109
DEJAN TACER UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Velenje, avgust 2012

UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

DEJAN TACER

UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE

ENOSTANOVANJSKE HIŠE

Velenje, avgust 2012

Page 2: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje
Page 3: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

I

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega

študijskega programa 1. stopnje

UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE

ENOSTANOVANJSKE HIŠE Študent: Dejan Tacer

Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Energetika

Mentor: izr. prof. dr. Jurij Avsec

Somentorica: Ivana Tršelič

Lektorica: Nina Vozlič

Velenje, avgust 2012

Page 4: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

II

Page 5: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

III

ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju za pomoč in

vodenje pri opravljanju diplomskega dela.

Zahvaljujem se somentorici. Hvala tudi

podjetju Termo Shop d. o. o. za strokovno

pomoč. Zahvala gre tudi bodočemu lastniku

enostanovanjske hiše.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi

omogočili študij ter mi vseskozi stali ob

strani.

Page 6: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

IV

UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Ključne besede: toplotna črpalka, podjetje Termo Shop d. o. o., enostanovanjska hiša, ogrevalna sezona, sezona hlajenja UDK: 697.329:621.57(043.2) Povzetek Diplomska naloga predstavlja celosten prikaz izračuna toplotnih izgub v ogrevalni sezoni

in sezoni hlajenja. Predstavljeno je podjetje Termo Shop d. o. o. z njihovimi izdelki in

ponudbo. Naloga zavzema projektiranje kotlovnice, talnega gretja in zemeljskega

kolektorja, za obravnavan primer enostanovanjske hiše, ter izbiro primerne toplotne

črpalke. Predstavlja tudi princip regulacije toplotne črpalke zemlja/voda. Narejen je

ekonomski izračun za dobo 25 let, v primerjavi s kotlom na ekstra lahko kurilno olje, ter s

tem računska predstavitev, kdaj se nam ta investicija povrne.

Page 7: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

V

THE APPLICATION OF TERMO SHOP HEAT PUMP FOR HEATING AND REFRIGERATING OF FAMILY HOUSE Key words: heat pump, company Termo Shop Ltd., single family home, heating season, cooling season UDK: 697.329:621.57(043.2) Abstract The bachelor thesis presents an integrated view of heat losses calculation in the heating

and in the cooling season. The company presented in the thesis is Termo Shop Ltd. with its

products and offerings. The thesis includes the designing of the boiler room, of the under

floor heating and of the ground collector for the single family home in question and the

selection of an appropriate heat pump. It also presents the regulation principle of the heat

pump ground/water. It includes an economic calculation made for a period of 25 years,

compared with a boiler on extra light heating oil, which leads to a presentation of the

calculation on when the investment repays itself.

Page 8: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

VI

VSEBINA 1 UVOD............................................................................................................................ 1

1.1 Predstavitev problema ........................................................................................ 2

1.2 Predstavitev enostanovanjske hiše ..................................................................... 2

2 PREDSTAVITEV PODJETJA TERMO SHOP ........................................................... 4

2.1 Izdelki podjetja .................................................................................................... 4

2.1.1 Toplotna črpalka zrak/voda ........................................................................... 5

2.1.2 Toplotna črpalka voda/voda .......................................................................... 6

2.1.3 Toplotna črpalka zemlja/voda ....................................................................... 7

3 OGREVANJE IN HLAJENJE S TOPLOTNO ČRPALKO ......................................... 9

3.1 Pomen in naloge hlajenja in gretja .................................................................... 9

3.2 Transformatorji toplote ...................................................................................... 9

3.3 Delovanje in sestava toplotne črpalke.............................................................. 10

3.4 Grelno število ..................................................................................................... 11

3.5 Hladilno število .................................................................................................. 13

3.6 Hladila ................................................................................................................ 13

3.7 Vir toplote za toplotno črpalko ........................................................................ 15

3.7.1 Voda ............................................................................................................ 15

3.7.2 Zemlja.......................................................................................................... 16

3.7.3 Zrak.............................................................................................................. 16

4 IZOLACIJA ENOSTANOVANJSKE HIŠE .............................................................. 18

4.1 Izolacija zunanjih sten ...................................................................................... 19

4.2 Izolacija podstrešja............................................................................................ 20

4.3 Izolacija tal ......................................................................................................... 21

4.4 Izbira primernih oken ter vrat ......................................................................... 23

5 IZRAČUN IZGUB ENOSTANOVANJSKE HIŠE.................................................... 25

5.1 Osnovni podatki o geometriji enostanovanjske hiše ...................................... 25

5.2 Temperaturi podatki o kraju in ostali podatki ............................................... 25

5.3 Toplotna prehodnost ......................................................................................... 27

5.4 Izračun transmisijskih izgub prostorov .......................................................... 29

5.4.1 Ogrevanje..................................................................................................... 30

5.4.2 Hlajenje........................................................................................................ 32

5.5 Izračun izgub zaradi prezračevanja ................................................................ 33

5.5.1 Prezračevanje v ogrevalni sezoni ................................................................ 34

5.5.2 Prezračevanje v sezoni hlajenja................................................................... 35

5.6 Notranji dobitki toplote (pri hlajenju) ............................................................ 36

Page 9: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

VII

5.7 Bilanca ogrevanja enostanovanjske hiše ......................................................... 37

5.8 Bilanca hlajenja enostanovanjske hiše ........................................................... 38

5.9 Priprava tople sanitarne vode .......................................................................... 38

5.10 Skupna potrebna toplotna in hladilna moč ..................................................... 39

6 IZBIRA TOPLOTNE ČRPALKE............................................................................... 40

6.1 Zemeljski kolektor ............................................................................................. 41

7 KOTLOVNICA........................................................................................................... 43

8 TALNO GRETJE ........................................................................................................ 44

9 REGULACIJA ............................................................................................................ 46

9.1 Tipala znotraj..................................................................................................... 48

9.2 Tipala zunaj ....................................................................................................... 48

9.3 Regulacija MR-TR ............................................................................................ 49

9.4 Preklapljanje med ogrevanjem in hlajenjem .................................................. 50

10 EKONOMSKI IZRAČUN .......................................................................................... 51

10.1 Toplotna črpalka zemlja/voda.......................................................................... 51

10.2 Kotel na ELKO .................................................................................................. 54

10.3 Klimatska naprava ............................................................................................ 55

10.4 Ekonomska primerjava ogrevanja na TČ in kotel ......................................... 56

11 SKLEP......................................................................................................................... 59

12 VIRI............................................................................................................................. 60

13 PRILOGE .................................................................................................................... 63

13.1 Seznam slik ......................................................................................................... 63

13.2 Seznam preglednic ............................................................................................. 64

13.3 Materiali posameznih elementov, toplotna prehodnost (ogrevanje, hlajenje).

............................................................................................................................. 66

13.4 Transmisijske izgube posameznih prostorov enostanovanjske hiše ............. 70

13.4.1 Ogrevanje enostanovanjske hiše.................................................................. 70

13.4.2 Hlajenje enostanovanjske hiše..................................................................... 76

13.5 Izgube posameznih prostorov zaradi prezračevanja v ogrevalni sezoni ...... 77

13.6 Shema kurilnice ................................................................................................. 79

13.7 Shema talnega ogrevanja .................................................................................. 80

13.8 Tloris enostanovanjske hiše .............................................................................. 82

13.9 Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah ................................................ 84

13.10 Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah ................. 88

13.11 Izjava o istovetnosti tiskane in elektronske verzije diplomskega dela in

objavi osebnih podatkov avtorja .................................................................................. 97

Page 10: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

VIII

UPORABLJENI SIMBOLI Au – uporabna površina enostanovanjske hiše, ogrevalnih prostorov

Aneto – celotna netopovršina enostanovanjske hiše (pritličje + mansarda)

Ve – ogrevalna prostornina stavbe

Azun – celotna zunanja površina stavbe

Tv – temperatura vira

Tok – temperatura okolja

Tp – temperatura ponora

εc – koeficient učinkovitosti v idealnem Carnotovem ciklu

Tu – temperatura okolja, iz katerega je vzeta toplota (hladna stran)

T – temperatura padca toplote, kamor je transformirana (topla stran)

Umax – maksimalna toplotna prehodnost

λ – toplotna prevodnost materiala

Ag – gradbena površina enostanovanjske hiše

Aost – površina ostrešja stavbe

Ao,v – celotna površina oken in vrat

Avgv – površina vhodnih in garažnih vrat

U – toplotna prehodnost

Uh – toplotna prehodnost, ogrevalna sezona

Uc – toplotna prehodnost, sezona hlajenja

d – debelina posameznega sloja (materiala)

h – koeficient prestopa toplote

hi – koeficient prestopa toplote (znotraj)

he – koeficient prestopa toplote (zunaj)

Te – zunanja projektna temperatura

TP – temperaturni primanjkljaj

nh – trajanje ogrevalne sezone

Q – toplotne izgube

QZS – vdor toplote skozi zunanjo steno (ovoj hiše)

QS – vdor toplote skozi streho

QO – vdor toplote skozi okna, balkonska vrata

QZV – vdor toplote skozi vhodna, garažna vrata

QTLA – ponor toplote skozi tla (skozi zemljo)

Ti – notranja projektna temperatura

Te – zunanja projektna temperatura

∆T – sprememba temperature Qv – izgube toplote zaradi ventilacije

Page 11: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

IX

V0 – volumen prostora za izračun

n – faktor prezračevanja

ρ – gostota zraka

Cp – specifična toplota zraka

Qh – celotna potrebna toplota enostanovanjske hiše

QT – transmisijske izgube toplote

QV – izgube toplote zaradi prezračevanja

QSV – potrebna toplotna za pripravo tople sanitarne vode

f – faktor moči

N – število oseb v enostanovanjski hiši

Quk – odvajanje toplote človeka

QDOB – toplota notranjih dobitkov

L – dolžina zemeljskega kolektorja

Qh max – maks. grelna moč TČ

q – toplota energija zemlje

Qint – inštalirana moč talnega gretja

WTČ – električna energija, na sezono ogrevanja

Pe – maks. električna moč TČ zemlja/voda, pri (S0/W50)

t – število ur obratovanja TČ/kotla v sezoni ogrevanja

STČ – stroški obratovanja TČ zemlja/voda, v ogrevalni sezoni

Ce – cena električne energije

STČ cold – stroški obratovanja TČ zemlja/voda, v sezoni hlajenja

WTČ cold – električna energija, na sezono hlajenja

Pe cold – maks. električna moč TČ zemlja/voda, pri hlajenju

Tcold – število ur obratovanja TČ v sezoni hlajenja

WKOTEL – potrebna toplotna energija kotla, na sezono ogrevanja

Qk – potrebna toplotna moč kotla, za ogrevanje

ηk – izkoristek kotla na ELKO

SKOTEL – stroški obratovanja kotla na ELKO, v ogrevalni sezoni

H – kurilna vrednost ELKO

CELKO – cena ELKO

Sklima – stroški električne energije, pri obratovanju klime

Wklima cold – hladilna moč klimatske naprave

COPcold – faktor učinkovitosti klimatske naprave, pri hlajenju

Page 12: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

X

UPORABLJENE KRATICE RS – Republika Slovenija

ELKO – ekstra lahko kurilno olje

OVE – obnovljiva raba energije

TČ – toplotna črpalka

AC – avtocesta

COP – ang.: The coefficient of performance

EPS – ekspandiran polistiren

PVC – polivinilklorid

ALU – aluminij

ARSO – Agencija Republike Slovenije za okolje

ET – enotna tarifa

DDV – davek na dodano vrednost

EUR – evro, denarna valuta

Page 13: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

1

1 UVOD Ogrevanje in hlajenje enostanovanjskih hiš ter priprava tople sanitarne vode nam v letnem

proračunu gospodinjstva zasedajo velik delež. Podatki iz leta 2009 kažejo, da so

gospodinjstva v RS porabila samo za ogrevanje prostorov 66 %, za ogrevanje sanitarne

vode pa 16 %, skupaj torej 82 % vse potrebne energije gospodinjstva »kot v [1]«. Med

porabljenimi energenti (podatki za leto 2009) pa je še vedno velik delež ekstra lahkega

kurilnega olja (ELKO) z 22 % ter zemeljskega plina z 9 % »kot v [1]«. Prav ta dva

energenta sta del fosilnih goriv, ki jih je potrebno omejiti. V Sloveniji je še veliko

centralnih naprav, ki so bila zgrajena pred desetletjem ali še prej, ko so bile cene

energentov še dostopne takratnim razmeram, v primerjavi z današnjimi.

Uporaba fosilnih goriv predstavlja veliko finančno breme ter še večji ekološki oz. okoljski

in podnebni problem pri izgorevanju teh in to ne samo v gospodinjskem sektorju. Zavedati

se moramo, da so fosilna goriva neobnovljiv vir energije, zato moramo pravočasno preiti

na obnovljive vire energije, da posledice ne bodo prevelike. Postopno zmanjševanje teh je

precej manj »boleče« tudi za svetovno gospodarstvo ter tiste panoge, ki so v verigi fosilnih

goriv.

Uporaba toplotnih črpalk je v zadnjih desetih letih v porastu in to je dober pokazatelj, da se

nagibamo v pravo smer. S tem bomo zmanjšali energijo gospodinjstev za ogrevanje ter

pripravo tople sanitarne vode, Slovenijo pa pripeljali k uresničitvam zastavljenih ciljev

evropske podnebno-energetske politike, ki smo se jih zavezali, ter k upoštevanju Direktive

2010/31/EU, da bomo do leta 2020 zmanjšali delež CO2 za 20 odstotkov, za 20 odstotkov

povečali učinkovito rabo energije ter dosegli 20-odstotni delež obnovljivih virov energije,

v primarni energetski bilanci »kot v [2]«.

Page 14: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

2

1.1 Predstavitev problema Pri novogradnjah enostanovanjskih hiš smo velikokrat postavljeni pred dilemo, za katero

vrsto ogrevanja se odločiti. Smo v času, ko stroški ogrevanja postajajo zelo visoki, hkrati

pa ne želimo z ogrevalno napravo še dodatno onesnaževati okolja. Obenem pa zahtevamo

sodobno napravo, ki nam bo služila tudi v prihodnosti.

Prav to nam omogoča toplotna črpalka, s katero lahko ogrevamo prostore v zimski sezoni,

poskrbi pa tudi za toplo sanitarno vodo ter hlajenje prostorov v poletni sezoni. Vendar pa

moramo pred izbiro toplotne črpalke poskrbeti za ustrezno toplotno izolacijo

enostanovanjske hiše ter stavbnega pohištva, da bo toplotna (in hladilna) moč toplotne

črpalke čim nižja in s tem nižji stroški obratovanja.

Zato bo v nadaljevanju predstavljen celovit prikaz izračuna toplotnih izgub hiše ter izgub

zaradi hlajenja, primerna izbira toplotne črpalke podjetja Termo Shop d. o. o. za

obravnavano enostanovanjsko hišo, vključno z izračunom talnega gretja (oz. hlajenja). V

ekonomskem izračunu je prikazan čas povrnitve investicije za izbrano TČ, v primerjavi s

klasičnim ogrevanjem na ELKO, izračun je izveden za dobo 25 let.

1.2 Predstavitev enostanovanjske hiše V nadaljevanju je predstavljena enostanovanjska hiša, slika 1.1, ki je še v idejni zasnovi.

Hiša bo postavljena na območju UE Šentjur pri Celju ter bo, glede orientacije smeri neba,

postavljena točno na S, J, V, Z. Gre za dvoetažno enostanovanjsko hišo, skupnega

uporabnega prostora (ogrevalna površina) Au = 200 m2. Pritličje meri (9 x 12,5 m) + garaža

(6 x7,4 m), to so tudi mere plavajoče plošče. Ogrevalna prostornina stavbe je Ve = 522 m3.

Celotna zunanja površina stavbe meri Azun = 470,28 m2. Neto površina pritličja je 126,52

m2 in zajema garažo, kotlovnico, kuhinjo z jedilnico + dnevno sobo, računalniško sobo,

vetrolov in WC, več je prikazano v preglednici 1.1. Mansarda pa je neto površine 87,00 m2

ter zajema hodnik, spalnico, kopalnico in dve otroški sobi, več v preglednici 1.2. S strani

lastnika je bila pridobljena skica hiše ter tloris pritličja in mansarde. Dejal je tudi, da je

okoli hiše dovolj prostora in urejeno lastništvo za morebitno izvedbo zemeljskega

kolektorja, kar je pomemben podatek pri izbiri toplotne črpalke.

Page 15: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

3

Slika 1.1: Skica enostanovanjske hiše, pogled z zahoda

Vir: bodoči lastnik enostanovanjske hiše

Preglednica 1.1: Prikaz neto površin pritličja

Preglednica 1.2: Prikaz neto površin mansarde

Prostor: Površina v [m2]:

Hodnik 24,81

Spalnica 24,30

Kopalnica 9,64

Otroška soba 1 14,51

Otroška soba 2 13,74

SKUPAJ 87,00

Prostor: Površina v [m2]:

Garaža 35,84

Kotlovnica 6,66

Kuhinja z jedilnico +

dnevno sobo 60,56

Računalniška soba 12,43

Vetrolov 5,44

WC 5,59

SKUPAJ 126,52

Page 16: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

4

2 PREDSTAVITEV PODJETJA TERMO SHOP Podjetje Termo Shop d. o. o. (v nadaljevanju: podjetje) se nahaja na Rimski cesti 176, v

Šempetru v Savinjski dolini, v neposredni bližini AC-odcepa (A1) Šempeter, njen direktor

je g. Jure Šacer. Podjetje zaposluje več kot 20 strokovnjakov s področja strojništva,

elektrotehnike, elektronike in ekonomije ter letos praznuje 20-letnico delovanja in obstoja.

Je specializirano proizvodno-storitveno podjetje na področju klimatizacije, hlajenja,

ogrevanja in prezračevanja. Poslovnim partnerjem nudijo celostno podporo pri izbiri in

dobavi opreme ter montažnih materialov iz lastnega skladiščnega centra, kar zagotavlja

hitro in zanesljivo realizacijo oziroma izvedbo del. Investitorjem in projektantom

zagotavljajo strokovno pomoč pri načrtovanju in izbiri najoptimalnejših rešitev glede na

razpoložljiva investicijska sredstva, ob upoštevanju časovnih okvirov projekta. Končnim

uporabnikom njihove opreme zagotavljajo kompletno uslugo od zamisli do zagona, hkrati

pa jim lahko ponudijo tudi vzdrževanje ter servisiranje. Poleg vsega pa imajo redno

strokovno usposabljanje njihovih zaposlenih, tako da lahko stranki ponudijo kar najvišjo

raven usluge »kot v [3]«.

2.1 Izdelki podjetja Podjetje izdeluje vrsto toplotnih črpalk v lastnih proizvodnih prostorih, te so:

� toplotna črpalka za ogrevanje sanitarne vode,

� toplotna črpalka zrak/voda,

� toplotna črpalka voda/voda,

� toplotna črpalka zemlja/voda,

� toplotne črpalke večjih moči.

V nadaljevanju se bomo pri predstavitvi izdelkov omejili le na tiste, ki bi bili primerni za

celostno energetsko oskrbo obravnavanega objekta. Podrobnejši opis izbrane TČ bo sledil

v nadaljevanju, pri izbiri TČ za obravnavan primer, poglavje 6.

Page 17: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

5

2.1.1 Toplotna črpalka zrak/voda TČ zrak/voda deluje na principu odvzema toplote zunanjemu zraku, preko zunanje enote,

ter jo s pomočjo kompresorja in s pomočjo hladilnih snovi (R410A) ter izmenjevalca, ki je

v notranji enoti, odda mediju (voda). Podjetje pri teh TČ izdeluje le notranje enote

imenovane HYDROBOX, slika 2.1. Zunanje enote pa uporabljajo od priznanega

japonskega proizvajalca Mitsubishi ZUBADAN.

Te TČ zrak/voda dosegajo visoko grelno število, saj lahko pri 1 kW vložene električne

energije pridobimo do 4 kW toplotne energije (energijski razred A). Največ jih vgrajujejo

na nove objekte, za katere je značilno, da imajo majhne izgube toplote »kot v [4]«. Na sliki

2.2 je prikazano spreminjanje faktorja učinkovitosti (COP), TČ zrak/voda, v odvisnosti od

zunanje temperature.

Lastnosti:

� delovanje do –25 °C,

� 100 % grelna moč do –15 °C,

� inverterska tehnologija,

� možnost hlajenja,

� zalogovnik ni potreben,

� doseganje grelnih temperatur do 60 °C (primerno tudi za radiatorski sist.

ogrevanja).

Slika 2.1: Notranja enota TČ zrak/voda podjetja Termo Shop d. o. o.

Page 18: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

6

PUHZ-HRP71VHA2 Nominalna moč: 8 kW

1,5

2,5

3,5

4,5

‐15 ‐7 7

Zunanja temperatura [°C]

CO

P

Ogrevalna voda 35°C Ogrevalna voda 45°C

Ogrevalna voda 55°C

Slika 2.2: Grafikon (COP/zunanje temp.), 8kW TČ zrak/voda, Mitsubishi

Vir: Termo Shop d. o. o.

2.1.2 Toplotna črpalka voda/voda Pri tej izvedbi TČ izkoriščamo toploto podtalne vode (temp. vode od 7 do 12 °C), ki jo

preko potopne črpalke in vodne povezave pošiljamo v TČ voda/voda, slika 2.3. Najprej

odda toploto plinu, preko prvega izmenjevalca, ter nato s pomočjo kompresorja in drugega

izmenjevalca odda toploto ogrevalni vodi. Torej podtalni in ogrevalni vodi se ne mešata.

Toplotna črpalka voda/voda ima visoko grelno število preko celega leta. Ta toplotna

črpalka se uporablja predvsem na objektih, kjer je omogočeno izvesti sesalno vrtino

(potreben pretok: 0,15 m3/h na 1 kW toplotne moči) in ponorno vrtino (ohlajeno vodo do

5 °C). TČ voda/voda mora biti postavljena v prostoru, temperature nad 0 °C »kot v [4]«.

Lastnosti:

� vgrajeno elektronsko krmilje za nadzor naprave in krmiljenje ogrevalnega sistema,

� visoko učinkovit in tih Copeland Scroll ZH kompresor, namensko razvit za TČ,

� optimiran ploščni uparjalnik in kondenzator iz nerjavne pločevine,

� termostatski ekspanzijski ventil,

� ekološko hladilno sredstvo R407C,

� kompaktne dimenzije TČ.

Page 19: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

7

Slika 2.3: TČ voda/voda podjetja Termo Shop d. o. o.

Na voljo so tudi reverzibilne izvedbe TČ, pri katerih pozimi ogrevamo prostore in

sanitarno vodo, poleti pa z njimi tudi hladimo, ter visokotemperaturne izvedbe z možnostjo

segrevanja vode do 65 °C.

2.1.3 Toplotna črpalka zemlja/voda TČ zemlja/voda izkorišča toploto zemlje. Princip delovanja je zelo podoben TČ voda/voda,

le da v tem primeru skozi prvi izmenjevalec pošiljamo mešanico vode in tekočine proti

zamrznitvi. Razlika je tudi v tem, da je potrebna obtočna črpalka za zemeljski kolektor, ki

pa je že vgrajena v TČ zemlja/voda, slika 2.4.

Torej pri tej izvedbi TČ največkrat uporabimo kot vir toplote, zemeljski kolektor, ki mora

biti položen v zemlji na globini od 1,2 do 1,5 m. Površina zemeljskega kolektorja mora biti

približno 1–2-krat ogrevalna površina objekta, natančneje se izračuna glede na kakovost

zemlje (vlažnost le-te).

Deluje praktično celo leto, pozimi pa z zelo velikim grelnim številom, COP 3,6–4,7. TČ

zemlja/voda mora biti postavljena v prostoru nad 0 °C »kot v [4]«.

Page 20: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

8

Lastnosti:

� vgrajeno elektronsko krmilje za nadzor naprave in krmiljenje ogrevalnega sistema,

� visoko učinkovit in tih Copeland Scroll ZH kompresor, namensko razvit za TČ,

� optimiran ploščni uparjalnik in kondenzator iz nerjavne pločevine,

� termostatski ekspanzijski ventil,

� ekološko hladilno sredstvo R407C,

� kompaktne dimenzije TČ.

Na voljo so tudi reverzibilne izvedbe, pri katerih pozimi ogrevamo prostore in sanitarno

vodo, poleti pa z TČ prostore tudi hladimo, ter visokotemperaturne izvedbe z možnostjo

segrevanja ogrevalne vode do 65 °C.

Slika 2.4: TČ zemlja/voda podjetja Termo Shop d. o. o.

Page 21: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

9

3 OGREVANJE IN HLAJENJE S TOPLOTNO ČRPALKO

3.1 Pomen in naloge hlajenja in gretja Izmenjava toplote med različnimi termodinamičnimi sistemi je eden najbolj razširjenih

pojavov v naravi, ki lahko poteka kot prevod, konvekcija ali sevanje. Ugodne toplotne

razmere so skupaj z ostalimi potrebnimi pogoji omogočile razvoj življenja na Zemlji »kot

v [5]«.

Okoliški zrak lahko za tehniške izračune smatramo kot termodinamični sistem z neskončno

veliko notranjo energijo. Sprememba temperature okolice, naproti temperaturi prostora,

nam določa smer in velikost toka eksergije.

3.2 Transformatorji toplote Tehnične sisteme, v katerih se uresničuje odvod energije v obliki toplote od objektov z

razmeroma nizko temperaturo (vira toplote), k sprejemnikom toplote (ponoru toplote) višje

temperature, imenujemo transformatorje toplote, slika 3.1 »kot v [6]«.

Termotransformatorji kot v »[7]«:

� Kadar je Tv < Tok in Tp = Tok, poteka odvod toplote preko termotransformatorja, ki

ga imenujemo hladilni stroj.

� Pri Tv = Tok in Tp > Tok delujoči transformator imenujemo toplotna črpalka.

� Pri Tv < Tok in Tp > Tok opravlja termotransformator funkciji hladilnega stroja in

toplotne črpalke. Zato ga imenujemo kombinirani sistem.

Kjer je:

Tv – temperatura vira, Tok – temperatura okolja, Tp – temperatura ponora.

Page 22: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

10

Kom

bin

iran

i sis

tem

Temperatura okolice

120 K

Top

lotn

ačr

pal

ka

Hla

diln

ist

roj

Kri

ogen

ska

nap

rava

Slika 3.1: Temperaturno področje uporabe termotransformatorjev »kot v [7]«

3.3 Delovanje in sestava toplotne črpalke Toplotno črpalko lahko uporabljamo za ogrevanje našega doma in/ali pripravo tople

sanitarne vode. Prednost toplotne črpalke je v tem, da glavnino potrebne toplote zajema iz

okolja (iz zraka, podtalne vode ali zemlje) in ji s pomočjo kompresorja dvigne temperaturo

na nivo, ki je primeren za ogrevanje »kot v [8]«. Za delovanje TČ (kompresorja in

ventilatorja) potrebujemo le do 30 % električne energije. Ogrevalno vodo lahko segrevamo

do 55 °C, v nekaterih izvedbah TČ pa tudi do 65 °C.

Toplotna črpalka je v grobem sestavljena iz dveh izmenjevalcev, eden pridobi toplotno

energijo iz okolja (preko uparjalnika), drugi pa odda toplotno energijo ogrevalni vodi

(preko kondenzatorja) s pomočjo kompresorja, ekspanzijskega ventila ter povezovalnih

bakrenih cevi.

Splošni prikaz delovanja toplotne črpalke, brez definirane odvzete toplote energije, ki jo

odvzema iz okolja, je prikazan na sliki 3.2 »kot v [9]«.

Page 23: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

11

Slika 3.2: Način delovanja toplotne črpalke, splošno »kot v [9]«

3.4 Grelno število V praksi in strokovni literaturi vse pogosteje srečamo kratico definiranja koeficienta

učinkovitosti toplotne črpalke, COP (ang.: the coefficient of performance). Ta koeficient je

razmerje med: odvzeto toplotno energijo iz okolice [kWh]/dovedeno električno energijo

[kWh]. COP se giblje približno od 3, pri novejših visokoučinkovnih TČ pa tudi do 5. Če je

npr. COP enak 4, pomeni, da potrebujemo npr. za 10 kWh ogrevalne toplotne energije, 2,5

kWh električne energije. Seveda pa je COP odvisen od vrste TČ oz. predvsem od vira

toplote, ki ga potrebujemo za delovanje TČ. Če je temperatura želene ogrevalne voda

manjša, je manjše tudi električno delo kompresorja, da doseže želeno temperaturo. Zato je

TČ primernejša za nizkotemperaturni sistem ogrevanja (talno, stensko ali konvektorsko

ogrevanje).

Cikel delovanja toplotne črpalke bolj ali manj sledi (idealnemu) Carnotovemu ciklu

izgorevanja motorja v obrnjenem zaporedju, enačba (3.1).

Page 24: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

12

Zaradi tega lahko izračunamo COP tako, da izračunamo razliko med temperaturo vira

(uparjalnikom) in razliko temperature (kondenzorjem) »kot v[10]«:

[ ]

( )[ ]c

K ε

K u

T

T T=

− (3.1)

kjer je:

εc – koeficient učinkovitosti v idealnem Carnotovem ciklu, Tu – temperatura okolja, iz katerega je vzeta toplota (hladna stran), T – temperatura padca toplote, kamor je transformirana (topla stran).

Če pogledamo Carnotov proces v T-S diagramu, slika 3.3, vidimo proces med dvema

adiabatama (konstantna entropija) ter izotermama (konstantna temperatura). Površina »a«

je pridobljena iz okolja, površina »b« pa vloženo delo za delovanje procesa.

temperatura,T [K]

entropija,S [kJ/kgK]

1

23

4

b

a

T

Tu

Slika 3.3: Prikaz Carnotovega procesa »kot v [10]«

Procesi v TČ (ogrevalni proces):

� 4-1: uparjanje (odvzem toplote okolju),

� 1-2: kompresija (delo kompresorja),

� 2-3: kondenzacija (ogrevalna voda),

� 3-4: ekspanzija (ekspanzijski ventil).

Page 25: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

13

Če vzamemo primer in vstavimo podatke v enačbo (3.1), da vodo segrevamo na 45 °C, do

katere temperature povprečno segrevamo s toplotno črpalko, ter vzamemo temperaturo

okolice 0 °C, iz katere jemljemo toplotno energijo, dobimo Carnotov izkoristek 7,07:

( )

( ) ( )c

273,15+45 K ε =7,07

273,15+45 273,15 K K=

To je tudi največji možni izkoristek v idealnih razmerah, ker pa imamo v realnih razmerah

večje izgube posameznih komponent (kompresor, ventilator, ekspanzijski ventil itd.), je

grelno število (ε) v zgornjem primeru približno (εc x 0,5), torej le še 3,54.

3.5 Hladilno število Hladilno število je v primerjavi z grelnim številom, pri upoštevanju enakih moči naprave

(dovedeno električno energijo [kWh]), še nekoliko manjše. To je posledica izgube energije

zaradi delovanja hladilnega stroja, ki jo pri hlajenju odvajamo v okolico skupaj z odvzeto

toploto iz hlajenega prostora. Toploto odvajamo v okolico s pomočjo kondenzatorja.

Hladilno število je torej razmerje med: odvzeto toplotno energijo iz hlajenega prostora

[kWh]/dovedeno električno energijo [kWh]. Tudi za hladilni stroj velja, da sledi bolj ali

manj (idealnemu) Carnotovemu ciklu.

Sestavni deli hladilnega stroja in toplotne črpalke so v bistvu identični, gre le za proces v

odvisnosti temperaturnih nivojev, med katerimi stroj obratuje. Zato lahko v ponudbi

proizvajalcev TČ srečamo t. i. reverzibilne TČ, ki so namenjene tako ogrevanju prostorov

kot tudi hlajenju.

3.6 Hladila Seveda pa za delovanje TČ potrebujemo hladilo. Hladila imenujemo delovne snovi, ki

prenašajo toploto z nižjega temperaturnega nivoja na višji temperaturni nivo »kot v [11]«.

Pred leti so množično uporabljali klor-fluor-ogljikovodike za hladila v hladilni in ogrevalni

tehniki.

Page 26: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

14

S strožjimi okoljevarstvenimi zakoni in ukrepi ter pričevanju, da so ta hladila tudi

toplogredni plini, so jih začeli opuščati. Dandanes se vse bolj uporabljamo zmesi hladil, ki

so ekološko prijaznejša ter razgradljiva, če pride do nepričakovanega izpusta v okolje.

V podjetju Termo Shop d. o. o. uporabljajo hladilne snovi oznake:

� R134a (TČ za ogrevanje sanitarne vode), vsebuje ogljik, vodik in fluor, kemijska

formula hladila je C2H2F4;

� R407c (TČ voda/voda in TČ zemlja/voda), vsebuje ogljik, vodik in fluor,

sestavljeno iz zmesi hladil, in sicer: 23 % R32 (CH2F2), 25 % R125 (C2HF5) ter 52

% R143a (C2H2F4);

� R410a (TČ zrak/voda), vsebuje ogljik, vodik in fluor, sestavljene iz zmesi hladil, in

sicer: 50 % R32 (CH2F2) in 50 % R125 (C2HF5).

Več o hladilih lahko razberemo iz preglednice 3.1, katera prikazuje, poleg že omenjenih

podatkov, tudi temperature uparjanja in kondenzacije posameznih hladil.

Preglednica 3.1: Lastnosti posameznih hladil kot v »[12]«

Page 27: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

15

3.7 Vir toplote za toplotno črpalko Glede na vir energije ločimo tri sisteme toplotnih črpalk:

� voda/voda,

� zemlja/voda in

� zrak/voda.

TČ se imenujejo glede na vir energije oz. toplote. Zato bomo v nadaljevanju predstavili,

kateri vir energije je najoptimalnejši.

3.7.1 Voda Najvišje grelno število lahko dosežemo z izkoriščanjem vode, kot vira toplote, če je seveda

dostopna na sprejemljivi globini. Podtalnica namreč omogoča konstantno temperaturo od

+7 ˚C do +12 ˚C, kar nam omogoča optimalno ogrevanje skozi vse leto. Podtalnico črpamo

od vrtine do toplotne črpalke s pomočjo potopne črpalke, vračamo pa jo v odtočno vrtino,

oddaljeno vsaj 15 m od mesta črpanja »kot v [13]«.

Tak primer izvedbe TČ voda/voda nam prikazuje slika 3.4.

Slika 3.4: Prikaz izvedbe TČ voda/voda »kot v [13]«

Če podtalnica ni dostopna, je naslednja najboljša izbira toplotnega vira zemlja.

Page 28: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

16

3.7.2 Zemlja Tla so ogromno skladišče energije, saj je v njih shranjena skoraj neomejena količina

solarne energije. Tudi pozimi vam bo toplota zemlje zagotavljala več kot dovolj energije za

udobno ogrevanje vašega doma, slika 3.5. Neposredno ogrevanje s toploto zemlje

prestavlja danes najnižje stroške delovanja med vsemi kolektorskimi sistemi, saj s takšnim

ogrevanjem uporabimo kar 4/5 brezplačne okoljske energije. Zemeljski vodoravni

kolektor, ki bo izkoriščal solarno toplotno energijo, shranjeno v tleh, namestimo 1,2 m

globoko.

Sama velikost površine kolektorjev je odvisna od ogrevalnih zahtev posamezne stavbe in

značilnosti prsti. Bolj gosta, kohezivna in vlažna prst lahko namreč shrani več toplote »kot

v [13]«.

Slika 3.5: Prikaz izvedbe TČ zemlja/voda »kot v [13]«

Seveda velikokrat nimamo možnosti izvedbe zemeljskega kolektorja, zaradi lastništva ali

velikosti zemeljske površine, zato nam ostane še naslednji toplotni vir za TČ, in sicer zrak.

3.7.3 Zrak Ogrevamo pa se lahko tudi s toploto zraka, saj slednji prav tako kot voda in zemlja vsebuje

dovolj solarne toplote za ogrevanje našega doma, slika 3.6. Njegova prednost je, da je kot

toplotni vir dostopen povsod, zanj pa ne potrebujemo vrtati lukenj ali kopati.

Page 29: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

17

Sistemi z zrakom so še posebej primerni za obnovo starejših ogrevalnih sistemov, saj jih

lahko uporabimo v kombinaciji z obstoječim ogrevalnim sistemom. Z vgrajenim

odmrzovalnim sistemom lahko delujejo tudi pri zunanji temperaturi do –25 ˚C »kot v

[13]«.

Slika 3.6: Prikaz izvedbe TČ zrak/voda »kot v [13]«

Page 30: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

18

4 IZOLACIJA ENOSTANOVANJSKE HIŠE Izolacija enostanovanjske hiše je še kako pomembna, prioritetno zaradi manjše potrebne

energije ogrevanja (pozimi) ali hlajenja (poleti) ter s tem povezanih stroškov. Pri dobro

izolirani hiši je manj vplivov na okolje zaradi zmanjšane toplotne moči kotlovnice.

Kvaliteta bivanja se pri izolirani hiši poveča, saj se zmanjša tudi vlažnost, predvsem

zunanjih zidov. Seveda pa mora fasado izvajati strokovno podjetje, na tem področju, da

pravilno dimenzionira ter izvede fasadno preobleko, ki ima zanemarljive toplotne mostove.

»Toplotni most« je mesto povečanega prehoda toplote v konstrukciji ali napravi zaradi

spremembe materiala, debeline ali geometrije konstrukcije »kot v [14]«. Toplotnim

mostovom se skoraj ne da izogniti, s pravilno in dobro izvedeno toplotno izolacijo pa jih

lahko omejimo.

Pri zmanjšanju toplotnih izgub enostanovanjske hiše se tako upošteva:

� izolacija zunanjih sten,

� izolacija podstrešja,

� izolacija tal,

� izbira primernih oken ter vrat.

Pri izbiri posameznih toplotnih izolacij enostanovanjske hiše moramo biti pozorni, da ne

presežemo največje dovoljene toplotne prehodnosti, Umax [W/m2K], ki je zapisana za

posamezne dele hiše, v prilogi 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah, št.

93/2008, tudi priloge stran 84. »Toplotna prehodnost«, U [W/m2K], je specifični toplotni

tok skozi gradbeni element zaradi razlike temperatur na obeh straneh »kot v [14]«.

Zato se za toplotno izolacijo hiše uporabljajo izolacije z minimalno prevodnostjo materiala.

»Toplotna prevodnost«, λ [W/mK], je snovna lastnost materiala, določena po srednji

delovni temperaturi in vlažnosti materiala »kot v [14]«. S temi izolacijskimi materiali že z

majhno debelino toplotne izolacije dosežemo toplotno prehodnost U, ki je manjša od Umax.

Page 31: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

19

4.1 Izolacija zunanjih sten Za toplotno izolacijo ovoja enostanovanjske hiše oz. zunanjih sten se najbolj uporabljajo

plošče ekspandiranega polistirena (EPS), s preklopi in zarezami. Čim večja je debelina

izolacijske plošče, tem manjše so toplotne izgube pri prehodu toplote skozi steno.

Minimalna debelina toplotne izolacije je 150 mm, s toplotno prevodnostjo λ ≤ 0,045

W/mK, katero spodbuja tudi Eko sklad, j. s. (Javni sklad RS), pri toplotni izolaciji fasad

starejše eno- ali dvostanovanjske stavbe, ki ga je v Javnem pozivu 12sub-ob12 objavil v

Uradnem listu Republike Slovenije, št. 109/11 »kot v [15]«.

Ker pa gre za novogradnjo, bomo za sistem fasade izbrali izolacijske plošče EPS, debeline

200 mm, toplotne prevodnosti λ = 0,039 W/mK. Plošče so velikosti (1000 x 500 mm), s

preklopi in zarezami, dolgotrajno temperaturno obstojne pri 80 °C, ki ustrezajo standardu

SIST EN 13163 »kot v [16]«.

Na prerezu stene vidimo predvidene debeline in vrste materialov, ki sestavljajo zunanjo

steno enostanovanjske hiše, slika 4.1.

10mm5mm 5mm200mm300mm

- Pigmentna fasadna barva

- EPS izolacijska plošča

- Opeka Porotherm 30 S P+E

- Apnena malta

- Podaljšana apnena malta

Legeda materialov:

4

5

3

2

1

54321

Slika 4.1: Prerez zunanje stene enostanovanjske hiše

Page 32: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

20

Zunanjo steno tako sestavljajo (iz notranje strani navzven):

� podaljšana apnena malta, debeline 5 mm, λ = 0,85 W/mK,

� apnena malta, debeline 10 mm, λ = 0,81 W/mK,

� opeka Porotherm 30 S P + E, širine 300 mm, λ = 0,23 W/mK,

� izolacijska plošča EPS, debeline 200 mm, λ = 0,039 W/mK,

� pigmentna fasadna barva, debeline 5 mm, λ = 0,70W/mK.

Notranje nenosilne stene bodo iz zidnih plošč YTONG ZP 15, debeline 150 mm, λ =

0,13 W/mK. Notranje nosilne stene pa iz zidnih plošč YTONG ZB 30/20, debeline 300

mm, λ = 0,15 W/mK »kot v [17]«.

4.2 Izolacija podstrešja Po »naravi« toplota ne prehaja samo iz prostora z višjo temperaturo v prostor z nižjo

temperaturo, ampak tudi od spodaj navzgor. Tako je izolacija podstrešja še toliko

pomembnejša. Za toplotno izolacijo podstrešij se uporablja predvsem izolacija iz

mineralne steklene volne. Eko sklad, j. s. tudi pri toplotni izolaciji strehe ali stropa proti

neogrevanemu prostoru v starejši eno- ali dvostanovanjski stavbi, debeline izolacijskega

materiala 250 mm, s toplotno prevodnostjo λ ≤ 0,045 W/mK, nudi nepovratna sredstva

»kot v [15]«. Zato bomo v našem primeru vzeli mineralno stekleno volno URSA SF32,

debeline 300 mm, s toplotno prevodnostjo λ = 0,032 W/mK, razreda požarnih lastnosti A1

in mejno temperaturo uporabe 200 °C »kot v [18]«. Na prerezu podstrešja vidimo

predvidene debeline in vrste materialov, ki sestavljajo zunanjo steno enostanovanjske hiše,

slika 4.2.

Ostrešje tako sestavljajo (od spodaj navzgor):

� notranja obloga (mavčna), debeline 12,5 mm, λ = 0,21 W/mK,

� parna ovira, debeline 0,5 mm, λ = 0,19 W/mK,

� mineralna steklena volna, širine 100 + 200 mm, λ = 0,032 W/mK,

� opaž surovi, debeline 25 mm, λ = 0,14 W/mK,

� sekundarna kritina, debeline 0,5 mm, λ = 0,19 W/mK.

Page 33: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

21

12,5mm0,5mm

0,5mm25mm

100mm

200mm

- Notranja obloga (mavčna)

- Parna ovira- Škarniki

- Mineralna steklena volna

8

9

7

6

9

8

7

6

1

2

3 4

5

1

2

3

5

4

Legeda materialov:

- Strešna kritina

- Letve kritine

- Vzdolžne letve

- Sekundarna kritina

- Opaš surovi

Slika 4.2: Prerez strehe ter prikaz uporabljenih materialov

4.3 Izolacija tal Toplota, ki uhaja iz pritličja enostanovanjske hiše v tla, ni takšen problem, proti prej

obravnavanim primerom. V poletnem času so boljši pogoji, če ni izoliranih tal, kajti

prostor ni potrebno toliko klimatizirati, vendar so v zimskem času razmere povsem

drugačne. Zato tudi tla izoliramo s toplotno izolacijo ESP, trše strukture. Poleg izolacije tal

moramo zagotoviti tudi hidroizolacijo, da vlaga iz tal (zemlje) ne uhaja v tlak pritličja. Na

osnovno ploščo, pripravljeno s hidroizolacijo, torej položimo plošče toplotne izolacije

ESP, na njih pa sistemske plošče, ki so priprava za talno ogrevanje. Po izvedenem talnem

ogrevanju (položitvi cevi talnega ogrevanja) nato izvedemo tlak, tako je pripravljeno za

obloge, ki so zaključni sloj tal.

Toplotna izolacija ESP 150 bo debeline 120 mm, toplotne prevodnosti λ = 0,034 W/mK.

Plošče so velikosti (1000 x 500 mm), dolgotrajno temperaturno obstojne pri 80 °C, ki

ustrezajo standardu SIST EN 13163 »kot v [19]«.

Page 34: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

22

V prerezu tal, slika 4.3, je vidno, kako si sledijo materiali od zemlje do oblog.

7

6

1

2

3

5

4

50mm

120mm

4mm

150mm

30mm

10mm

300mm

- Hidroizolacija V4

- ESP 150 toplotna izolacija

- Sistemska plošča

- Estrih

- Talne obloge

Legeda materialov:

4

5

3

2

1

6

7

- Osnovni beton

- Gramoz Slika 4.3: Prerez tal pritličja enostanovanjske hiše

Tla pritličja tako sestavljajo (od spodaj navzgor):

� gramoz, višine 300 mm, λ = 0,81 W/mK,

� osnovni beton, debeline 150 mm, λ = 1,51 W/mK,

� hidroizolacija, debeline 4 mm, λ = 0,19 W/mK,

� ESP 150 toplotna izolacija, debeline 120 mm, λ = 0,034 W/mK,

� sistemska plošča, debeline 30 mm, λ = 0,041 W/mK,

� estrih, debeline 50 mm, λ = 2,33 W/mK,

� talne obloge (keramika), debeline 10 mm, λ = 1,28 W/mK.

Na mansardi bodo tla izolirana z 80 mm ESP 150 toplotne izolacije ter sistemsko ploščo

debeline 30 mm. Toplotne prevodnosti so enake tistim iz tla pritličja.

Page 35: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

23

V mansardi niso izolirana tla zaradi zmanjšanja toplotnih izgub, ampak zaradi vrste

inštalacij, ki gredo po tleh mansarde in se jim na ta način izognemo.

4.4 Izbira primernih oken ter vrat Skozi okna uhajajo velike izgube toplote, to se pokaže šele v hladnejših obdobjih. Poleg

izgube toplote se okna pri velikih spremembah temperatur, zunaj in znotraj, rada rosijo.

Našteta dejavnika nam poslabšata kvaliteto bivanja ter povečata potrebno energijo za

ogrevanje (tudi za hlajenje, v poletnih mesecih). Na trgu je veliko proizvajalcev oken in

vrat ter veliko sistemov in materialov, ki se uporabljajo za okovje.

Med najbolj uporabljeni materiali so:

� les,

� PVC,

� aluminij.

Tudi steklene površine oken so pred leti sestavljala enoslojna stekla. V prizadevanju

zmanjšanje toplotnih izgub, vplivov na okolje ter povečanju kvalitete bivanja so začeli

izdelovati dvoslojna, sedaj pa že troslojna okna. Poleg tega pa so začeli v komoro med

stekla polniti pline, kot so argon, kripton itd. S tem še dodatno zmanjšamo izgube toplote

skozi steklene površine oken.

Zato smo za naš primer enostanovanjske hiše izbrali LES–ALU okna, slika 4.4, s troslojno

zasteklitvijo (4/14/4/14/4, Ug = 0,60 W/m2K), toplotne prehodnosti skozi okna (U =

0,75W/m2K), debelina okenskega okvirja 106 mm, debelina krila okna je 107 mm »kot v

[20]«. Tako velja tudi za balkonska vrata.

Page 36: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

24

Slika 4.4: Prikaz oken LES–ALU s troslojno zasteklitvijo »kot v [20]«

Vhodna vrata bomo izbrali prav tako v izvedbi LES–ALU. Tudi vhodna vrata imajo

majhno toplotno prehodnost, Ud = 0,81 W/m2K, debeline podboja 68 mm, debelino

vratnega krila 78 mm, ter so primerna za energetsko varčne hiše »kot v [21]«. Za garažna

vrata bomo izbrali enako toplotno prehodnost kot za vhodna vrata, Ud = 0,81 W/m2K.

Page 37: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

25

5 IZRAČUN IZGUB ENOSTANOVANJSKE HIŠE V tem poglavju sledi izračun toplotnih izgub, izgub zaradi hlajenja hiše ter ostalih izgub, ki

nastanejo, da lahko nato izračunamo toplotno moč, najprej posameznega prostora, za

izračun moči talnega gretja ter nato potrebne toplotne črpalke. Za izračun toplotnih izgub

enostanovanjske hiše je potrebno najprej podati osnovne podatke o geometriji hiše.

5.1 Osnovni podatki o geometriji enostanovanjske hiše Nekaj osnovnih podatkov je bilo predstavljenih že v uvodnem delu, ampak bomo podatke

zaradi jasnosti ponovili ter dodali še ostale, potrebne za celoten izračun toplotnih izgub.

Neto površina enostanovanjske hiše (pritličje + mansarda): Aneto = 213,52 m2

Uporabna površina (ogrevalna površina) enostanovanjske hiše: Au = 200 m2

Gradbena površina enostanovanjske hiše: Ag = 157 m2

Celotna zunanja površina stavbe: Azun = 470,28 m2

Površina ostrešja stavbe: Aost = 159,30 m2

Celotna površina oken in vrat: Ao,v = 62,82 m2

Površina vhodnih in garažnih vrat: Avgv = 16,34 m2

Ogrevalna prostornina stavbe: Ve = 522 m3

5.2 Temperaturi podatki o kraju in ostali podatki Podatke najdemo v prilogi 2, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabe energije v

stavbah, št. 42/2002, glejte tudi priloge stran 88 »kot v [22]«.

Zunanja projektna temperatura, Te (za kraj Šentjur pri Celju): –13 °C

Temperaturni primanjkljaj, TP (za kraj Šentjur pri Celju): 3300 K x dan

Trajanje ogrevalne sezone, nh (za kraj Šentjur pri Celju): 265 dni (15. sep. –15. maj)

Page 38: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

26

Ostali podatki:

Temperatura tal je med 8–10°C, vzemimo sredino 9°C (ogrevalna sezona).

Število ur delovanja TČ v sezoni ogrevanja je 1900 (področje Štajerske).

Temperature posameznih prostorov enostanovanjske hiše, pri ogrevanju:

Temperature prostorov enostanovanjske hiše so lahko izbrane poljubno glede na ugodje,

preglednica 5.1 in 5.2.

Preglednica 5.1: Prikaz temperatur prostorov pritličja, sezona ogrevanja

Prostor: T [°°°° C]

Garaža 15

Kotlovnica 20

Kuhinja z jedilnico +

dnevno sobo 20

Računalniška soba 20

Vetrolov 20

WC 22

Preglednica 5.2: Prikaz temperatur prostorov mansarde, sezona ogrevanja

Prostor: T [°°°° C]

Hodnik 20

Spalnica 20

Kopalnica 22

Otroška soba 1 20

Otroška soba 2 20

Podatki pri hlajenju enostanovanjske hiše:

Nazivna projektna temperatura hlajene vode v primeru brez razvlaževanja je 18/23 °C, za

ploskovno hlajenje. Predviden mora biti primarni oziroma sekundarni krog za hlajeno vodo

in hidravlično naravno uravnotežen sistem razvoda (sistem z obrnjenim povratkom).

Odstopanja od navedenih nazivnih parametrov so dovoljena, če se s tem zagotovi večja

energetska učinkovitost sistema »kot v [14]«.

Page 39: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

27

Zato je projektna notranja temperatura prostorov Ti ocenjena na 26°C »kot v [14]«.

Projektna zunanja temperatura Te pa je ocenjena na 35°C kot v »[23]«.

Temperatura zemlje (zgornja plast) je okoli 20°C.

Število dni, na sezono hlajenja, ko zunanja temperatura presega 26 °C, za kraj Celje, je 53

(podatek iz Meteorološkega letopisa, ARSO, za leto 2009). Za povprečno delovanje TČ v

posameznem dnevu, v sezoni hlajenja, ko temperatura presega 26 °C, pa vzemimo 4 ure

(ocenjena vrednost).

Zato dobimo število ur delovanja TČ v sezoni hlajenja 212 (za področje Celja, ki je

najbližje obravnavanemu kraju).

5.3 Toplotna prehodnost Toplotna prehodnost – U je različna, glede na sestavo materialov, toplotno prevodnost

materialov – λ in debelino teh – d, z upoštevanim koeficientom prestopa toplote – h

[W/m2K].

Toplotna prehodnost se izračuna po enačbi (5.1):

2

1 W

1 1 m Kj

i j e

Ud

h hλ

= + Σ +

(5.1)

kjer je:

U – toplotna prehodnost, λ – toplotna prevodnost materiala, d – debelina posameznega sloja (materiala), hi – koeficient prestopa toplote (znotraj), he – koeficient prestopa toplote (zunaj).

Pri izračunu toplotnih prehodnosti moramo upoštevati, največje dovoljene toplotne

prehodnosti Umax, ki je zapisana v prilogi, Pravilnika o učinkoviti rabi energije, št. 93/2008,

glejte tudi priloge stran 84 »kot v [14]«.

Page 40: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

28

Izračun toplotne prehodnosti ovoja enostanovanjske hiše:

� dovoljena toplotna prehodnost, Umax, za zunanje stene: 0,28 W/m2K »kot v

[13]«,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), hi: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (zunaj, ogrevanje), he: 23 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), hi: 6 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (zunaj, hlajenje), he: 17,5 W/m2K.

Poznati je še potrebno podatke o materialih, za zunanjo steno, ki so predstavljeni v

preglednici 5.3.

Preglednica 5.3: Podatki o materialih, ki sestavljajo zunanjo steno

Vrsta materiala: Debelina [m]: λλλλ [W/mK]:

Podaljšana apnena malta 0,005 0,85

Apnena malta 0,010 0,81

Opeka Porotherm 30 S P + E 0,300 0,23

Izolacijska plošča ESP 0,200 0,039

Pigmentna fasadna barva 0,005 0,70

2 2

2 2

1 W= 0,151

1 0,005 0,010 0,300 0, 200 0,005 m K 1 m K( )

W W0,85 0,81 0, 23 0,039 0,70 W8 23m K m K

hU =

+ + + + + +

2 2

2 2

1 W= 0,150

1 0,005 0,010 0,300 0, 200 0,005 m K 1 m K( )

W W0,85 0,81 0, 23 0,039 0,70 W6 17,5m K m K

cU =

+ + + + + +

Pregled:

� Toplotna prehodnost zunanje stene je Uh = 0,151W/m2K (ogrevalna sezona) ter

Uc = 0,150W/m2K (sezona hlajenja) in je pod dovoljeno vrednostjo,

U = 0,28W/m2K, tako da izbrani materiali ustrezajo.

Page 41: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

29

Po takšnem principu sledijo tudi ostali izračuni. Podatki o materialih ter izračuni

koeficienta toplotne prehodnosti so v preglednicah – priloge stran 66.

Toplotne prehodnosti enostanovanjske hiše:

V nadaljevanju so predstavljeni vsi koeficienti toplotne prehodnosti, preglednica 5.4, s

katerimi bomo računali toplotne izgube in izgube hlajenja enostanovanjske hiše.

Preglednica 5.4: Prikaz toplotnih prehodnosti enostanovanjske hiše

Toplotna prehodnost: Vrsta elementa:

Uh [W/m2K] Uc [W/m2K]

Umax

[W/m2K]:

Ovoj enostanovanjske hiše 0,151 0,150 0,28

Nenosilna notranja stena med

ogrevanimi prostori 0,706 0,667 0,9

Nosilna notranja stena med

ogrevanimi prostori 0,793 0,743 0,9

Podstrešje nad ogrevanimi

prostori 0,102 0,101 0,2

Tla pritličja, na terenu 0,204 0,202 0,3

Tla mansarde, stropna

konstrukcija med ogrevanimi

prostori

0,259 0,253 1,35

Okna, balkonska vrata 0,75 0,75 1,3

Vhodna, garažna vrata 0,81 0,81 1,3

Notranja vrata, med

ogrevanimi prostori 2,27 1,91 /

5.4 Izračun transmisijskih izgub prostorov Transmisijske izgube nekega prostora tvorijo seštevek posameznih izgub elementa, ki

zajemajo različne toplotne prehodnosti, temperaturne razlike ter površino elementov.

Toplotne izgube se izračunajo po enačbi (5.2):

Page 42: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

30

[ ]( ) WT i eQ U A T T= ⋅ ⋅ − (5.2)

kjer je: Q – toplotne izgube, U – toplotna prehodnost, A – površina elementa, Ti – notranja projektna temperatura, Te – zunanja projektna temperatura, (Ti – Te) = ∆T – sprememba temperature.

5.4.1 Ogrevanje Izračun transmisijskih izgub računalniške sobe (pritličje):

V nadaljevanju je predstavljen prikaz izračuna transmisijskih izgub računalniške sobe v

pritličju, preglednica 5.5. Upoštevane so notranje projektne temperature, toplotne

prehodnosti posameznih elementov ter ustrezne površine. Narejen je seštevek izgub

prostora.

Preglednica 5.5: Prikaz transmisijskih izgub računalniške sobe (pritličje)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 3,54 2,5 8,85 / 8,85 0,151 33 44,10

NNS V 3,51 2,5 8,78 –1,89 6,89 0,793 0 / NV V 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 0 / NS J 3,54 2,5 8,85 / 8,85 0,706 0 / ZS Z 3,51 2,5 8,78 –2,1 6,68 0,151 33 33,29 O Z 1,4 1,5 2,1 / 2,1 0,75 33 51,98 S GOR 3,54 3,51 12,43 / 12,43 0,259 0 / T DOL 3,54 3,51 12,43 / 12,43 0,204 11 27,90

ΣΣΣΣ 157,27

Skupne transmisijske izgube računalniške sobe znašajo QT = 157,27 W.

Page 43: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

31

*Legenda (vrsta elementa): � ZS – zunanja stena, � NNS – notranja nosilna stena, � NS – notranja nenosilna stena, � O – okno, balkonska vrata, � ZV – zunanja, garažna vrata, � NV – notranja vrata, � T – tla, � S – strop.

Po takšnem principu izračuna so predstavljene tudi ostale transmisijske izgube posameznih

prostorov pritličja in mansarde enostanovanjske hiše, glejte priloge stran 70.

Transmisijski izračun celotne enostanovanjske hiše, ogrevanje:

V preglednici 5.6 so prikazane vse transmisijske izgube enostanovanjske hiše. Seštete so

transmisijske izgube vseh prostorov, pritličja in mansarde.

Preglednica 5.6: Transmisijske izgube prostorov enostanovanjske hiše

Prostor: Transmisijske izgube QT [W]:

Garaža 610,98

Kotlovnica 77,96 Kuhinja z jedilnico + dnevno sobo

798,98

Računalniška soba 157,27 Vetrolov 103,71

PR

ITL

IČJE

WC 106,30

Hodnik 216,55

Spalnica 348,69 Kopalnica 166,93 Otroška soba 1 178,28

MA

NS

AR

DA

Otroška soba 2 188,70

ΣΣΣΣ 2954,35

Skupne transmisijske izgube vseh prostorov enostanovanjske hiše (pri ogrevanju) znašajo

QT = 2954,35 W.

Page 44: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

32

5.4.2 Hlajenje Pri hlajenju prostorov bomo upoštevali le transmisijske izgube glede na zunanje površine

enostanovanjske hiše, kajti notranje temperature prostorov so enake, pri projektni

temperaturi hlajenja Ti = 26 °C. To velja za vse notranje prostore, zato je nesmisel računati

izgube toplote med notranjimi prostori, ker jih praktično ni. Slika 5.1 prikazuje izgube, ki

jih bomo računali.

Pri računanju izgub hlajenja enostanovanjske hiše upoštevamo koeficient toplotne

prehodnosti Uc iz preglednice 5.4. Izračun sledi po enačbi (5.3):

[ ]+Q WT ZS S O ZV TLAQ Q Q Q Q= + + + (5.3)

kjer je:

QT – transmisijske izgube, QZS – vdor toplote skozi zunanjo steno (ovoj hiše), QS – vdor toplote skozi streho, QO – vdor toplote skozi okna, balkonska vrata, QZV – vdor toplote skozi vhodna, garažna vrata, QTLA – ponor toplote skozi tla (skozi zemljo).

Izgube skozi ovoj enostanovanjskehiše

Izgube skozi vrata

Izgube skozi okna

Izgube skozi streho

Izgube skozi tla Slika 5.1: Prikaz izgub transmisije enostanovanjske hiše pri hlajenju

Page 45: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

33

Vdor toplote skozi zunanjo steno (ovoj hiše):

Podatki:

Površina ovoja zunanje stavbe znaša:

Azun – Aost – Ao,v – Avgv = 470,28 m2 –159,30 m2 – 62,82 m2 – 16,34 m2 = 231,82 m2

Toplotna prehodnost pri hlajenju znaša:

Uc = 0,150 W/m2K

Projektni temperaturi pri hlajenju hiše:

(Te – Ti) = (35 °C – 26 °C)

( )2 o o2

W( ) 0,150 231,82m 35 C-26 C 312,96W

m KZS c e iQ U A T T= ⋅ ⋅ − = ⋅ ⋅ =

Ostali izračuni za transmisijske izgube, v času hlajenja enostanovanjske hiše, so narejeni

na podoben način in so prikazani v prilogah na strani 76.

Skupne tansmisijske izgube pri hlajenje enostanovanjske hiše:

Skupne transmisijske izgube zaradi hlajenja enostanovanjske hiše znašajo 810,64 W.

[ ]+Q WT ZS S O ZV TLAQ Q Q Q Q= + + +

[ ]312,96W+144,80W+424,04+119,12-190,28=810,64 WTQ =

5.5 Izračun izgub zaradi prezračevanja Zaradi slabega zraka v prostorih, je stanovanje potrebno zračiti. Zaradi prezračevanja pa v

času ogrevanja, ko je zunaj nizka temperatura, znotraj pa znatno višja, pride do izgub

toplote. Zato je potrebno za vsak prostor posebej izračunati, kolikšna je ta izguba toplote

zaradi prezračevanja, preglednica 5.7.

Ker pa hiša še ni niti zgrajena, zakonodaja pa »teži« k učinkoviti rabi energije,

predvidevamo, da bo imela enostanovanjska hiša prisilno centralno prezračevanje

(prezračevanje z rekuperatorjem). Zato bomo v nadaljevanju predstavili izgube

posameznih prostor, glede ocene prezračevalnega sistema.

Page 46: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

34

Izgube zaradi prezračevanja se izračunajo po enačbi (5.4):

[ ]0 ( ) W3600v p i e

nQ V c T Tρ= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − (5.4)

kjer je:

Qv – izgube toplote zaradi ventilacije, V0 – volumen prostora za izračun, n – faktor prezračevanja, ρ – gostota zraka, Cp – specifična toplota zraka, Ti – notranja projektna temperatura, Te – zunanja projektna temperatura.

Ker gre za nizkoenergetsko hišo, bomo vzeli faktor prezračevanja n = 0,4.

5.5.1 Prezračevanje v ogrevalni sezoni Podatki pri Te = –13 °C »kot v [24]«:

ρ = 1,325 kg/m3

Cp = 1005,75 J/kgK

Izgube zaradi prezračevanja, računalniška soba (PRITLIČJE):

[ ]33

0,4 kg J31,01m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 151,52 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Primeri izgube zaradi prezračevanja prostorov, izračunani na podoben način, so prikazani v

prilogah na strani 77.

Page 47: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

35

Izgube enostanovanjske hiše zaradi prezračevanja:

Preglednica 5.7: Izgube prostorov zaradi prezračevanja

Prostor: Volumen prostora [m3]: (Ti – Te) [K] Qv [W]

Garaža 89,60 28 371,47

Kotlovnica 16,65 33 81,36

Kuhinja z jedilnico +

dnevno sobo 151,40 33 739,78

Računalniška soba 31,01 33 151,52

Vetrolov 13,60 33 66,45

PR

ITL

IČJE

WC 13,98 35 72,45

Hodnik 62,03 33 303,10

Spalnica 60,75 33 296,84

Kopalnica 24,10 35 124,90

Otroška soba 1 36,28 33 177,27

MA

NS

AR

DA

Otroška soba 2 34,35 33 167,84

Σ 2552,98

Skupne izgube zaradi prezračevanje prostorov enostanovanjske hiše znašajo 2552,98 W.

5.5.2 Prezračevanje v sezoni hlajenja Tudi v tem delu bomo izračunali izgube prezračevanja, glede na celotni volumen hiše, ker

je temperatura prostorov v enostanovanjski hiši enaka (Ti = 26 °C). Volumen

enostanovanjske hiše je, Ve = 522 m3.

Podatki pri Te = 35 °C »kot v [24]«:

ρ = 1,110 kg/m3

Cp = 1013 J/kgK

33

0,4 kg J522m 1,110 1013 (35 26)K 586,95W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − =

Izgube zaradi prezračevanja v sezoni hlajenja znašajo 586,95 W.

Page 48: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

36

5.6 Notranji dobitki toplote (pri hlajenju) Pri hlajenju enostanovanjske hiše, v poletni sezoni, ne gre samo za vdor toplote preko

transmisije ter vdor toplote zaradi prezračevanja, ampak so tukaj še ostali dobitki toplote,

ki pri tem nastajajo. Dobitki toplote so lahko tudi dokaj veliki.

Ti dobitki toplote so:

� odvajanje toplote človeka,

� aparati,

� svetila,

� itd.

Odvajanje toplote človeka, brez fizične aktivnosti, pri notranji projektni temperaturi

Ti = 26 °C, je Quk = 115W »kot v [25]«. V stanovanju so štirje člani.

Aparati dajejo veliko toplote, večja je moč teh, večja je oddana toplota. V nadaljevanju,

preglednica 5.8, poglejmo nekaj aparatov ter njihove toplotne dobitke »kot v [26]«.

Preglednica 5.8: Odvajanje toplote raznih električnih naprav

Odvajanje toplote: Naprava: Priključna

vrednost

[W]:

Čas

koriščenja

[min]:

Voda

[g/h]: Čutna toplota

[W]:

Skupno

[W]:

Osebni računalnik (PC) 100–150 60 - 40–50 80–100

Zaslon računalnika 60–90 60 - 20–30 40–50

Televizor 175 60 175 175

Hladilnik

(kompresorski) 100 L 100 60 - 300 300

Kuhalna plošča 500 30 200 120 250

Likalnik 500 60 400 230 500

Radio 40 60 - 40 40

Sesalec 200 15 - 50 50

Page 49: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

37

Tudi svetila dajejo toploto in s tem toplotne dobitke v prostoru. Vendar podnevi, ko je

hlajenje najbolj potrebno, ponavadi ne prižigamo luči. Zato je ta vrednost toplotnih

dobitkov precej manjša od prejšnjih dveh.

Najvišja dovoljena povprečna gostota moči svetilk na enoto uporabne površine stavbe (Au),

so »kot v [14]«:

� za garaže, parkirišča (3 W/m2),

� za stanovanjske stavbe (8 W/m2).

Skupni notranji dobitki toplote:

Ti dobitki toplote so le v ocenah. Vzemimo odvajanje toplote človeka za štiri osebe. Vse

najnižje skupne toplote, oddajanja električnih aparatov, so prikazane v preglednici 5.8.

Upoštevana je tudi toplota, ki jo dajejo svetila.

Dobimo nekje oceno, da je ta toplota QDOB = 2000 W.

5.7 Bilanca ogrevanja enostanovanjske hiše Skupna potrebna izgubna toplota, v ogrevalni sezoni, zavzema tako izgube toplote zaradi

transmisije ter izgubo toplote zaradi prezračevanja, kot prikazuje enačba 5.5.

[ ]Wh T VQ Q Q= + (5.5)

kjer je:

Qh – celotna potrebna toplotna enostanovanjske hiše, QT – transmisijske izgube toplote, QV – izgube toplote zaradi prezračevanja.

2954,35W 2552,98W=5507,33 WhQ = +

Skupna potrebna toplota za ogrevanje enostanovanjske hiše je ocenjena na

Qh = 5507,33 W.

Page 50: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

38

5.8 Bilanca hlajenja enostanovanjske hiše V bilanco hlajenja enostanovanjske hiše so tako upoštevane:

� vdor/ponor toplote zaradi transmisije,

� vdor toplote zaradi prezračevanje,

� toplotni dobitki.

Bilanca hlajenja enostanovanjske hiše je prikazana v preglednici 5.9.

Preglednica 5.9: Prikaz bilance hlajenja enostanovanjske hiše

Vrsta izgub: Toplotna moč [W]: Transmisijske izgube enostanovanjske hiše

810,64

Izgube zaradi prezračevanja

586,95

Toplotni dobitki 2000 ΣΣΣΣ 3397,59

Skupna potrebna moč hlajenja je ocenjena na QC = 3397,59W, kar je precej manj, kot so

skupne izgube toplote v sezoni ogrevanja.

5.9 Priprava tople sanitarne vode Poleg ogrevanega ali hlajenja stanovanja moramo imeti na voljo tudi toplo sanitarno vodo.

To omogočimo s toplotno črpalko, s katero ogrevamo sanitarno vodo v 200 L bojlerju. V

enostanovanjski hiši bodo štiri osebe, zato bomo izračun izvedli za polno obremenitev.

Poraba vode štirih oseb je približno 50–60 L/dan (pri temp. 50 °C), kar pomeni približno

250 W/osebo. Poraba toplote za pripravo tople sanitarne vode se izračuna po enačbi (5.6).

[ ]WsvQ f N= ⋅ (5.6)

kjer je:

Qsv – potrebna toplota za pripravo tople sanitarne vode, f – faktor moči, N – število oseb v enostanovanjski hiši.

Ker gre za neko povprečno družino, vzemimo faktor moči f = 250 W/osebo. V

nadaljevanju sledi izračun.

Page 51: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

39

W250 4osebe 1000W

osebosvQ = ⋅ =

Za pripravo tople sanitarne vode potrebujemo toplotno moč 1000 W.

5.10 Skupna potrebna toplotna in hladilna moč Poleg bilance hlajenja, v poletnem času, ter bilance ogrevanja, v zimskem času, moramo

prišteti še potrebno toploto moč za pripravo tople sanitarne vode. To je prikazano v

preglednici 5.10. Najvišja dosežena toplotna moč ter najvišja dosežena hladilna moč sta

nam osnovi za izbiro primerne TČ.

Preglednica 5.10: Potrebna toplotna in hladilna moč TČ

SEZONA OGREVANJA: SEZONA HLAJENJA: Namen:

Toplotna

moč TČ [W]

Hladilna

moč TČ [W]

Toplotna moč

TČ [W]

Hladilna moč

TČ [W]

Ogrevanje

enostanovanjske hiše 5507,33 / / /

Hlajenje

enostanovanjske hiše / / / 3397,59

Priprava tople

sanitarne vode 1000 / 1000 /

ΣΣΣΣ 6507,33 / 1000 3397,59

V tem delu računanja toplotnih izgub smo prišli do pomembnega podatka pri izbiri

ustrezne toplotne črpalke za enostanovanjsko hišo. Namreč, toplotna moč reverzibilne TČ

mora biti večja od 6507,33 W ter hladilna moč večja od 3397,59 W.

Page 52: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

40

6 IZBIRA TOPLOTNE ČRPALKE Ker smo že pri predstavitvi enostanovanjske hiše dejali, da je dovolj prostora okoli hiše za

namestitev zemeljskega korektorja, bomo izbrali TČ zemlja/voda podjetja Termo Shop

d. o. o. TČ mora biti primerna glede na izračunane vrednosti toplotne in hladilne moči v

prejšnjem poglavju.

Naši izbiri ustreza reverzibilna toplotna črpalka: TERRApump W8 R

Lastnosti TČ zemlja/voda bodo predstavljene v preglednici 6.1.

Preglednica 6.1: TERRApump W8 R; Vir: Termo Shop d.o.o.

Proizvod: TSK

Tip: TERRApump W8 R

Kompresor: Copeland Scroll

Maks. električna moč S0/W35/W50 [kW]: 1,80/2,40

Maks. grelna moč S0/W35/W50 [kW]: 8,6/7,9

Hladilna moč [kW]: 6,9

Grelno število: 4,8/3,3

Minimalni pretok slanice [m3/h]: 1,38

Dimenzije priključkov slanice: 1″

Dimenzije priključkov ogrevanje/hlajenje: 1″

Dimenzije (d x š x v) [mm]: 710 x 640 x 1300

Teža [kg]: 120

Opomba: Oznaka S0/W35/W50 pomeni: temperatura slanice pri 0 °C / temperatura ogrevalne vode 35 °C /

temperatura ogrevalne vode 50 °C.

Page 53: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

41

Pri tej izvedbi TČ je potrebno dimenzionirati zemeljski kolektor.

6.1 Zemeljski kolektor Zemeljski kolektor se praviloma dimenzionira 1–2-kratna ogrevalna površina (uporabna

površina – Au) enostanovanjske hiše. Seveda pa je površina zemeljskega kolektorja

odvisna tudi od kakovosti zemlje, bolj kot je zemlja vlažna (ilovnata), manjša je potrebna

površina in obratno. Kot smo že povedali pri predstavitvi izdelkov podjetja, se zemeljski

kolektor polaga na globino od 1,2 do 1,5 m. Preplitko ga ne smemo položiti zaradi

zamrznitve slanice (premajhen vir energije, pozimi). Pregloboko pa ne zato, ker imamo v

prehodnih obdobjih ogrevanja, ko sonce že segreva zgornjo plast zemlje, premajhni

izkupiček (grelno število). Širina med cevmi zemeljskega kolektorja naj bo vsaj 600 mm.

V kolektorju se pretaka posebna mešanica vode in tekočine proti zamrzovanju (slanica ali

glikol).

V preglednici 6.2 so predstavljene vrednosti, različne zemeljske sestave po VDI 4640 ter

praktičnih izkušnjah »kot v [27].

Preglednica 6.2: Vrednosti zemeljske sestave; Vir: Termo Shop d.o.o.

Kvaliteta tal: Odvzem energije:

suha, peščena tla q = 10 W/m2

vlažna, peščena tla q = 15–20 W/m2

suha, ilovnata tla q = 20–25 W/m2

vlažna, ilovnata tla q = 25-30 W/m2

zelo mokra ilovnata tla q = 30 W/m2

Pri površini zemeljskega kolektorja moramo upoštevati največjo grelno moč TČ. V našem

primeru je to 8,6 kW (podatek iz preglednice 6.1).

Page 54: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

42

Skupno dolžino zemeljskega kolektorja izračunamo iz naslednje enačbe (6.1):

[ ] max hQL m

q= (6.1)

kjer je:

L – dolžina zemeljskega kolektroja, Qh max – maks. grelna moč TČ, q – toplota energija zemlje.

V našem primeru gre za suha ilovnata tla, zato vzamemo vrednost q = 20 W/m2. Sledi

izračun zemeljskega kolektroja:

na

2

8600 W430 m 500 m

W20

m

zaokrožimoL = = →

Bolje je imeti malce predimenzioniran zemeljski kolektor, kot da je poddimenzioniran,

čeprav smo pri zaokrožitvi upoštevali še dovod do kotlovnice.

Zemeljski kolektor se izvede s colskimi (φ 1″) alkaten PE-cevmi. Izvede pa se na

horizontalni način v serijski vezavi, kot prikazuje slika 6.1.

Smer tokaslanice

Slika 6.1: Prikaz horizontalnega kolektorja v serijski vezavi

Za pogon slanice v zemeljskim kolektorju potrebujemo obtočno črpalko, ki je vgrajena v

TČ ali v kotlovnici. Moč obtočne črpalke je 0,18 kW.

Page 55: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

43

7 KOTLOVNICA Toplotna črpalka TERRApump W8 R »potrebuje« za ogrevanje še zalogovnik (v našem

primeru 300 L), za pripravo tople sanitarne vode pa bojler (v našem primeru 200 L) ter

ekspanzijski posodi. Poleg tega pa potrebujemo tudi ostali montažni material, za montažo

opreme v kotlovnici. Vse to pa bo v kotlovnici površine 6,66 m2, ki je v pritličju

enostanovanjske hiše.

Ker gre za novogradnjo, bomo uporabili naslednje temperaturne nivoje:

� ogrevanje enostanovanjske hiše, preko talnega gretja (35/28 °C),

� hlajenje enostanovanjske hiše, preko talnega gretja (18/23 °C),

� segrevanje tople vode do 50 °C.

Za to pa potrebujemo dvokanalno regulacijo TČ.

Prikaz vezave toplotne črpalke zemlja/voda je predstavljen v prilogah na strani 79.

Page 56: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

44

8 TALNO GRETJE Talno gretje se dimenzionira na največjo moč, ki jo daje glede na ogrevanje in hlajenje. V

našem primeru je večja moč pri ogrevanju enostanovanjske hiše. Zato seštejemo izgube

zaradi transmisije ter izgube zaradi prezračevanja ter tako dobimo inštalirano toplotno moč

talnega gretja. Pri inštalirani moči talnega gretja ne upoštevamo toplotnih odbitkov

(toploto, ki jo oddaja zemlja preko gradbene površine, Ag).

V preglednici 8.1 so predstavljene inštalirane moči talnega gretja, za posamezen prostor v

enostanovanjski hiši.

Preglednica 8.1: Prikaz inštalirane toplotne moči talnega gretja prostorov

Prostor: QT [W]: QV [W]: Qint [W]:

Garaža 610,98 371,47 982,45

Kotlovnica 77,96 81,36 159,32

Kuhinja z jedilnico +

dnevno sobo 798,98 739,78 1538,76

Računalniška soba 157,27 151,52 308,79

Vetrolov 103,71 66,45 170,16

WC 106,30 72,45 178,75

Hodnik 216,55 303,10 519,65

Spalnica 348,69 296,84 645,53

Kopalnica 166,93 124,90 291,83

Otroška soba 1 178,28 177,27 355,55

Otroška soba 2 188,70 167,84 356,54

V posameznih prostorih so izgube toplote talnega gretja razdeljene na 2, 3 ali celo 4 zanke,

zaradi doseganja želenih temperatur oz. pokrivanja toplotnih izgub prostora. Za talno gretje

se uporabljajo cevi Rautherm S-17 x 2, kar pomeni zunanji presek cevi 17 mm in debelina

stene cevi 2 mm.

Page 57: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

45

Material je peroksidno ojačan polietilen (PE-Xa), kar ustreza DIN 16892 »kot v [28]«.

Talno gretje je izvedeno iz posameznega razdelilnega talnega ogrevanja. V pritličju je v

razdelilniku talnega ogrevanja (R1) 9 zank ter ena rezerva. Na mansardi pa je v

razdelilniku talnega gretja (R2) 7 zank ter dodatna zanka za grelno telo. Dodatno grelno

telo (lestev) je nameščeno v kopalnici mansarde, dimenzije 1764/500 mm, temperaturni

nivo 35/28 °C. Razmik med zanki je od 50 do 200 mm, glede na notranjo projektno

temperaturo Ti ter toplotne izgube prostora.

Inštalirano moč talnega gretja se lahko po potrebi poveča preko pretočnega ventila, ki je za

posamezno vejo talnega gretja v razdelilniku talnega gretja (R1, R2). Lahko jo povečamo

tudi s povečanjem temperaturnega nivoja, tako da ni bojazni, da bomo v sezoni ogrevanja

ostali v hladnih, premalo ogretih prostorih.

Dolžina talnega gretja je izračunana pri risanju shem talnega gretja, ki so prikazane v

prilogah na straneh 80 in 81.

Page 58: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

46

9 REGULACIJA Toplotna črpalka TERRApump W8 R ima že vgrajeno regulacijo za lastno delovanje ter

krmiljenje tipala, črpalk, zalogovnika in boljerja. Uporablja se z krmilno regulacijo

toplotne črpalke, SE 6001 WPC master, upravljanje z enoto MB 6100. Tako nam že

zadostuje za osnovno delovanje TČ. Na toplotni črpalki je krmilna enota MB 6100, slika

9.1, s katero imamo nadzor nad regulacijsko enoto SE 6001 WPC master, slika 9.2, ki je

vgrajena znotraj TČ »kot v [29]«.

Slika 9.1: Krmilna enota MB 6100

Slika 9.2: Regulacijska enota SE 6001 WPC master

Page 59: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

47

V meniju globalne funkcije lahko obdelujemo naslednje funkcije »kot v [28]«:

� čas in datum,

� nastavljene + dejanske vrednosti,

� nastavitve,

� izhodi relejev,

� časovni programi,

� branje pomnilnika motenj,

� vnos gesla (kode),

� oznaka funkcij,

� geslo.

Regulacija toplotne črpalke ponuja vrsto programov v načinu obratovanja, poleg

nastavljanja želene temperature v zalogovniku, bojlerju, kot tudi čas vklopa in način

delovanja (ročno/avtomatsko). V preglednici 9.1 so predstavljeni načini obratovanja »kot v

[29]«.

Preglednica 9.1: Načini obratovanja

Nastavitev: Način obratovanja: Funkcija:

0 Stanje pripravljenosti

Ogrevalni krog je reguliran glede na temperaturo prostora

za zaščito pred zmrzaljo (03-000).

Pri pripravi tople vode (05-050) lahko nastavite opcijo, da

pri tem ogrevanju zaprete polnjenje tople vode.

1 Časovni program I Ogrevalni krog preklaplja med normalno in varčevalno

temperaturo glede na nastavljen tedenski časovni program

1. 2 Časovni program II Enako kot samodejno obratovanje 1, vendar s časovnim.

programom 2. 3 Časovni program III Enako kot samodejno obratovanje 1, vendar s časovnim.

programom 3.. 4 Normalno obratovanje

Ogrevalni krog reguliran na normalno temperaturo prostora

(03-051).

5 Varčevalni program Ogrevalni krog reguliran na varčevalno temperaturo

prostora (03-053). To pri ogrevanju ustreza znižani.

6 Poletni program Ogrevalni krog reguliran na temperaturo prostora za zaščito

pred zmrzaljo (03-000).

7 Ročni način Ogrevanje Ogrevalni krog reguliran na nastavljeno temperaturo

(03-049) v ročnem načinu.

8 Ročni način Hlajenje Ogrevalni krog reguliran na nastavljeno temperaturo

(03-049) v ročnem načinu.

Page 60: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

48

9.1 Tipala znotraj Temperaturna tipala so nepogrešljiv element pri projektiranju sodobne toplotne črpalke.

Temperaturna tipala »pošiljajo« informacijo o temperaturi vode, npr. v zalogovniku ali

bojlerju, ter vplivajo na vklop in izklop črpalk, v primeru da temperatura doseže zahtevano

temperaturo.

Temperaturna tipala v kotlovnici so v našem primeru nameščena na:

� zalogovnik vode,

� bojler,

� dovod cevi v talno gretje.

V zalogovniku vode pripravljamo toplo vodo, namenjeno za talno gretje ter bojler za

pripravo tople vode (preko izmenjevalca). Zato moramo s temperaturnim tipalom vseskozi

spremljati temperaturo v zalogovniku, da omogočimo normalno obratovanje. Nastavitev

temperature je odvisna od režima delovanja ter vrste uporabe, običajno se giblje

temperatura od 35 do 50 °C.

Tudi v bojlerju imamo temperaturno tipalo, ki vpliva na delovanje črpalke, ki poganja

vodo skozi izmenjevalec bojlerja. Tudi tukaj običajno nastavimo temperaturo 45–50 °C.

Za nadzor temperature vode, ki jo »pošiljamo« v talno gretje, vstavimo temperaturno tipalo

na vstopu vode v talno gretje. S tem imamo nadzor nad prevelikimi temperaturami vstopne

vode ter spremljanjem nastavljenega temperaturnega režima. V našem primeru je

temperaturni režim 35/28 °C.

Tipala so prikazana tudi na skici kotlovnice, v prilogah na strani 79.

9.2 Tipala zunaj Piri navadni regulaciji TČ, z omenjenim regulatorjem, ponavadi ne uporabljamo zunanjih

tipal. Z zunanjim tipalom namreč lahko očitamo temperaturo okolice, glede na katero

potem spreminjamo temperaturo tudi v prostoru.

Page 61: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

49

To je dober način regulacije, saj lahko neposredno, pri nižjih temperaturah okolice, v

sistem talnega gretja pošiljamo toplo vodo v višjem temperaturnem režimu ter s tem

ohranimo želene temperature prostorov.

Za takšno delovanje pa ponavadi uporabimo še dodatno regulacijo.

9.3 Regulacija MR-TR MR-TR je trotočkovni regulator PID za talno ali radiatorsko ogrevanje. Preko svojih

izhodov krmili motorni pogon za mešalni ventil in obtočno črpalko. V osnovi uravnava

temperaturo dvižnega voda v odvisnosti od zunanje temperature, odstopanja želene od

dejanske sobne temperature in nastavljenih parametrov.

Regulator deluje po nelinearnih ogrevalnih krivuljah, ki zagotavljajo pravilno ogrevanje

tudi pri višjih zunanjih temperaturah. Nastavitev naklona krivulj je mogoča od 0.1 do 2 v

resoluciji po 0.1 (20 krivulj). Paralelni premik krivulje je mogoče nastavljati v mejah od –

10 do +10, kar pomeni, da lahko premikamo izhodišče krivulj za +/–10 °C. S pomočjo

trimestnega prikaza in treh tipk je omogočena nastavitev vseh parametrov in kontrola vseh

temperatur. V poletnih mesecih regulator skrbi za brezhibnost črpalke in mešalnega

ventila, saj vsakih nekaj dni najprej prevrti mešalni ventil in nato za nekaj sekund vklopi še

črpalko. S tem preprečuje blokiranje teh dveh elementov zaradi usedlin in zatrdelosti.

Regulator deluje tudi brez sobne enote ali samo s sobnim korektorjem (s tipalom). To je

uporabno predvsem pri talnih gretjih, kjer nočno znižanje nima velikih prednosti, zaradi

vztrajnosti sistema. Ob preklopu regulatorja na talni režim si regulator sam privzame

nekatere omejitve, in sicer: temperatura dvižnega voda je 50 °C, nastavitev naklona je

možna samo od 0.1 do 1 in vpliv sobne enote je možen samo med 0 in 5. S pomočjo

talnega tipala regulator uspešno preprečuje neprijetne občutke v nogah zaradi pretoplih tal

»kot v [30]«.

Page 62: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

50

9.4 Preklapljanje med ogrevanjem in hlajenjem Reverzibilne toplotne črpalke imajo torej možnost hlajenja in ogrevanja.

Toplotna črpalka se bistveno ne razlikuje od hladilnega stroja, zato so sestavni deli obeh

strojev praktično enaki. Gre le za obrnjen proces delovanja sistema, glede na spremembo

temperatur (kondenzator/uparjalnik). Možnost preklapljanja med ogrevanjem in hlajenjem

v reverzibilni izvedbi TČ nam omogoča reverzibilni oz. štiripotni ventil, slika 9.3. Ta je

krmiljen s prej omenjeno regulacijo.

Slika 9.3: Reverzibilni ali štiripotni ventil

Vir: Termo Shop d. o. o. Prednost ogrevanja ima sanitarna voda. To velja tako v zimskem, kot poletnem obdobju.

Ko je ta segreta na nastavljeno vrednost, preklopi regulacija na ogrevanje ali hlajenje

stanovanja. Štiripotni ventili se med sabo razlikujejo po velikosti, glede na moč ogrevanja

in hlajenja reverzibilne toplotne črpalke. Brez omenjenega ventila v strojni vezavi TČ, bi

le-ta delovala samo za ogrevanje stanovanja in pripravo tople sanitarne vode.

Page 63: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

51

10 EKONOMSKI IZRAČUN

10.1 Toplotna črpalka zemlja/voda Toplotna črpalka je namenjena, poleg ogrevanja stanovanja in segrevanju tople sanitarne

vode pozimi, tudi hlajenju v poletni sezoni. Zato bomo za ekonomski izračun upoštevali

tako ogrevanje stanovanja in pripravo tople sanitarne vode kot tudi hlajenje.

Za izračun vzemimo letno delovanje toplotne črpalke v sezoni ogrevanja, 1900 ur, saj gre

za področje Štajerske, ki ustreza trajanju kurilne sezone 265 dni, več v poglavju 5.2. Za

izračun hlajenja pa upoštevajmo 212 ur delovanja TČ, podrobno v poglavju 5.2.

Ogrevanje:

Za izračun električne energije, ki jo porabi TČ za obratovanje v ogrevalni sezoni,

potrebujemo enačbo (10.1):

[ ] kWheTČW P t= ⋅ (10.1)

kjer je:

WTČ – električna energija na sezono ogrevanja, Pe – maks. električna moč TČ zemlja/voda (pri S0/W50), t – število ur obratovanja TČ/kotla v sezoni ogrevanja.

V sezoni ogrevanja s TČ zemlja/voda porabimo 4560 kWh električne energije.

2, 4kW 1900h=4560 kWh

TČW = ⋅

Obtočna črpalka zemeljskega kolektorja, v sezoni ogrevanja, pa 342 kWh električne

energije.

0,18kW 1900h=342 kWh

OČW = ⋅

Sedaj moramo izračunati stroške, enačba (10.2), ki so nastali, če TČ zemlja/voda v sezoni

ogrevanja porabi 3420 kWh električne energije.

Page 64: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

52

[ ] EUReTČ TČS W C= ⋅ (10.2)

kjer je:

STČ – stroški obratovanja TČ zemlja /voda v ogrevalni sezoni, WTČ – električna energija na sezono ogrevanja, Ce – cena električne energije.

Cena električne energije klasičnega paketa, enotne tarife (ET), z DDV (20 %), z dne 30. 5.

2012 je 0,130464 EUR/kWh »kot v [31]«.

Stroški obratovanja TČ zemlja/voda, v ogrevalni sezoni, so ocenjeni na 594,92 EUR.

EUR

4560kWh 0,130464 594,92 EURkWhTČ

S = ⋅ =

Stroški obratovanja obtočne črpalke, v ogrevalni sezoni, so ocenjeni na 44,62 EUR.

EUR

342kWh 0,130464 44,62 EURkWhOČ

S = ⋅ =

Hlajenje:

Za izračun električne energije, ki jo porabi TČ, za obratovanje v sezoni hlajenja,

potrebujemo enačbo (10.3):

[ ] kWhe cold coldTČ coldW P t= ⋅ (10.3)

kjer je:

WTČ cold – električna energija na sezono hlajenja, Pe cold – maks. električna moč TČ zemlja/voda pri hlajenju, tcold – število ur obratovanja TČ/klime v sezoni hlajenja.

V sezoni hlajenja s TČ zemlja/voda porabimo 382 kWh električne energije.

1,8kW 212h=382 kWhTČ cold

W = ⋅

Obtočna črpalka zemeljskega kolektorja, v sezoni hlajenja, pa 38,20 kWh električne

energije.

0,18kW 212h=38,20 kWhOČ cold

W = ⋅

Page 65: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

53

Sedaj izračunamo še stroške, ki so nastali, če TČ zemlja/voda v sezoni hlajenja porabi 382

kWh električne energije, enačba (10.4).

[ ] EUReTČ cold TČ coldS W C= ⋅ (10.4)

kjer je:

STČ cold – stroški obratovanja TČ zemlja /voda v sezoni hlajenja, WTČ cold – električna energija na sezono hlajenja, Ce – cena električne energije.

Stroški obratovanja TČ zemlja/voda, v sezoni hlajenja, so ocenjeni na 49,84 EUR.

EUR382kWh 0,130464 49,84 EUR

kWhTČ coldS = ⋅ =

Stroški obratovanja obtočne črpalke, v sezoni hlajenja, so ocenjeni na 4,99 EUR.

EUR38, 2kWh 0,130464 4,99 EUR

kWhOČ coldS = ⋅ =

Pri zgornjem izračunu smo upoštevali, da je COP enak skozi vso leto. V praksi pa vemo,

da temu ni tako, ampak je v zimskem obdobju nekoliko manjši, v prehodnem obdobju pa

že višji. Gre le za grobo oceno stroškov obratovanja TČ zemlja/voda v obeh sezonah.

Toplotna črpalka TERRApump W8 R stane 4.000,00 EUR ter 500,00 EUR vremensko

vodena dvokanalna regulacija za TČ, skupaj torej 4.500,00 EUR. Montažni material je

ocenjen na 1.000,00 EUR ter stroški montaže 800,00 EUR, vse cene so z 8,5 % DDV »kot

v [32]«. Stroški zemeljskega kolektorja so ocenjeni na 2.400,00 EUR (torej 1.700,00 EUR

strošek kolektorja, 500,00 EUR zemeljska dela ter 200,00 EUR hladilna tekočina glikol)

kot v »[32]«.

S strani Eko sklada, j. s. smo upravičeni do 25 % vrednosti naložbe oz. do 2500 EUR

nepovratne subvencije za nakup in vgradnjo TČ zemlja/voda »kot v [15]«. TČ

TERRApump W8 R ustreza zahtevam Eko sklada, j. s. za nepovratno subvencijo.

Page 66: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

54

10.2 Kotel na ELKO Pri kotlu na ELKO bomo izračunali porabo energenta za ogrevanje na ogrevalno sezono.

Ogrevalna sezona bo enako dolga, kot v primeru ogrevanja s TČ zemlja/voda, to je 1900

ur. Pri izračunu bomo upoštevali potrebno toplotno moč kotla (Qk) za ogrevanje

enostanovanjske hiše ter pripravo tople sanitarne vode (podatek iz preglednice 5.10). Pri

izbiri kotla na ELKO bomo upoštevali še klimatsko napravo, ker hlajenja kotel ne dopušča,

več v poglavju 10.3.

Za izračun energije, ki jo porabi kotel za obratovanje v ogrevalni sezoni, potrebujemo

enačbo (10.5):

[ ] kWhkKOTEL

k

Q tW

η

⋅= (10.5)

kjer je:

WKOTEL – potrebna toplotna energija kotla na sezono ogrevanja, Qk – potrebna toplotna moč kotla za ogrevanje, t – število ur obratovanja TČ/kotla v sezoni ogrevanja, ηk – izkoristek kotla na ELKO.

V sezoni ogrevanja s kotlom na ELKO potrebujemo 13020 kWh toplotne energije.

6,51kW 1900h

=13020 kWh0,95KOTELW

⋅=

Izračunamo še stroške obratovanja kotla na ELKO v ogrevalni sezoni, enačba (10.6):

[ ] EURKOTELKOTEL ELKO

WS C

H= ⋅ (10.6)

kjer je:

SKOTEL – stroški obratovanja kotla na ELKO v ogrevalni sezoni, WKOTEL – potrebna toplotna energija kotla na sezono ogrevanja, H – kurilna vrednost ELKO, CELKO – cena ELKO.

Kurilna vrednost ELKO je ≥42,6 MJ/kg, gostota ELKO je ≤860 kg/m3 »kot v [33]«. Zato

sledi, da je kurilna vrednost enakovredna 10,18 kWh/L.

Page 67: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

55

Drobnoprodajna cena ELKO, z dne 30. 5. 2012, je 0,991 EUR/L »kot v [34]«.

Stroški obratovanja kotla na ELKO, v sezoni ogrevanja, so 1267,47 EUR.

13020kWh EUR0,991 1267, 47 EUR

kwh10,18

L

KOTELSL

= ⋅ =

Pri izračunu stroškov ogrevanja s kotlom na ELKO smo upoštevali 95 % izkoristek kotla.

Res, da so izkoristki sodobnih kotlov zelo veliki, vendar vsaka naprava ima izkoristek, tako

je tudi pri kotlu. Gre le za grobi izračun stroškov ogrevanja na sezono.

Strošek nabave kotla na ELKO, z gorilnikom ter vremensko regulacijo (Buderus UNIT

K25/1), je po pregledu cenikov ter primernih toplotnih moči ocenjen na 1.784,00 EUR

»kot v [35]«. Montaža okoli 800,00 EUR ter stroški materiala 1.000,00 EUR. Gradnja

dimnika je ocenjena na 1.000,00 EUR. Gre le za oceno montaže in materiala, ki pa ni v

velikem realnem odstopanju.

10.3 Klimatska naprava Pri izbiri ogrevanja s kotlom na ELKO nam ta hlajenja ne dopušča. Reverzibilna TČ

zemlja/voda pa ima funkcijo hlajenja ter smo jo tudi upoštevali pri ekonomskem izračunu.

Zato bomo pri izbiri kotla na ELKO upoštevali strošek klimatske naprave ter porabo

električne energije, ki jo klimatska naprava porabi za obratovanje.

Klimatska naprava za hlajenje enostanovanjske hiše je Mitsubishi MSZ-GE35VA

INVERTER »kot v [36]«.

Pomembni podatki:

� cena klimatske naprave: 854,60 EUR,

� moč hlajenja [kW]: 3,5 (ravno toliko, da pokrijemo izgube v sezoni hlajenja),

� COP (pri hlajenju): 4,05, energijski razred A,

� napetost [V]: 230,

� ekološki plin: R410A,

� paket vključuje notranjo (stenske) in zunanjo enoto.

Page 68: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

56

Stroške porabljene električne energije klimatske naprave izračunamo po enačbi (10.7):

[ ]lim lim k a cold

k a cold ecold

WS t C EUR

COP= ⋅ ⋅ (10.7)

kjer je:

Sklima – stroški električne energije pri obratovanju klime,

Wcold cold – hladilna moč klimatske naprave,

COPcold – faktor učinkovitosti klimatske naprave pri hlajenju,

tcold – število ur obratovanja TČ/klime v sezoni hlajenja,

Ce – cena električne energije. Stroški električne energije pri obratovanju klime v poletni sezoni znašajo 23,90 EUR.

lim

3,5212 0,130464 23,90

4,05k a

kW EURS h EUR

kWh= ⋅ ⋅ =

Stroški obratovanja klimatske naprave so v sezoni hlajenja precej manjši od stroškov

obratovanja TČ zemlja/voda.

Stroški montaže klimatske naprave so ocenjeni na 200 EUR, stroški menjave filtra

(notranja enota) na sezono pa 20 EUR.

10.4 Ekonomska primerjava ogrevanja na TČ in kotel Sledi le še primerjava izračunanih vrednosti in podatkov med TČ in kotlom + klimatsko

napravo ter povrnitev stroškov investicije TČ zemlja/voda. Pri ekonomskem izračunu

bomo upoštevali ceno generatorja toplote in hladu, strošek energenta v sezoni ogrevanja in

hlajenja, montažo in material. Ostalo (zalogovnik, bojler, talno gretje itd.) ne bomo

vključili v ekonomski izračun, ker omenjeno potrebujemo pri obeh izbirah generatorja

toplote.

V nadaljevanju želim predstaviti, da se investicija TČ zemlja/voda za obravnavan primer

res izplača, preglednica 10.1.

Page 69: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

57

Preglednica 10.1: Podatki ekonomskega izračuna

Namen/vrsta: TČ zemlja/voda: Kotel na ELKO:

Generator toplote, z vremensko regulacijo 4.500,00 EUR 1.784,00 EUR

Montažni material 1.000,00 EUR 1.000,00 EUR

Montaža 800,00 EUR 800,00 EUR

Zemeljski kolektor + izkop + glikol 2.400,00 EUR /

Dimnik / 1.000,00 EUR

Vmesni investicijski stroški 8.700,00 EUR 4.584,00 EUR

Subvencija (Eko sklad, j. s.) 25 % vrednosti inv.,

vendar do 2.500,00 EUR

ni subvencije za

izbrano naložbo

Klimatska naprava / 854,60 EUR

Montaža klimatske naprave / 200,00 EUR

INVESTICIJSKI STROŠKI 6.525,00 EUR 5.638,60 EUR

Stroški energenta (elekt. energ., ELKO)

v ogrevalni sezoni 594,92 EUR 1.267,47 EUR

Obratovanje obtočne črpalke zemeljskega

kolektorja v ogrevalni sezoni 45,00 EUR /

Stroški energenta (električne energije)

v sezoni hlajenja 49,84 EUR 23,90 EUR

Obratovanje obtočne črpalke zemeljskega

kolektorja v sezoni hlajenja 4,99 EUR /

OBRATOVANI STROŠKI 694,75 EUR 1.291,37 EUR

Vzdrževalni stroški (TČ ali kotel)/sezono 100,00 EUR 50,00 EUR

Čiščenje dimnika/sezono / 50,00 EUR

Menjava filtra klimatske naprave / 20,00 EUR

VZDRŽEVALNI STROŠKI 100,00 EUR 120,00 EUR

PRIHRANEK NA SEZONO 616,62 EUR /

*VSI STROŠKI PO 25. LETIH: 28.568,75 EUR 40.922,85 EUR

*Predpostavimo, da imata tako TČ kot kotel na ELKO ter klimatska naprava življenjsko dobo 25 let, ne

upoštevamo subvencije, cena energentov veljavna z dnem izračuna.

Page 70: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

58

Povrnitev investicije TČ zemlja/voda z upoštevano subvencijo Eko sklada, j. s.:

Povrnitev investicije izračunamo po enačbi (10.8):

( )[ ]

investicijski stroški TČ - investicijski stroški Kotel+klima. leto

prihranek na sezonošt let = (10.8)

6.525,00EUR 5.638,60EUR

. 1,44 leta 1,5 leta616,62EUR

zaokrožimo našt let−

= = →

Povrnitev investicije TČ zemlja/voda brez subvencije Eko sklada, j. s.:

8.700,00EUR 5.638,60EUR

. 4,97 letih 5 let616,62EUR

zaokrožimo našt let−

= = →

V našem primeru se investicija povrne v enem letu in pol, brez upoštevane nepovratne

subvencije Eko sklada, j. s. pa v petih letih. Seveda je za točno povrnitev investicije

potrebno upoštevati vse nastale stroške.

Res pa je, da se bo ELKO vsekakor ekstremno dražil, naproti električni energiji, ki je

nekakšen »vsestranski« energent tudi v prihodnosti.

Če bi upoštevali samo ogrevanje ter pripravo tople sanitarne vode s TČ zemlja/voda,

naproti kotlu na ELKO, bi se investicija povrnila v kasnejšem obdobju.

Page 71: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

59

11 SKLEP V diplomskem delu je predstavljen celovit izračun izgub toplote v sezoni ogrevanja ter

izgub zaradi hlajenja v poletnih mesecih za obravnavano enostanovanjsko hišo. Na podlagi

dobljenih rezultatov ter možnosti izvedbe je bila izbrana toplotno črpalko zemlja/voda

podjetja Termo Shop d. o. o. Vključen je tudi izračun talnega gretja s skicami ter primerna

kurilnica z regulacijo toplotne črpalke. Sledil je ekonomski izračun, ter primerjava s

kotlom na ekstra lahko kurilno olje. Ugotovili smo upravičenost naložbe v toplotno črpalko

zemlja/voda za enostanovanjsko hišo, ki se nam povrne v poldrugem letu. Brez pomoči

države (preko nepovratnih sredstev) pa se investicija povrne v roku petih let. Seveda smo v

izračunu upoštevali življenjsko dobo obeh generatorjev toplote, 25 let, kar je nekakšna

maksimalna doba.

Tudi sam menim, da je potrebno podpirati projekte, ki gredo v t. i. nizkoogljično

prihodnost ter spodbujati učinkovite rabe energije tudi v stanovanjskih objektih, kjer smo

še za konkurenco. K temu lahko posamezniki veliko pripomorejo, če se odločajo za nakup

toplotne črpalke, tako v novogradnjah kot tudi pri obnovitvi objektov, ker je to generator

toplote, ki je v danem trenutku med najoptimalnejšimi izbirami. Seveda pa je potrebno

proučiti potrebe, da izberemo primerno in ekonomsko smotrno toplotno črpalko glede na

dane razmere.

Page 72: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

60

12 VIRI [1] T. Rutar, Poraba energije in goriv v gospodinjstvih, Slovenija, 2010 – končni podatki, Statistični urad Republike Slovenije, 12. julij, 2011, Svetovni splet [http://www.stat.si/novica_prikazi.aspx?id=4051], obiskano 17. 5. 2012. [2] Direktiva 2010/31/EU Evropskega parlamenta in sveta, o energetski učinkovitosti stavb, UL L 153/13, 19. maj 2010. [3] Termo Shop d. o. o., Predstavitev podjetja – O nas, Svetovni splet [http://www.termoshop.si/default.asp?mID=sl&pID=podjetje], obiskano 18. 5. 2012. [4] Termo Shop d. o. o., Izdelki, Svetovni splet [http://www.termoshop.si/default.asp?mID=sl&pID=trgovina], obiskano 18. 5. 2012. [5] M. Marčič, Pomen in naloge hlajenja in gretja, v: Hladilna tehnika, Maribor, 2003, str. 3–4. [6] T. Obersnu, Strojno hlajenje in gretje, Tehniška založba Slovenije, Ljubljana, 1991. [7] M. Marčič, Transformatorji toplote, v: Hladilna tehnika, Maribor, 2003, str. 4–5. [8] Termo Shop d. o. o., Zakaj izbrati toplotno črpalko, Svetovni splet [http://www.termoshop.si/default.asp?mID=sl&pID=tc-za-ogrevanje-objektov], obiskano 22. 5. 2012. [9] Instalater, Delovanje toplotne črpalke skozi leto, 20. junij, 2009, Svetovni splet [http://www.instalater.si/clanek/117/Delovanje-toplotne-crpalke-skozi-leto], obiskano 21. 5. 2012. [10] OCHSNER Heat Pump Company, Delovni cikel toplotne črpalke, Svetovni splet [http://www.toplotnecrpalke.si/kako-deluje-toplotna-%C4%8Drpalka/delovni-cikel-toplotne-%C4%8Drpalke.aspx], obiskano 22. 5. 2012 [11] M. Marčič, Hladila, v: Hladilna tehnika, Maribor, 2003, str. 25. [12] G.F. Hundy, A.R. Trott, T.C. Welch, Butterworth–Heinemann, Refrigiration and Air Conditioning, 4th Edition, 2008, Pages 392. [13] Termo Shop d. o. o., Vir toplote za toplotno črpalko, Svetovni splet [http://www.termoshop.si/default.asp?mID=sl&pID=vgradnja], obiskano 22. 5. 2012. [14] Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah, Ur. l. RS, št. 93/2008, str. 12698.

Page 73: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

61

[15] Eko sklad, j. s., Javni poziv 12sub-ob12 Nepovratne finančne spodbude občanom za nove naložbe rabe obnovljivih virov energije in večje energetske učinkovitosti stanovanjskih stavb, Svetovni splet [http://www.ekosklad.si/html/zakonodaja/main.html], obiskano 23. 5. 2012, 30. 5. 2012. [16] Demit d. o. o., Izolacijske fasadne plošče, Svetovni splet [http://www.demit.si/index.php?option=com_content&view=article&id=87&Itemid=29], obiskano 23. 5. 2012. [17] Xella porobeton SI d. o. o., Gradbeni sistem, Svetovni splet [http://www.ytong.si/si/docs/ytong_katalog-2011.pdf], obiskano 25. 5. 2012 [18] Ursa Slovenija, proizvodnja steklene volne d. o. o., Toplotna izolacija iz mineralne steklene volne, Svetovni splet [http://www.ursa.si/izdelki_steklena-volna.htm], obiskano 23. 5. 2012. [19] Fragmat Tim d. d., Toplotne izolacije-stiropor rezane ESP-plošče, Svetovni splet [http://www.fragmat.si/slo/02.htm], obiskano 23. 5. 2012. [20] Mik Celje d. o. o., LES-ALU okna, Svetovni splet [http://www.mik-ce.si/okna/les-alu-okna/], obiskano 24. 5. 2012. [21] INT vrata d. o. o., Les/Alu, Svetovni splet [http://www.int-vrata.si/vhodna_vrata/tehnika/les_alu/], obiskano 24. 5. 2012. [22] Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah, Ur. l. RS, št. 42/2002, str. 4114. [23] Priročnik za načrtovanje, Zahteve pri načrtovanju majhnih in srednje velikih solarnih sistemov, Intelligent Energy Europe, 15. 4. 2009. [24] Krautov strojniški priročnik, Toplotne lastnosti snovi, 14. slovenska izd., Ljubljana, Littera picta 2003, str. 237. [25] Recknagel, Odvajanje toplote čoveka, v: Grejanje i klimatizacija 05/06, Vrnjačka Banja, 2004, str. 46–47. [26] Recknagel, Toplota koju odaju mašine, v: Grejanje i klimatizacija 05/06, Vrnjačka Banja, 2004, str. 1487. [27] Termo Shop d. o. o., Seminar za hladilno in ogrevalno tehniko za monterje in serviserje 2012, priročnik. [28] Rehau, Unlimited polymer solutions, 3 Rehau sistemi površinskega ogrevanja in hlajenja, Svetovni splet [http://www.tilia.si/userfiles/Cenik%20-%20REHAU%20sistem%20povrsinskega%20ogrevanja%20in%20hlajenja.pdf], obiskano 29. 5. 2012.

Page 74: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

62

[29] Termo Shop d. o. o., Navodila za regulator toplotne črpalke SE 6001 WPC master upravljanje 6100/6400, 12. 3. 2012. [30] Termo Shop d. o. o., Regulator MR-TR. [31] Elektro Celje Energija d. o. o., Račun električne energije za mesec maj (klasični paket, ET), ogled 30. 5. 2012. [32] Termo Shop d. o. o., Cene po podatkih podjetja, dne 30. 5. 2012. [33] Agencija za učinkovito rabo energije, Ekstra lahko kurilno olje v gospodinjstvu, Svetovni splet [http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/PDFknjiznjicaAURE/IL1-15.PDF], obiskano 30. 5. 2012. [34] Ministrstvo za gospodarski razvoj in tehnologijo, Cena naftnih derivatov, Svetovni splet [http://www.mgrt.gov.si/si/delovna_podrocja/notranji_trg/sektor_za_preskrbo_nadzor_cen_in_varstvo_konkurence/cene_naftnih_derivatov/], obiskano 30. 5. 2012. [35] Kovintrade, mednarodna trgovina d. d., Oljni nizkotemperaturni litoželezni ogrevalni kotli – paketni ceniki, Svetovni splet [http://www.buderus.si/oljni-litozelezni-kotel-paketni-ceniki.html], obiskano 3. 7. 2012. [36] Ceneje.si, spletna trgovina, Klimatske naprave, Svetovni splet [http://www.ceneje.si/dom-in-vrt/ogrevalno-hladilna-telesa/klimatske-naprave/mitsubishi-klimatska-naprava-msz-ge35va-inverter_-_CX0013A834?tab=pod], obiskano 26. 6. 2012.

Page 75: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

63

13 PRILOGE

13.1 Seznam slik Slika 1.1: Skica enostanovanjske hiše, pogled z zahoda ....................................................... 3

Slika 2.1: Notranja enota TČ zrak/voda podjetja Termo Shop d. o. o................................... 5

Slika 2.2: Grafikon (COP/zunanje temp.), 8kW TČ zrak/voda, Mitsubishi.......................... 6

Slika 2.3: TČ voda/voda podjetja Termo Shop d. o. o. ......................................................... 7

Slika 2.4: TČ zemlja/voda podjetja Termo Shop d. o. o. ...................................................... 8

Slika 3.1: Temperaturno področje uporabe termotransformatorjev »kot v [7]«.................. 10

Slika 3.2: Način delovanja toplotne črpalke, splošno »kot v [9]«....................................... 11

Slika 3.3: Prikaz Carnotovega procesa »kot v [10]« ........................................................... 12

Slika 3.4: Prikaz izvedbe TČ voda/voda »kot v [13]«......................................................... 15

Slika 3.5: Prikaz izvedbe TČ zemlja/voda »kot v [13]«...................................................... 16

Slika 3.6: Prikaz izvedbe TČ zrak/voda »kot v [13]«.......................................................... 17

Slika 4.1: Prerez zunanje stene enostanovanjske hiše ......................................................... 19

Slika 4.2: Prerez strehe ter prikaz uporabljenih materialov................................................. 21

Slika 4.3: Prerez tal pritličja enostanovanjske hiše ............................................................. 22

Slika 4.4: Prikaz oken LES–ALU s troslojno zasteklitvijo »kot v [20]« ............................ 24

Slika 5.1: Prikaz izgub transmisije enostanovanjske hiše pri hlajenju ................................ 32

Slika 6.1: Prikaz horizontalnega kolektorja v serijski vezavi.............................................. 42

Slika 9.1: Krmilna enota MB 6100...................................................................................... 46

Slika 9.2: Regulacijska enota SE 6001 WPC master .......................................................... 46

Slika 9.3: Reverzibilni ali štiripotni ventil .......................................................................... 50

Slika 13.1: Prikaz vezave TČ zemlja/voda za naš primer ................................................... 79

Slika 13.2: Talno gretje, pritličje ......................................................................................... 80

Slika 13.3: Talno gretje, mansarda ...................................................................................... 81

Slika 13.4: Tloris pritličja enostanovanjske hiše; Vir: lastnik enostanovanjske hiše.......... 82

Slika 13.5: Tloris mansarde enostanovanjske hiše; Vir: lastnik enostanovanjske hiše ....... 83

Page 76: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

64

Slika 13.6: Prva stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[14]« .................................................................................................................................... 84

Slika 13.7: Druga stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[14]« .................................................................................................................................... 85

Slika 13.8: Tretja stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[14]« .................................................................................................................................... 86

Slika 13.9: Četrta stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[14]« .................................................................................................................................... 87

Slika 13.10: Prva stran, Priloge 2, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v

stavbah »kot v [22]« ............................................................................................................ 88

Slika 13.12: Tretja stran, Priloge 2, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije

v stavbah »kot v [22]« ......................................................................................................... 89

Slika 13.13: Prva stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v

stavbah »kot v [22]« ............................................................................................................ 90

Slika 13.14: Druga stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije

v stavbah »kot v [22]« ......................................................................................................... 91

Slika 13.15: Tretja stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije

v stavbah »kot v [22]« ......................................................................................................... 92

Slika 13.16: Četrta stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije

v stavbah »kot v [22]« ......................................................................................................... 93

Slika 13.17: Peta stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v

stavbah »kot v [22]« ............................................................................................................ 94

Slika 13.18: Šesta stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v

stavbah »kot v [22]« ............................................................................................................ 95

Slika 13.19: Sedma stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije

v stavbah »kot v [22]« ......................................................................................................... 96

13.2 Seznam preglednic Preglednica 1.1: Prikaz neto površin pritličja........................................................................ 3

Preglednica 1.2: Prikaz neto površin mansarde..................................................................... 3

Preglednica 3.1: Lastnosti posameznih hladil kot v »[12]« ................................................ 14

Page 77: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

65

Preglednica 5.1: Prikaz temperatur prostorov pritličja, sezona ogrevanja .......................... 26

Preglednica 5.2: Prikaz temperatur prostorov mansarde, sezona ogrevanja ....................... 26

Preglednica 5.3: Podatki o materialih, ki sestavljajo zunanjo steno.................................... 28

Preglednica 5.4: Prikaz toplotnih prehodnosti enostanovanjske hiše.................................. 29

Preglednica 5.5: Prikaz transmisijskih izgub računalniške sobe (pritličje) ......................... 30

Preglednica 5.6: Transmisijske izgube prostorov enostanovanjske hiše............................. 31

Preglednica 5.7: Izgube prostorov zaradi prezračevanja ..................................................... 35

Preglednica 5.8: Odvajanje toplote raznih električnih naprav............................................. 36

Preglednica 5.9: Prikaz bilance hlajenja enostanovanjske hiše........................................... 38

Preglednica 5.10: Potrebna toplotna in hladilna moč TČ .................................................... 39

Preglednica 6.1: TERRApump W8 R; Vir: Termo Shop d.o.o. .......................................... 40

Preglednica 6.2: Vrednosti zemeljske sestave; Vir: Termo Shop d.o.o. ............................. 41

Preglednica 8.1: Prikaz inštalirane toplotne moči talnega gretja prostorov ........................ 44

Preglednica 9.1: Načini obratovanja.................................................................................... 47

Preglednica 10.1: Podatki ekonomskega izračuna .............................................................. 57

Preglednica 13.1: Podatki o materialih, ki sestavljajo notranjo nenosilno steno ................ 66

Preglednica 13.2: Podatki o materialih, ki sestavljajo notranjo nosilno steno .................... 66

Preglednica 13.3: Podatki o materialih, ki sestavljajo podstrešje ....................................... 67

Preglednica 13.4: Podatki o materialih, ki sestavljajo tla pritličja ...................................... 68

Preglednica 13.5: Podatki o materialih, ki sestavljajo tla mansarde ................................... 68

Preglednica 13.6: Podatki o materialih, ki notranja vrata ................................................... 69

Preglednica 13.7: Prikaz transmisijskih izgub garaže (pritličje) ......................................... 70

Preglednica 13.8: Prikaz transmisijskih izgub kotlovnice (pritličje)................................... 71

Preglednica 13.9: Prikaz transmisijskih izgub kuhinje z jedilnico + dnevno sobo (pritličje)

............................................................................................................................................. 72

Preglednica 13.10: Prikaz transmisijskih izgub vetrolova (pritličje) .................................. 73

Preglednica 13.11: Prikaz transmisijskih izgub za WC (pritličje) ...................................... 73

Preglednica 13.12: Prikaz transmisijskih izgub za hodnik (mansarda) ............................... 74

Preglednica 13.13: Prikaz transmisijskih izgub spalnice (mansarda) ................................. 74

Preglednica 13.14: Prikaz transmisijskih izgub kopalnice (mansarda) ............................... 75

Preglednica 13.15: Prikaz transmisijskih izgub za otroško sobo 1 (mansarda) .................. 75

Preglednica 13.16: Prikaz transmisijskih izgub za otroško sobo 2 (mansarda) .................. 76

Page 78: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

66

13.3 Materiali posameznih elementov, toplotna prehodnost (ogrevanje, hlajenje)

Nenosilna notranja stena (NS):

� dovoljena toplotna prehodnost za notranje stene med ogrevanimi prostori,

U = 0,90 W/m2K »kot v [14]«,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), hi: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), he: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), hi: 6 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), he: 6 W/m2K.

Preglednica 13.1: Podatki o materialih, ki sestavljajo notranjo nenosilno steno

Vrsta materiala: Debelina [m]: λλλλ [W/mK]:

Podaljšana apnena malta 0,005 0,85

Zidna plošča YTONG ZP 15 0,150 0,13

Podaljšana apnena malta 0,005 0,85

Toplotna prehodnost za notranje nenosilne stene med ogrevanimi prostori

Uh = 0,706 W/m2K ter med hlajenimi prostori Uc = 0,667 W/m2K, kar je manjša od

dovoljene 0,90 W/m2K.

Nosilna notranja stena (NNS):

� dovoljena toplotna prehodnost za notranje stene med ogrevanimi prostori,

U = 0,90 W/m2K »kot v [14]«,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), hi: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), he: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), hi: 6 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), he: 6 W/m2K.

Preglednica 13.2: Podatki o materialih, ki sestavljajo notranjo nosilno steno

Vrsta materiala: Debelina [m]: λλλλ [W/mK]:

Podaljšana apnena malta 0,005 0,85

Zidni blok YTONG ZB 30/20 0,150 0,15

Podaljšana apnena malta 0,005 0,85

Page 79: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

67

Toplotna prehodnost za notranje nosilne stene med ogrevanimi prostori

Uh = 0,793 W/m2K ter med hlajenimi prostori Uc = 0,743 W/m2K, kar je manjša od

dovoljene 0,90 W/m2K.

Podstrešje (S):

� dovoljena toplotna prehodnost za strop proti neogrevanemu prostoru, ravno in

poševno streho nad neogrevanim prostorom, U = 0,20 W/m2K »kot v [14]«,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), hi: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (zunaj, ogrevanje), he: 23 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), hi: 6 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (zunaj, hlajenje), he: 17,5 W/m2K.

Preglednica 13.3: Podatki o materialih, ki sestavljajo podstrešje

Vrsta materiala: Debelina [m]: λλλλ [W/mK]:

Notranja obloga (mavčna) 0,0125 0,21

Parna ovira 0,0005 0,19

Mineralna steklena volna 0,300 0,032

Opaž surovi 0,025 0,14

Sekundarna kritina 0,0005 0,19

Toplotna prehodnost za podstrešje nad ogrevanimi prostorih v ogrevalni sezoni

Uh = 0,102 W/m2K ter v času hlajenja Uc = 0,101 W/m2K, kar je manjša od dovoljene

0,20 W/m2K.

Tla pritličja, na terenu (T):

� dovoljena toplotna prehodnost za tla na terenu in tla nad terenu pri ploskovnem

gretju, U = 0,30 W/m2K »kot v [14]«,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), hi: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (zemlja, ogrevanje), he: 0 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), hi: 6 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (zemlja, hlajenje), he: 0 W/m2K.

Page 80: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

68

Preglednica 13.4: Podatki o materialih, ki sestavljajo tla pritličja

Vrsta materiala: Debelina [m]: λλλλ [W/mK]:

Gramoz 0,300 0,81

Osnovni beton 0,150 1,51

Hidroizolacija 0,004 0,19

ESP 150 toplotna izolacija 0,120 0,034

Sistemska plošča 0,030 0,041

Estrih 0,050 2,33

Talne obloge (keramika) 0,010 1,28

Toplotna prehodnost za tla pritlična na terenu pri ogrevanju je Uh = 0,204 W/m2K ter pri

hlajenju Uc = 0,202 W/m2K, kar je manjša od dovoljene 0,30 W/m2K.

Tla mansarde, stropna konstrukcija (T in S):

� dovoljena toplotna prehodnost za stropno konstrukcijo med ogrevanimi prostori,

U = 1,35 W/m2K »kot v [14]«,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), hi: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), he: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), hi: 6 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), he: 6 W/m2K.

Preglednica 13.5: Podatki o materialih, ki sestavljajo tla mansarde

Vrsta materiala: Debelina [m]: λλλλ [W/mK]:

Notranja obloga (mavčna) 0,0125 0,21

Polnilo Porotherm 10/60 0,100 0,33

Osnovni beton 0,150 1,51

ESP 150 toplotna izolacija 0,080 0,034

Sistemska plošča 0,030 0,041

Estrih 0,050 2,33

Talne obloge (parket) 0,010 0,21

Toplotna prehodnost za tla mansarde pri ogrevanju je Uh = 0,259 W/m2K ter pri hlajenju

Uc = 0,253 W/m2K, kar je manjša od dovoljene 1,35 W/m2K.

Page 81: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

69

Okna, balkonska vrata (O): � dovoljena toplotna prehodnost za okna in okenska vrata v ogrevanih prostorih,

U = 1,30 W/m2K »kot v [14]«. Toplotna prehodnost za okna in okenska vrat v ogrevanih prostorih (kot tudi pri hlajenju)

je 0,75 W/m2K »kot v [20]«, kar je manjša od dovoljene 1,30 W/m2K.

Vhodna, garažna vrata (ZV):

� dovoljena toplotna prehodnost za vrata v ogrevanih prostorih, U = 1,30 W/m2K »kot v [14]«.

Toplotna prehodnost za vhodna vrata in garažna vrata v ogrevanih prostorih (kot pri

hlajenju) je 0,81 W/m2K »kot v [20]«, kar je manjša od dovoljene 1,30 W/m2K.

Notranja vrata (NV):

� podatkov o maksimalni toplotni prehodnosti, Umax, za notranja vrata med

ogrevanimi prostori nisem zasledil,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), hi: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, ogrevanje), he: 8 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), hi: 6 W/m2K,

� koeficient prestopa toplote (znotraj, hlajenje), he: 6 W/m2K.

Preglednica 13.6: Podatki o materialih, ki notranja vrata

Vrsta materiala: Debelina [m]: λλλλ [W/mK]:

Les (hrast) 0,040 0,21

Toplotna prehodnost za notranja vrata med ogrevanimi prostori je Uh = 2,27 W/m2K ter pri

hlajenju prostorov Uc = 1,91 W/m2K.

Page 82: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

70

13.4 Transmisijske izgube posameznih prostorov enostanovanjske hiše

13.4.1 Ogrevanje enostanovanjske hiše Garaža:

Preglednica 13.7: Prikaz transmisijskih izgub garaže (pritličje)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 5,6 2,5 14 –12,5 1,5 0,151 28 6,34 ZV S 5 2,5 12,5 / 12,5 0,81 28 283,5 ZS V 6,4 2,5 16 –3,74 12,26 0,151 28 51,84 O V 1,6

1 0,9 2,3

3,74 / 3,74 0,75 28 78,54

ZS J 5,6 2,5 14 / 14 0,151 28 59,19 ZS Z 1,4 2,5 3,5 / 3,5 0,151 28 14,80 ZS Z 5 2,5 12,5 –1,89 10,61 0,151 –5 –8,01 NV Z 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 –5 –21,45 S GOR 5,6 6,4 35,84 / 35,84 0,102 28 102,36 T DOL 5,6 6,4 35,84 / 35,84 0,204 6 43,87

ΣΣΣΣ 610,98

Skupne transmisijske izgube garaže znašajo QT = 610,98 W.

Page 83: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

71

Kotlovnica:

Preglednica 13.8: Prikaz transmisijskih izgub kotlovnice (pritličje)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 3 2,5 7,5 –1,53 5,97 0,151 33 29,75 O S 1,7 0,9 1,53 / 1,53 0,75 33 37,87 ZS V 2,22 2,5 5,55 / 5,55 0,151 5 4,19 NS J 3 2,5 7,5 –1,89 5,61 0,706 0 / NV J 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 0 /

NNS Z 2,22 2,5 5,55 / 5,55 0,793 -2 –8,80 S GOR 3 2,22 6,66 / 6,66 0,259 0 / T DOL 3 2,22 6,66 / 6,66 0,204 11 14,95

ΣΣΣΣ 77,96

Skupne transmisijske izgube kotlovnice znašajo QT = 77,96 W.

Page 84: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

72

Kuhinja z jedilnico + dnevno sobo:

Preglednica 13.9: Prikaz transmisijskih izgub kuhinje z jedilnico + dnevno sobo (pritličje)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

NS S 3,84 2,5 9,6 / 9,6 0,706 0 / NS S 7,66 2,5 19,15 –6,13

–3,78 9,24 0,706 0 /

NS S 2,45 2,5 6,13 / 6,13 0,706 –2 –8,66 NV S 1,6

0,9 2,1 2,1

5,25 / 5,25 2,27 0 /

ZS V 5,7 2,5 14,25 –1,89 –7,5

4,86 0,151 5 3,67

NV V 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 5 21,45 ZS V 3 2,5 7,5 –1,2 6,3 0,151 33 31,40 O V 1,5 0,8 1,2 / 1,2 0,75 33 29,7 ZS J 11,5 2,5 28,75 –16,22 12,53 0,151 33 62,44 O J 3,15

3 0,9

2,3 2,3 2,3

16,22 / 16,22 0,75 33 401,45

ZS Z 4,4 2,5 11 –3,38 7,62 0,151 33 37,97 O Z 1,47 2,3 3,38 / 3,38 0,75 33 83,66

NNS Z 1,3 2,5 3,25 –1,89 1,36 0,793 0 / NV Z 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 0 / S GOR 7,66

3,84 5,7 4,4

60,56 / 60,56 0,259 0 /

T DOL 7,66 3,84

5,7 4,4

60,56 / 60,56 0,204 11 135,90

ΣΣΣΣ 798,98

Skupne transmisijske izgube kuhinje z jedilnico + dnevno sobo znašajo QT = 798,98 W.

Page 85: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

73

Vetrolov:

Preglednica 13.10: Prikaz transmisijskih izgub vetrolova (pritličje)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 2,1 2,5 5,25 –3,84 1,41 0,151 33 7,03 ZV S 1,6 2,4 3,84 / 3,84 0,81 33 102,64 NS V 2,59 2,5 6,48 –1,89 4,59 0,706 –2 –6,48 NV V 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 –2 –8,58 NS J 2,1 2,5 5,25 –3,36 1,89 0,706 0 / NV J 1,6 2,1 3,36 / 3,36 2,27 0 /

NNS Z 2,2 2,5 5,5 / 5,5 0,793 0 / S GOR 2,1 2,59 5,44 –0,17 5,27 0,259 –2 –2,73 T DOL 2,1 2,59 5,44 –0,17 5,27 0,204 11 11,83

ΣΣΣΣ 103,71

Skupne transmisijske izgube vetrolova znašajo QT = 103,71 W. WC:

Preglednica 13.11: Prikaz transmisijskih izgub za WC (pritličje)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 2,15 2,5 5,38 –1,53 3,85 0,151 35 20,35 O S 1,7 0,9 1,53 / 1,53 0,75 35 40,16

NNS V 2,52 2,5 6,3 / 6,3 0,793 2 9,99 NS J 2,15 2,5 5,38 / 5,38 0,706 2 7,60 NS Z 2,22 2,5 5,55 –1,89 3,66 0,706 2 5,17 NV Z 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 2 8,58 S GOR 2,22 2,52 5,59 –0,14 5,45 0,259 0 / T DOL 2,22 2,52 5,59 –0,14 5,45 0,204 13 14,45

ΣΣΣΣ 106,3 Skupne transmisijske izgube WC znašajo QT = 106,3 W.

Page 86: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

74

Hodnik:

Preglednica 13.12: Prikaz transmisijskih izgub za hodnik (mansarda)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

NS S 4,36 2,5 10,9 –1,89 9,01 0,706 –2 –12,72 NV S 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 –2 –8,58

NNS V 5,69 2,5 14,23 –1,89 12,34 0,793 0 / NV V 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 0 / ZS J 4,36 2,5 10,9 –5,06 5,84 0,151 33 29,1 O J 1,1

1,1 2,3 2,3

5,06 / 5,06 0,75 33 125,24

NNS Z 5,69 2,5 14,23 –3,78 10,45 0,793 0 / NV Z 0,9

0,9 2,1 2,1

3,78 / 3,78 2,27 0 /

S GOR 4,36 5,69 24,81 / 24,81 0,102 33 83,51 T DOL 4,36 5,69 24,81 / 24,81 0,259 0 /

ΣΣΣΣ 216,55 Skupne transmisijske izgube hodnika znašajo QT = 216,55 W. Spalnica:

Preglednica 13.13: Prikaz transmisijskih izgub spalnice (mansarda)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 3 2,5 7,5 / 7,5 0,151 33 37,37 ZS V 8,1 2,5 20,25 –5,06 15,19 0,151 33 75,69 O V 1

1 2,3 2,3

5,06 / 5,06 0,75 33 125,24

ZS J 3 2,5 7,5 / 7,5 0,151 33 37,37 NNS Z 8,1 2,5 20,25 –5,53

–1,89 12,83 0,793 0 /

NNS Z 2,21 2,5 5,53 / 5,53 0,793 –2 –8,77 NV Z 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 0 / S GOR 3 8,1 24,3 / 24,3 0,102 33 81,79 T DOL 3 8,1 24,3 / 24,3 0,259 0 /

ΣΣΣΣ 348,69

Page 87: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

75

Skupne transmisijske izgube spalnice znašajo QT = 348,69 W. Kopalnica:

Preglednica 13.14: Prikaz transmisijskih izgub kopalnice (mansarda)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 4,36 2,5 10,9 –1,6 9,3 0,151 35 49,15 O S 2 0,8 1,6 / 1,6 0,75 35 42

NNS V 2,21 2,5 5,53 / 5,53 0,793 2 8,77 NS J 4,36 2,5 10,9 –1,89 9,01 0,706 2 12,72 NV J 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 2 8,58

NNS Z 2,21 2,5 5,53 / 5,53 0,793 2 8,77 S GOR 4,36 2,21 9,64 / 9,64 0,102 35 34,41 T DOL 4,36 2,21 9,64 –4,75 4,89 0,259 2 2,53 T DOL 2,15 2,21 4,75 / 4,75 0,259 0 /

ΣΣΣΣ 166,93 Skupne transmisijske izgube kopalnice znašajo QT = 166,93 W. Otroška soba 1:

Preglednica 13.15: Prikaz transmisijskih izgub za otroško sobo 1 (mansarda)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

ZS S 3,54 2,5 8,85 / 8,85 0,151 33 44,10 NNS V 4,1 2,5 10,25 –1,89

–5,53 2,83 0,793 0 /

NV V 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 0 / NNS V 2,21 2,5 5,53 / 5,53 0,793 –2 –8,77 NS J 3,54 2,5 8,85 / 8,85 0,706 0 / ZS Z 4,1 2,5 8,85 –2,53 6,32 0,151 33 31,49 O Z 1,1 2,3 2,53 / 2,53 0,75 33 62,62 S GOR 3,54 4,1 14,51 / 14,51 0,102 33 48,84 T DOL 3,54 4,1 14,51 / 14,51 0,259 0 /

ΣΣΣΣ 178,28 Skupne transmisijske izgube za otroško sobo 1 znašajo QT = 178,28 W.

Page 88: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

76

Otroška soba 2:

Preglednica 13.16: Prikaz transmisijskih izgub za otroško sobo 2 (mansarda)

*Vrs

ta

elem

enta

:

Ori

enta

cija

:

Dol

žin

a [m

]:

Viš

ina

in š

irin

a [m

]:

Pov

ršin

a [m

2 ]:

Odb

itek

po

vrši

ne

[m2 ]:

Pov

ršin

a za

izraču

n [

m2 ]:

Top

lotn

a pr

ehod

nos

t [W

/m2 K

]:

Spr

emem

ba

tem

pera

ture

[K

]:

Tra

nsm

isij

ske

izgu

be [

W]:

NS S 3,54 2,5 8,85 / 8,85 0,706 0 / NNS V 3,88 2,5 9,7 –1,89 7,72 0,793 0 / NV V 0,9 2,1 1,89 / 1,89 2,27 0 / ZS J 3,54 2,5 8,85 / 8,85 0,151 33 44,10 ZS Z 3,88 2,5 9,7 –2,53 7,17 0,151 33 35,73 O Z 1,1 2,3 2,53 / 2,53 0,75 33 62,62 S GOR 3,54 3,88 13,74 / 13,74 0,102 33 46,25 T DOL 3,54 3,88 13,74 / 13,74 0,259 0 /

ΣΣΣΣ 188,7 Skupne transmisijske izgube za otroško sobo 2 znašajo QT = 188,7 W.

13.4.2 Hlajenje enostanovanjske hiše Vdor toplote skozi streho:

Podatki:

Površina strehe enostanovanjske hiše znaša: As = 159,30 m2

Toplotna prehodnost pri hlajenju znaša: Uc = 0,150 W/m2K

Projektni temperaturi pri hlajenju hiše: (Te–Ti) = (35 °C–26 °C)

( )2 o o2

W( ) 0,101 159,30m 35 C-26 C 144,80W

m KS c e iQ U A T T= ⋅ ⋅ − = ⋅ ⋅ =

Vdor toplote skozi okna, balkonska vrata:

Podatki:

Površina strehe enostanovanjske hiše znaša: Ao = 62,82m2

Toplotna prehodnost, pri hlajenju znaša: Uc = 0,750 W/m2K

Projektni temperaturi pri hlajenju hiše: (Te–Ti) = (35 °C–26 °C)

Page 89: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

77

( )2 o o2

W( ) 0,750 62,82m 35 C-26 C 424,04W

m KO c e iQ U A T T= ⋅ ⋅ − = ⋅ ⋅ =

Vdor toplote skozi vhodna, garažna vrata:

Podatki:

Površina strehe enostanovanjske hiše znaša: Azv = 16,34 m2

Toplotna prehodnost, pri hlajenju znaša: Uc = 0,810 W/m2K

Projektni temperaturi pri hlajenju hiše: (Te–Ti) = (35 °C—26 °C)

( )2 o o2

W( ) 0,810 16,34m 35 C-26 C 119,12W

m KZV c e iQ U A T T= ⋅ ⋅ − = ⋅ ⋅ =

Ponor toplote skozi tla (skozi zemljo):

Podatki:

Gradbena površina enostanovanjske hiše: Ag = 157m2

Toplotna prehodnost, pri hlajenju znaša: Uc = 0,202 W/m2K

Projektni temperaturi pri hlajenju hiše: (Te–Ti) = (20 °C–26 °C)

( )2 o o2

W( ) 0, 202 157m 20 C-26 C 190,28W

m KTLA c e iQ U A T T= ⋅ ⋅ − = ⋅ ⋅ = −

13.5 Izgube posameznih prostorov zaradi prezračevanja v ogrevalni sezoni

Garaža (PRITLIČJE):

33

0,4 kg J89,60m 1,325 1005,75 (15 ( 13))K 371,47 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Kotlovnica (PRITLIČJE):

33

0,4 kg J16,65m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 81,36 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Page 90: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

78

Kuhinja z jedilnico + dnevna soba (PRITLIČJE):

33

0, 4 kg J151,40m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 739,78 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Vetrolov (PRITLIČJE):

33

0, 4 kg J13,60m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 66, 45 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

WC (PRITLIČJE):

33

0, 4 kg J13,98m 1,325 1005,75 (22 ( 13))K 72,45 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Hodnik (MANSARDA):

33

0,4 kg J62,03m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 303,10 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Spalnica (MANSARDA):

33

0, 4 kg J60,75m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 296,84 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Kopalnica (MANSARDA):

33

0,4 kg J24,10m 1,325 1005,75 (22 ( 13))K 124,90 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Otroška soba 1 (MANSARDA):

33

0, 4 kg J36,28m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 177,27 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Otroška soba 2 (MANSARDA):

33

0,4 kg J34,35m 1,325 1005,75 (20 ( 13))K 167,84 W

3600s m kgKvQ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =

Page 91: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

79

13.6 Shema kurilnice

Zap

orni

ven

til

Tro

potn

i reg

ulac

ijski

ve

ntil

z po

gono

m

Pro

tipo

vrat

ni in

var

nost

ni

vent

ilR

azte

zna

poso

daV

arno

stni

ven

til

Kom

penz

ator

Črp

alka

Ele

ktri

ka

DO

VO

D

Fil

ter

1/2''

PO

VR

AT

EK

Ozr

ačev

alni

lonč

ek

SIM

BO

LI:

Slika 13.1: Prikaz vezave TČ zemlja/voda za naš primer

Page 92: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

80

13.7 Shema talnega ogrevanja Sheme talnega gretja posameznih prostorov pritličja enostanovanjske hiše, slika 13.2.

17

x 1

7 =

2,9

5

1

2

3

4

5

6

789

10

11

12

13

14

15

16

F

17

x 1

7 =

2,9

5

1

2

3

4

5

6

789

10

11

12

13

14

15

16

rač

un

aln

iška

so

ba

12,4

3 m

2

kuh

inja

, jed

. + d

nev

na

sob

a60

,56

m2

vetr

olo

v5,

44 m

2

wc

5,59

m2

kotl

ovn

ica

6,66

m2

gar

aža

35,8

4 m

2

BOJLER 200l

Razdelilnik talnega

ogrevanja R1 - 9 zank,

1x rezerva

ZALOG. 300l

Zemeljski kolektor

VIR ENERGIJE

(Polaganje na globini od 1,2-1,5m)

Slika 13.2: Talno gretje, pritličje

Page 93: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

81

Sheme talnega gretja posameznih prostorov mansarde enostanovanjske hiše, slika 13.3.

17 x

17 =

2,9

5

1

2

3

4

5

6

789

10

11

12

13

14

15

16

spa

lnic

a24

,30

m2

otr

oška

sob

a 2

13,7

4 m

otr

oška

sob

a 1

14,5

1 m

2

kop

alni

ca9,

64 m

2

ho

dni

k24

,81

m2

Razdelilnik talnega

ogrevanja R2 - 7 zank ,

1x radiator lestev

Radijator-lestev

1764/500

Slika 13.3: Talno gretje, mansarda

Page 94: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

82

13.8 Tloris enostanovanjske hiše Na sliki 13.4 je prikaz tlorisa pritličja enostanovanjske hiše. Neto površina pritličja je

126,52 m2.

17

x 1

7 =

2,9

5

1

2

3

4

5

6

789

10

11

12

13

14

15

16

F

17

x 1

7 =

2,9

5

1

2

3

4

5

6

789

10

11

12

13

14

15

16

A-A

6

raču

nal

niš

ka s

ob

a12

,43

m2

kuh

inja

, jed

. + d

nev

na

sob

a60

,56

m2

vetr

olo

v5,

44 m

2

wc

5,59

m2

kotl

ovn

ica

6,66

m2

gar

aža

35,8

4 m

2

A-A5

A-A

6

A-A5

Slika 13.4: Tloris pritličja enostanovanjske hiše; Vir: lastnik enostanovanjske hiše

Page 95: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

83

Na sliki 13.5 je prikaz tlorisa mansarde enostanovanjske hiše. Neto površina mansarde je

87 m2.

17 x

17

= 2

,95

1

2

3

4

5

6

789

10

11

12

13

14

15

16

A-A

6A

-A6

A-A5 A-A5

sp

aln

ica

24,

30 m

2

otr

ošk

a s

ob

a 2

13,

74 m

2

otr

ošk

a s

ob

a 1

14,

51 m

2

ko

pal

nic

a9

,64

m2

ho

dn

ik2

4,81

m2

Slika 13.5: Tloris mansarde enostanovanjske hiše; Vir: lastnik enostanovanjske hiše

Page 96: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

84

13.9 Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah

Slika 13.6: Prva stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [14]«

Page 97: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

85

Slika 13.7: Druga stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [14]«

Page 98: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

86

Slika 13.8: Tretja stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [14]«

Page 99: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

87

Slika 13.9: Četrta stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [14]«

Page 100: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

88

13.10 Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah

Slika 13.10: Prva stran, Priloge 2, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[22]«

Page 101: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

89

Slika 13.11: Tretja stran, Priloge 2, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[22]«

Page 102: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

90

Slika 13.12: Prva stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [22]«

Page 103: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

91

Slika 13.13: Druga stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [22]«

Page 104: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

92

Slika 13.14: Tretja stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [22]«

Page 105: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

93

Slika 13.15: Četrta stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[22]«

Page 106: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

94

Slika 13.16: Peta stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [22]«

Page 107: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

95

Slika 13.17: Šesta stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [22]«

Page 108: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

96

Slika 13.18: Sedma stran, Priloge 3, Pravilnika o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v

[22]«

Page 109: UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA … · IV UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE ENOSTANOVANJSKE HIŠE Klju čne besede: toplotna črpalka, podjetje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________

97

13.11 Izjava o istovetnosti tiskane in elektronske verzije diplomskega dela in objavi osebnih podatkov avtorja