Upload
vodang
View
269
Download
20
Embed Size (px)
Citation preview
STRUČNO USAVRŠAVANJE
OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA
XV. tečaj 15. i 16. studeni 2013.
TEMA:
" DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMAA GRIJANJA, HLAĐENJA,
KLIMATIZACIJE I VENTILACIJE "
Autori:
mr.sc. IVAN CETINIIĆ, dipl.ing.strojArhitektonski fakultet, Zagreb
Prof.dr.sc. PETAR DONJERKOVIĆ, dipl.ing.strojDON PROJEKT, ZagrebTIHOMIR RENGEL, dipl.ing.strojArhitektonski fakultet, ZagrebZDENKO VAŠATKO, dipl.ing.strojTrox Austria GmbH, Predstavništvo u RH, Zagreb
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
1
TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBUZagreb, Avenija Večeslava Holjevca 15
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA GRIJANJA, HLAĐENJA, VENTILACIJE I
KLIMATZIACIJEmr.sc.I.Cetinić; prof.dr.sc P.Donjerković;
T.Rengel; Z.Vašatko
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
2
SADRŽAJ
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMAGRIJANJA, HLAĐENJA, VENTILACIJE IKLIMATIZACIJE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
3
UVOD
Implementacija Direktive 2002/91/EC “Energy Performance of Buildings”(EPBD) u hrvatsku regulativu
Članak 1.
odrediti minimalne zahtjeve na energetska svojstva za nove i postojeće zgrade:
“Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama”, NN 110/08
propisati postupak energetskog certificiranja i ovlašćivanja certifikatora:
“Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada” i “Pravilnik o uvjetima i mjerilima za osobe koje provode energetske preglede i energetsko certificiranje zgrada” NN 113/08
propisati okvirnu metodologiju proračuna godišnje energije za grijanje i hlađenje zgrade (EN 13790):
“Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada NN 113/08 i Tehnički propis o sustavima grijanja i hlađenja zgrada” NN 110/08.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
4
UVOD
propisati redovite inspekcije sustava grijanja i klimatizacije, uz detaljni pregled i procjenu
učinkovitosti instalacije sustava grijanja s kotlovima starijim od 15 godina.Članak 5.za nove zgrade ukupne korisne površine ≥ 1000 m2 treba analizirati mogućnostkorištenja:daljinskog grijanja (ako je dostupno),kogeneracijskog sustava,dizalica topline (odabrati prikladan tip obzirom na vanjske klimatskeuvjete),obnovljivih izvora energije.Članak 7.rok valjanosti certifikata treba biti do 10 godinazgrade javne namjene (administrativne zgrade državne i lokalne uprave,
bolnice, banke,hoteli, škole, fakulteti...) ukupne korisne površine preko 1000 m2 trebaju
istaknutienergetski certifikat na jasno vidljivom mjestu.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
5
UVODČlanak 8.
redovita inspekcija nužna za sve kotlove nazivnog toplinskog učinka ≥ 20 kW.za kotlove ≥ 100 kW ložene na kapljevita i kruta goriva inspekcija najmanje
svake 2 godine,
za kotlove ≥ 100 kW ložene na plin inspekcija najmanje svake 4 godine.
za sustave grijanja s kotlovima starijim od 15 godina treba provesti jedan temeljit
Inspekcijski pregled čitave instalacije s analizom stupnja korisnosti kotla i provjerom
dimenzioniranja kotla s obzirom na toplinske gubitke zgrade. Na temelju nalazainspekcije ovlašteni stručnjak treba dati mišljenje o zamjeni kotla i/ili
rekonstrukcijisustava grijanja.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
6
UVOD
• .
Članak 9.
redovita inspekcija sustava klimatizacije (uključivo sustave hlađenja) nužna za sve sustave
s rashladnim uređajem nazivnog rashladnog učinka ≥ 12 kW.
inspekcijski pregled čitave instalacije uključuje analizu učinkovitosti i provjeru
dimenzioniranja s obzirom na toplinska opterećenja zgrade. Na temelju nalaza inspekcije
ovlašteni stručnjak treba dati mišljenje o zamjeni i/ili rekonstrukciji sustava klimatizacije.
Članak 12.
nužno dobro informirati korisnike zgrada o različitim metodama i mogućnostima za
racionalnu uporabu energije.
na zahtjev zemlje članice EU, Europska komisija se obvezuje podržati takve informacijske kampanje.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
7
UVOD
• .Članak 15.
Za donošenje paketa zakona, propisa i drugih administrativnih mjera za provođenje
Direktive krajnji rok je 04.01.2006. za zemlje članice EU, o čemu moraju pismeno
izvijestiti Europsku komisiju.
zemlje s nedostatkom kvalificiranih i ovlaštenih stručnjaka imaju dodatni period od 3
godine za provođenje članaka 7., 8. i 9. Pri tom moraju unaprijed pismeno obavijestiti
Europsku komisiju uz prikladno objašnjenje razloga za produljenje i dati vremenski
raspored o ispunjavanju zahtjeva po koracima.
navedeni vremenski okvir trenutno ne obvezuje Hrvatsku, ali u procesu pristupnih
pregovora Hrvatska je obećala donošenje pripadajućih propisa u 3. kvartalu 2008.
godine.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
8
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
Alternativni izvori energije je svaki iskoristivi izvor energije čijom se uporabom izbjegava neželjena svojstva zamijenjenog izvora.
nekad – ugljen umjesto drva
danas – zamjene za fosilna goriva s:nuklearnom energijomgeotermalnom energijomenergijom Suncabiomasa, bioplin itd
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
9
Obnovljivi – izvori koji se prirodno obnavljaju praktično neiscrpni
Neobnovljivi – fosilna i nuklearnagoriva ograničene rezerve
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
10
Vrste dizalica topline:
Kompresijske – troše mehanički rad za pogon kompresora
Sorpcijske:
Apsorpcijske – troše toplinu za pogon kuhala (generatora) i rashladnu vodu za apsorber
Adsorpcijske – troše toplinu za regeneraciju adsorbenta i rashladnu vodu za adsorber
Pokazatelj dobrote procesa:Faktor pretvorbe (hlađenja, grijanja) – odnos dobivenog i uloženog učinka (COP)
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 11
TEMPERATURA ZEMLJE
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
12
hlađenje
Prirodne radne tvari
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KRADNE TVARI KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
13
zamjenjuje
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KRADNE TVARI KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
14
Utjecajradnih tvari na okoliš
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KRADNE TVARI KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
15
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KRADNE TVARI KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
16
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOMPONENETE KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
Kompresori
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
17
Kondenzatori
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOMPONENETE KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
18
Prigušni ventil
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOMPONENETE KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
19
Isparivači
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOMPONENETE KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
20
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
21
Izvori topline
voda:bunari, vodotoci, jezera, more i otpadne vode
zrak (problemi s injem pri niskim temperaturama)
toplina podzemljapovršinski i dubinski izvori (problemi povrata topline)
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
22
A-dizalica toplineB-izmjenjivač toplineC- bunar s podvodnom crpkomD-povratni bunarE –smjer toka podzemne vodeF-niskotemperaturno grijanje
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
23
A-dizalica toplineB-kanal dovodnog zraka
C-kanal odvodnog zrakaD- podno grijanje
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
24
Promjena temperature zemlje ovisnoo godišnjem dobu i dubini
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K – podzemni kolektori
A-dizalica toplineB-polazni razdjelnikC- povratni razdjelnik
D-podzemni kolektorE -sabirno oknoF-niskotemperaturno grijanje
Suho pješčano tlo :qE = 10 - 15 W/m2
Mokro pješčano tlo: qE = 15 - 20 W/m2
Suho glinasto tlo:qE = 20 - 25 W/m2
Mokro glinasto tlo: qE = 25 - 30 W/m2
Tlo sa podzemnom vodom:qE = 30 - 35 W/m2
25
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - podzemne sonde
A-dizalica toplineB-polazni razdjelnikC- povratni razdjelnik
D-podzemna sondaE -sabirno oknoF-niskotemperaturno grijanje
qE = 50 W/m duljine sonde Bušenje h < 100 m nadležna služba VODOPRIVREDA
Bušenje h > 100 m nadležna služba RUDARSTVO
26
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - s pilotima
27
Čelični priključak
Injektorska cijev DN25
Holender spojnica
Montažna hilzna
Dvostruka U-sonda
Uteg
Ispuna mješavinabetonit/cement
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
28
A-dizalica toplineB-izmjenjivač toplineC- bunar s podvodnom crpkomD-povratni bunarE –smjer toka podzemne vodeF-niskotemperaturno grijanje
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 29
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 30MODUL 2
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 31
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 32
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 33
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 34
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
12-24C
7C
12C
40C 45C
40C
45C
7C
12C
1
3
2
4 5
6
SHEMA SPAJANJA I RADA VELIKOG TOPLINSKO-RASHLADNOG UREĐAJA VODA - VODADVOCIJEVNI SISTEM ZIMSKI REŽIM RADA 45/40C
POZICIJE UPRAVLJAČKIHVENTILA-ZIMA (GRIJANJE)1 OTVOREN2 ZATVOREN3 OTVOREN4 ZATVOREN5 OTVOREN6 ZATVOREN
RASHLADNI UREĐAJTOPLINSKI UREĐAJ
KONDENZATOR
KONDENZATORSKAPUMPA
PUMPAISPARIVAČA
PUFER
POTROŠAČI
POTROŠAČIKONDENZATOR
ISPARIVAČ RASHLADNI UREĐAJTOPLINSKI UREĐAJ
POZICIJE UPRAVLJAČKIHVENTILA-ZIMA (GRIJANJE)1 OTVOREN2 ZATVOREN3 OTVOREN4 ZATVOREN5 OTVOREN6 ZATVOREN
KONDENZATORSKAPUMPA
PUMPAISPARIVAČA
IZMJENJIVAČ TOPLINERASHLADNE VODE
PUMPABUNARSKE VODE
SPREMNIKBUNARSKE VODE
12-24C
DOBAVNA PUMPABUNARSKE VODE
SHEMA SPAJANJA I RADA VELIKOG TOPLINSKO-RASHLADNOG UREĐAJA VODA - VODADVOCIJEVNI SISTEM ZIMSKI REŽIM RADA 7/12C
PUMPEPOTROŠAČA
PUFER
1
2
3
4
6
5
40C
45C
40C
45C
7C
12C
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA‐VODA
35
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
12-24C
7C
12C
40C 45C
40C
45C
7C
12C
1
3
2
4 5
6
POTROŠAČI
KONDENZATOR
ISPARIVAČRASHLADNI UREĐAJTOPLINSKI UREĐAJ
POZICIJE UPRAVLJAČKIHVENTILA-LJETO (HLAĐENJE)1 ZATVOREN2 OTVOREN3 ZATVOREN4 OTVOREN5 ZATVOREN6 OTVOREN
KONDENZATORSKAPUMPA
PUMPAISPARIVAČA
SHEMA SPAJANJA I RADA VELIKOG TOPLINSKO-RASHLADNOG UREĐAJA VODA - VODADVOCIJEVNI SISTEM LJETNI REŽIM RADA 7/12C
PUFER
PUMPEPOTROŠAČA 7
C
12C
35C 40C
12C
7C
1
2
3
4
6
5
PUMPABUNARSKE VODE
SPREMNIKBUNARSKE VODE
IZMJENJIVAČ TOPLINERASHLADNE VODE
DOBAVNA PUMPABUNARSKE VODE
12-24C
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA‐VODA
36
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
U režimu grijanja vode troputni ventil kondenzatora je u položaju 0%, a troputni ventil isparivača održava izlaznu temperaturu hladnevode od +7C.U režimu hlađenja vode troputni ventil isparivačaje u položaju 0%, a troputni ventil kondenzatoraodržava izlaznu temperaturu tople vode 35C odnosno 50CU režimu hlađenja regulacija kapaciteta dizalicetopline vrši se na osnovu temperature hladnevode, a u režimu grijanja na osnovu temperaturetople vode.
SHEMA SPAJANJA I RADA VELIKOG TOPLINSKO-RASHLADNOG UREĐAJA VODA – VODA ČETVEROCIJEVNI RAZVOD PREMA POTROŠAČIMA (VENTILOKONVEKTORI I KLIMA KOMORA)
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KVODA‐VODA
37
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
38
A-dizalica toplineB-kanal dovodnog zraka
C-kanal odvodnog zrakaD- podno grijanje
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KZRAK-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 39
UNUTRAŠNJA UGRADNJA DT ZRAK VODA
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KZRAK-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 40
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KZRAK-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 41
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KZRAK-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 42
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KZRAK-VODA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 43
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 44
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 45
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 46
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 47
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 48
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 49
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 50
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 51
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 52
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KSEKUNDARNA STRANA-POTROŠAČI
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
53
Stroj za bušenje i postavljanje sondi
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K
54
Stroj za bušenje i postavljanje sondi
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K –Adsorpcijska dizalica topline
55
Rad u dva ciklusa:Adsorpcija/isparivanje (hlađenje): Hlađena voda struji kroz isparivač i predaje toplinu radnoj tvari u vakuumskoj komori. Pare se adsorbiraju u silika gelu (egzotermno–rashl. voda)Desorpcija/kondenzacija (regeneracija):Topla voda struji kroz desorber i regenerira silika gel. Para radne tvari kondenzira na kondenzatoru hlađenom rashladnom vodom.Za isparivanje pri 10°C potreban 99% vakuum (apsolutni tlak 0,012 bar)
Radna tvar: voda, Adsorbent: silikagel
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
56
Mala je vjerojatnost da će apsorpcijsko hlađenje u potpunosti neće zamijeniti konvencionalne kompresijske sustave, ali postoji mnogo načina primjene kod kojih ono može pružiti mnogo bolju inačicu i glede zaštite okoliša i glede ekonomičnosti. Apsorpcijsko hlađenje je vrijedno razmotriti ukoliko je primjenjiv jedan od sljedećih čimbenika:Postoji kogeneracijsko postrojenje i nije moguće iskoristiti svu dostupnu toplinu, ili je novo kogeneracijsko postrojenje u razvojuDostupna je otpadna toplinaDostupan je jeftin izvor goriva (primjerice plin)Učinkovitost kotla je niska uslijed niskog faktora opterećenja (poglavito ljeti) Nije moguće zadovoljiti električno opterećenje postrojenja Mjesto rada je izrazito osjetljivo na buku i vibracije Na mjestu rada je potrebno dodatno hlađenje ali je opterećenje električne mreže ograničeno i preskupo za rješavanje, a postoji prikladna zaliha topline.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K -Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
57
Ukratko, apsorpcijsko hlađenje će naći primjenu kad je dostupan besplatan ili jeftin izvor topline, i/ili ukoliko postoje prepreke konvencionalnom hlađenju.
VRSTE APSORPCIJSKIH HLADNJAKAPostoji nekoliko vrsta apsorpcijskih hladnjaka; a dvije osnovne su:1 sustav s litijevim bromidom/vodom2 sustav s amonijakom/vodom
PRINCIP RADAApsorpcijski hladnjaci djeluju na principu tri poznata fizikalna fenomena:1 pri isparavanju (ili ključanju) voda apsorbira toplinu, a kod kondenzacije je otpušta.2 temperatura ključanja tekućine je funkcija tlaka (smanjenjem tlake, smanjuje se i temperatura.3 postoje određeni parovi kemikalija s izraženom tendencijom međusobnog otapanja.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K -Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
58
Kod konvencionalnog, kompresijskog sustava s mehaničkim isparavanjem, rashladno sredstvo isparava pri niskom tlaku, proizvodeći hlađenje. Nakon toga se komprimira na viši tlak u mehaničkom kompresoru te kondenzira. U većini strojeva kompresor se pokreće električnim motorom.
Kod apsorpcijskih hladnjaka, isparivač i kondenzator su u suštini isti, međutim, kemijski apsorber i generator topline zamjenjuju kompresor, uzcrpku koja osigurava promjene tlaka. Kako je za crpku potrebno puno manje energije nego za kompresor,potrošnja električne energije je mnogo manja.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
59
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
60
A Rashlađena voda; B Rashladno sredstvo: C Zatvorena vakuumizirana posuda
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
Razmotrimo snop cijevi unutar zatvorene posude s nešto vode koju je potrebno rashladiti dok teče kroz cijevi. Neka unutar posude bude vakuum. Pri tlaku od 0,8 kPa, voda ključa na 3,7°C. Poprskamo li vodom na vanjsku površinu snopa cijevi unutar posude: ukoliko je temperatura vode koja teče kroz cijevi veća od temperature vrenja vode pri zadanom tlaku poprskana voda isparava, apsorbirajući toplinu iz vode koja teče cijevima. Time je ostvaren proces hlađenja. Dio posude gdje je smješten snop cijevi naziva se ISPARIVAČ.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
61
U stvarnosti će prikazani proces vrlo brzo prestati djelovati ukoliko se ne izvedu neke nužne prilagodbe. Kako voda isparava, tlak unutar posude (a time i temperatura ključanja vode) se povećava. Kad temperatura ključanja postane veća od temperature vode u cijevima, proces isparavanja (a posljedično i proces hlađenja) prestaje. Problem se rješava korištenjem kemikalije npr. voda i litij bromid. Litij bromid ima velik afinitet prema vodi te posjeduje visok higroskopski potencijal. Ukoliko unutar posude raspršimo otopinu vode i litijeva bromida, ona će apsorbirati sve pare koje se stvaraju isparavanjem vode sa snopa cijevi isparivača. Time se tlak unutar posude održava na 0,8 kPa i proces hlađenja nastavlja. Apsorpcija vode putem litijeva bromida predstavlja egzotermički proces, što znači da se stvara toplina koju je potrebno ukloniti iz sustava. Radi toga postoji drugi snop cijevi unutar posude, unutar kojeg teče rashladna voda; na taj način se održava stalna temperatura unutar posude.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
62
A Rashladno sredstvo, B Pare rashladnog sredstva, C Koncentrirana otopina LiBr, D Apsorpcijski proces, E Rashlađena voda, F Rashladna voda
Dio posude u kojem se nalazi ovaj drugi snop cijevi nazivamo APSORBER.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
63
Higroskopska svojstva otopine vode i litijeva bromida nisu konstantna. Ona ovise o dva čimbenika: a) Temperatura: afinitet vode i litijeva bromida raste s padom temperature,b) Koncentracija: kad je ova vrijednost niska (što znači da je razina soli u otopini vrlo niska) apsorpcijski kapacitet otopine je jako nizak. Ad a) voda koje teče apsorpcijskim cijevima održava unutrašnju temperaturu konstantnom. Ad b) apsorpcijski proces postaje manje učinkovit kad raste udjel vode apsorbirane u otopini. Kako bi se učinkovitost procesa održala konstantnom, nužno je razinu koncentracije svesti na početnu vrijednost. Najjednostavniji način da se to postigne je dovođenje otopine do vrenja: zbog različitih pritisaka isparavanja vode i litijeva bromida, tijekom procesa isparavanja hlapi samo voda. Time se koncentracija otopine povećava.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
64
Proces vrenja se odvija u namjenskoj posudi nazvanoj GENERATOR, gdje se sakuplja razrijeđena otopina. Generator se pokreće dostupnim izvorom topline: vrela voda, para ili neposredno izgaranje goriva. Po svršetku procesa vrenja, koncentrirana otopina se šalje u apsorber kako bi apsorbirala pare koje su nastale u isparivaču.
A Rashladno sredstvo, B Koncentrirana otopina LiBr, C Pare rashladnog sredstva, D Crpka za otopinu, E Rashlađena voda, F Rashladna voda, G Izvor topline
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
65
Osim koncentrirane otopine, u generatoru također nastaju i vodene pare. One se šalju u drugi izmjenjivač topline koji nazivamo KONDENZATOR, gdje ih se kondenzira protokom rashladne vode (iste one koja teče apsorberom). Ova kondenzirana voda se koristi kao rashladno sredstvo čijim se prskanjem u isparivaču postiže učinak rashlađivanja. Time je radni ciklus stroja u potpunosti zatvoren.
A Kondenzator, B Pare rashladnog sredstva, C Rashladna tekućina, D Koncentrirana otopina, E Generator, F Crpka za otopinu, G Rashlađena voda, H Rashladna voda, I Izvor topline
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
66
Osnovni radni ciklus jedno-stupanjskog apsorpcijskog hladnjaka
I ISPARIVAČII APSORBERIII GENERATORIV KONDENZATORA Rashladna voda, B Rashlađena voda, C Crpka za otopinu, D Izvor topline
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
67
Jednostupanjski srednje-temperaturni apsorpcijski hladnjaci pogonjeni vrućom vodom
1 Isparivač, 2 Apsorber, 3 Kondenzator, 4 Generator, 5 Izmjenjivač topline, 6 Pročistač, 7 Crpka pročistača, 8 Preljevna cijev, 9 Crpka za otopinu, 10 Rashladna crpka, 11 3-putni sigurnosniventil
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
68
Jednostupanjski apsorpcijski hladnjaci pogonjeni parom
1 Isparivač, 2 Apsorber, 3 Kondenzator, 4 Generator, 5 Izmjenjivač topline, 6 Pročistač, 7 Crpka pročistača, 8 Preljevna cijev, 9 Crpka za otopinu, 10 Rashladna crpka, 11 3-putni sigurnosniventil
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
69
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
70
Generator: Unutar ovog izmjenjivača topline, razrijeđena otopina LiBrkoncentracije 57,8% i temperature 69°C zagrijava se uz pomoć pare (tlakaod 50 do 300 kPa) koja teče cijevima. Zahvaljujući toplini, otopina počinjevreti a njezina koncentracija i temperatura rastu na 63%, odnosno 92°C. Tako iz generatora izlaze ova koncentrirana otopina i rashladne pare.
Izmjenjivač topline: Vruća koncentrirana otopina koja dolazi iz generatorašalje se u apsorber nakon kojeg prolazi kroz povratni izmjenjivač topline. U njemu koncentrirana otopina predgrijava s 35°C do 69°C slabu otopinukoja dolazi iz apsorbera i odlazi u generator. Temperatura koncentriraneotopine pada na 45°C. Korištenje ovog izmjenjivača topline dovodi do općenitog povećanja učinkovitosti stroja.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
71
Apsorber: Kad otopina stigne do apsorbera, raspršuje se po snopu cijevi unutar kojih teče rashladna voda. Kapljice koncentrirane otopineapsorbiraju sve pare nastale u odjeljku isparivača, tako da se održavastalan tlak unutar ljuske. Otopina LiBr se razrjeđuje na koncentraciju od57,8% i temperaturu od 35°C. Odavde se otopina crpi u generator u kojemse ponovo koncentrira korištenjem izvora topline koji koristi stroj. Kao štoje već ranije prikazano, rashladna voda teče unutar cijevi apsorbera, s obzirom da je apsorpcija vode u otopinu LiBr egzotermički proces. Toplinakoja se oslobađa u ovom procesu naziva se toplina miješanja. Ukoliko se ova toplina ne ukloni iz stroja, temperatura otopine će porasti i posljedičnotomu će se smanjiti afinitet otopine prema vodi. Tako će u konačniciapsorcijski postupak postati manje učinkovit.Kondenzator: Pare rashladnog sredstva koje dolaze iz generatora ulazeu kondenzator gdje se kondenziraju uz pomoć rashladne vode koja tečeunutar cijevi. Rashladna tekućina se sakuplja na dnu kondenzatora i šaljeu isparivač. Tlak unutar kondenzatora iznosi oko 0,87 kPa, doktemperatura iznosi otprilike 42°C.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
72
Isparivač: Rashladno sredstvo koje dolazi iz kondenzatora ulazi u isparivač u kojem je tlak niži nego u kondenzatoru; stoga se rashladnosredstvo brzo rashlađuje na 3,7 °C što je temperatura vrenja kojaodgovara tlaku unutar ljuske, te pada na cijevi isparivača. Kad se prikupi na dnu, crpka rashladnog sredstva ju crpi na razdjelnu rešetkuisparivača, otkuda zbog gravitacije kaplje na snop cijevi. Kakorashladno sredstvo dolazi u dodir sa cijevima, ono isparavapreuzimajući toplinu od vode koje teče unutar cijevi. Tako se ta vodahladi na zahtjevanu temperaturu.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K - Apsorpcijski rashladni uređaji/dizalica topline
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013. 73
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KUSPOREDBA KOMPRESORSKE I APSORPCIJSKE DIZALICE TOPLINE
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOGENERACIJA
74
U kogeneracijskim procesima se istovremeno proizvodi električna i toplinska energija, odnosno u procesu proizvodnje električne energije se ispušni plinovi koriste za proizvodnju toplinske energije. Ovo je temelj visoke energetske učinkovitosti pretvorbe goriva u korisne oblike energije kod kogenracijskih procesa. Kogeneracija se općenito definira kao korištenje primarne energije goriva u istom procesu za proizvodnju dvaju korisnih energetskih oblika: toplinske energije i korisnog rada.Sam pojam kogeneracija dolazi od engleskog pojma co-generation, odnos gdje generation znači proizvodnja, a prefiks co označava vršenje radnje u isto vrijeme. U tom smislu, ispravna naziv za kogeneraciju u hrvatskom jeziku bio bi su-proizvodnja, no s obzirom da je u stručnim krugovima većuvriježen izraz kogeneracija, isto će se koristiti i u ovome radu.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
75
Shematski prikaz pretvorbe energije u kogeneracijkom postrojenju
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOGENERACIJA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
76
Osnovne cjeline svakog kogeneracijskog sustava čine:
pogonski (energetski) agregat,uređaj za dobavu i pripremu goriva,postrojenje za proizvodnju električne energije,sustav za korištenje otpadne topline,sustav ispušnih (dimnih) plinova.upravljački i kontrolni sustav.
Faktori koji određuju korištenje konkretnog kogeneracijskog procesa su:energetski kapacitet postrojenja,učinkovitost postrojenja,kvaliteta odnosno energetski nivo proizvedene toplinske energije,odnos proizvodnje električne i toplinske energije.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOGENERACIJA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
77
Principijelna shema kogeneracije na bazi motora s unutarnjim izgaranjem
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOGENERACIJA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
78
Energetska bilanca kogeneracijskog procesa na bazi atmosferskog plinskog motora
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KKOGENERACIJA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KTRIGENERACIJA
79
Svaki kogeneracijski proces pruža mogućnost proizvodnje rashladne energije koristeći proizvedenu toplinsku energiju u apsorpcijskim procesima. Druga opcija proizvodnje rashladne energije u kogeneracijskim procesima je korištenje mehaničkog rada za pokretanje kompresora, pri čemu se istovremeno proizvodi rashladna i toplinska energija.
Proces u kojem se proizvedena toplinska energija u kogeneracijskom procesu koristi za proizvodnju rashladne energije često se naziva trigeneracijski sustav.
U trigenracijskim sustavima koji se koriste u postrojenjima kondicioniranja zgrada obično se koriste jednostupanjski ili apsorpcijski rashladni uređaji.
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
80
Shema trigeneracijskog sustava na bazi motora i jednostupanjskog apsorbera
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KTRIGENERACIJA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
81
Energetska bilanca trigeneracijskog sustava
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I KTRIGENERACIJA
STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXV tečaj 15. i 16. studenog 2013.
82
Zaključak:
U vremenima sve veće uporabe energije i sve manjih zaliha fosilnih izvora preporučljivo je razumnije trošenje energije uz primjenu optimalnih sustava.
Ako se u obzir uzmu utjecaji na okoliš, to su najčešće alternativni sustavi i sustavi s obnovljivim izvorima energije, ako su takvi na raspolaganju.
DIZALICE TOPLINE U SUSTAVIMA G,H,V I K