraka u klima-kmrama, a transmisijski gubici/dbici ventilknvektrima Ovakvi sustavi se prepručuju za krištenje u ptpun ili većinm klimatiziranim zgradama, psebn pslvnim prstrima, htelima, trgvačkim centrima i sličnim vrl se rijetk kriste u stambenim zgradama 23
Lkalni sustavi hlađenja Mali uređaji za klimatizaciju (klima-uređaji) se danas vrl čest kriste za hlađenje prstra dijele se na kmpaktne uređaje i tzv. split-sustave kmpaktni svi dijelvi uređaja u jednm kućištu przrski i krvni uređaji split-sustavi ak pstje barem dvije dvjene jedinice (kućišta) mnsplit (split) sustavi i multi-split Suvremeni sustavi hlađenje i dvlaživanje (nekntrliran), te mguće grijanje i filtriranje zraka Ventilacija prirdnim prvjetravanjem, vlaživanje se ne prvdi dvljn za pstizanje željeng stupnja ugde kd stanva i ureda Najveća prednst mgućnst prilagdbe i psebn regulacije prema pterećenjima svake pjedine prstrije Pnuda na tržištu je danas iznimn velika prilikm dabira prepruka je izabrati uređaj najviše energetske klase (A) 24
MJERE ENERGETSKE EFIKASNOSTI U STAMBENIM ZGRADAMA Hvala na pažnji! Hrvje PETRIĆ, hpetric@eihp.hr ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POŽAR, www.eihp.hr