Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
DEJAN TACER
UPORABA TERMO-SHOPOVE TOPLOTNE ČRPALKE ZA OGREVANJE IN HLAJENJE
ENOSTANOVANJSKE HIŠE
Velenje, avgust 2012
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
II
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.
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.
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.
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
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
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
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
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
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]«.
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.
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
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.
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.
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.
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]«.
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.
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.
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]«.
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).
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).
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.
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]«
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.
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.
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]«
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.
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
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.
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]«.
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.
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.
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.
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)
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]«.
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]«.
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.
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):
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.
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.
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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]«.
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.
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.
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 = ⋅
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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
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
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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)
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 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =
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 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − =
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
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
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
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
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
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]«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________
85
Slika 13.7: Druga stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [14]«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________
86
Slika 13.8: Tretja stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [14]«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________
87
Slika 13.9: Četrta stran, Priloge 1, Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah »kot v [14]«
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]«
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]«
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]«
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]«
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]«
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]«
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]«
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]«
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]«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko _________________________________________________________________________
97
13.11 Izjava o istovetnosti tiskane in elektronske verzije diplomskega dela in objavi osebnih podatkov avtorja