Upload
buinhi
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Fakultet strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu
Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama
Fakultet elektrotehnike i računarstva, 16.02.2015.
Tehnoekonomska analiza primjene dizalica topline
Doc.dr.sc. Marino Grozdek
Predstavljeni rezultati istraživanja dobiveni su u sklopu projekta
Istraživanje i promocija plitkih geotermalnih potencijala u RH
Ovaj projekt financiran je od strane Europske unije pod brojem ugovora
IPA2007/HR/16IPO/001-040506, u iznosu od maksimalno 509.695,36 EUR
Ova publikacija izrađena je uz pomoć Europske unije. Sadržaj ove publikacije
isključiva je odgovornost autora i ne odražava nužno gledišta Europske unije.
SADRŽAJ
1. ISPLATIVOST PRIMJENE DIZALICA TOPLINE S OBNOVLJIVIM IZVORIMA ENERGIJE
2. STRUKTURA POGONSKIH TROŠKOVA - TOPLINSKI MNOŽITELJ I FAKTOR HLAĐENJA
3. STRUKTURA TROŠKOVA ULAGANJA
4. PRIMJER EKONOMSKE ANALIZE GRIJANJA I HLAĐENJA OBITELJSKE KUĆE ZA PODRUČJEA) ZAGREBA IB) SPLITA.
1. ISPLATIVOST PRIMJENE DIZALICA TOPLINE S OBNOVLJIVIM IZVORIMA ENERGIJE
POGONSKI TROŠKOVI
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
DT - BIT / Plin DT - VODA /Plin
DT - ZRAK /Plin, 45°C
DT - ZRAK /Plin, 35°C
DT - BIT / Ulje
Cije
na fo
siln
og g
oriv
a/C
ijena
el.
en. *
CO
P/
η
COP/η=3,8/0,85
COP/η=5/0,90
COP/η=2,9/0,85 COP/η=3/0,95
COP/η=3,8/0,8
CIJENA TOPLINSKE ENERGIJE IZ RAZLIČITIH IZVORA ENERGIJE
Cijena toplinske energije dobivene uz pomoć dizalice topline (εg = 3,5) je:
o 3,5 puta niža od toplinske energije dobivene elektrootpornim grijanjemo 1,5 do 4,5 puta niža od energije dobivene iz lož uljao 1,3 do 2,6 puta niža od energije iz plina.
Energent JedinicaCijena energenta
s PDV-om[kn/jedinici]
Cijena energentas PDV-om[kn/kWh]
Cijena energije s PDV-om
[kn/kWh]
Električna energija, VT(za mjesečnu potrošnu oko 200 kWh)
VT kWh 1,20 1,20 1,20
NT kWh 0,60 0,60 0,60
Prirodni plin (za mjesečnu potrošnu veću od 100 m3) kWh 0,40 0,40 0,445 (η=0,9)
Ekstra lako lož ulje lit 4,43 0,442 0,519 (η=0,85)
Dizalica topline (εg=3,5)VT kWh 1,20 1,20 0,343
NT kWh 0,60 0,60 0,171
TOPLINSKI MNOŽITELJ I FAKTOR HLAĐENJA
Temperatura polazne vode[°C]
COPgr/hlDT - BIT
COPgr/hlDT – VODA
COPgr/hlDT - ZRAK
ZG ST
Grijanje – 35 3,8 5,0 3,0 3,4
Grijanje – 45 3,2 4,5 2,9 3,0
Hlađenje – 7 3,2 4,8 2,6 2,4
Hlađenje – 18 4,0 5,2 3,2 2,9
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Temperatura zraka, [°C]
CO
P
COPgr
COPhl
7/12°C35/30°C
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Temperatura zraka, [°C]
Učes
talo
st
Razdoblje grijanja Razdoblje hla đenja
UČESTALOST POJAVE TEMPERATURE ZRAKA ZA KONTINENTALNU HRVATSKU
UČESTALOST POJAVE TEMPERATURE ZRAKA ZA PRIMORSKU HRVATSKU
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
-3 -1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
Temperatura zraka, [°C]
Učes
talo
st
Razdoblje grijanja Razdoblje hla đenja
SUSTAVI GRIJANJA / HLAĐENJA
SUSTAV Sustav grijanja
Sustav hlađenja
Sustav predaje
toplinske energije
Temperaturni režim grijanja
[°C]
Sustav predaje
rashladne energije
Temperaturni režim hlađenja
[°C]
Stupanj djelovanja/
Faktor grijanja
Faktor hlađenja
1 Plinski bojler/kotao
Split/multisplit sustav hlađenja
Radijatori 80/60Multisplit sustav
hlađenjaDirektno 0,85 3,0
2 Uljni kotaoSplit/multispli
t sustav hlađenja
Radijatori 80/60Multisplit sustav
hlađenjaDirektno 0,85 3,0
3 DT - BIT Podno/zidno 35/30 Stropno 18/23 3,8 4,0
4 DT - BIT Ventilokonvektori 45/40 Ventilokonve
ktori 7/12 3,2 3,2
5 DT - VODA Podno/zidno 35/30 Stropno 18/23 5,0 5,2
6 DT - VODA Ventilokonvektori 45/40 Ventilokonve
ktori 7/12 4,5 4,8
7 DT - ZRAK Podno/zidno 35/30 Stropno 18/23 3,8 4,0
8 DT - ZRAK Ventilokonvektori 45/40 Ventilokonve
ktori 7/12 ZG 2,9 (ST 3,3)
ZG 2,6 (ST 2,4)
POTREBNA OGRIJEVNA/RASHLADNA ENERGIJA/SNAGA
Potreba za grijanjem i hlađenjem[kWh/m2 god]
Lokacija / Godina gradnje < 1987 1987 - 2008 > 2008
Zagrebgrijanje 440 200 90
hlađenje 24 20 29
Splitgrijanje 240 95 45
hlađenje 51 42 50
Specifično toplinsko i rashladno opterećenje[W/m3]
Lokacija / Godina gradnje < 1987 1987 - 2008 > 2008
Zagrebgrijanje 60 30 18
hlađenje 13 11 10
Splitgrijanje 46 22 12
hlađenje 20 16 14
TROŠKOVI ULAGANJA - PLINSKI I ULJNI KOTLOVI
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
10 100 1000
Učinak grijanja [kW]
Cije
na [k
n]
ulje
plin
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
10 20 30 40 50 60
Učinak grijanja [kW]
Cije
na [k
n]plin
ulje
CIJENA PLINSKIH I ULJNIH KOTLOVA U OVISNOSTI O UČINKU GRIJANJA
TROŠKOVI ULAGANJA – SUSTAVI PREDAJE TOPLINSKE ENERGIJE
Sustav predaje toplinske energije Specifična cijena[kn/m2]
Radijatorsko grijanje 100 – 150
Podno grijanje 130 – 175
Stropno hlađenje 300
Grijanje/hlađenje ventilokonvektorima 150 – 220
TROŠKOVI ULAGANJA – DIZALICE TOPLINE
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
0 5 10 15 20 25
Učinak grijanja [kW]
Cije
na [k
n]
CIJENA DIZALICE TOPLINE U OVISNOSTI O UČINKU GRIJANJA
TROŠKOVI ULAGANJA – BIT
CIJENA BUŠOTINSKOG IZMJENJIVAČA TOPLINE U OVISNOSTI O UČINKU GRIJANJA
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
0 5 10 15 20 25
Učinak [kW]
Cije
na [k
n]
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Dul
jina
izm
jenj
ivač
a [m
]
TROŠKOVI ULAGANJA – BUNARSKA VODA
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
0 5 10 15 20 25
Učinak [kW]
Cije
na [k
n]
CIJENA BUNARA I RAZVODA VODE DO DT U OVISNOSTI O UČINKU
PLIN ULJE DT – BIT DT - VODA DT - ZRAK
Generator ogrjevnog učinka 100 % 70 % 320 – 600 % 320 – 600 % 350 %
Izvor topline 100 % 80 % 300 – 430 % 200 – 300 % -
Sustav predaje toplinske energije 100 % 100 % 150 – 200 % 150 – 200 % 150 – 200 %
RELATIVNO POVEĆANJE/SMANJENJE TROŠKOVA ULAGANJA - DT NASPRAM KONVENCIONALNI SUSTAV GRIJANJA
Obiteljska kuća: A=250 m2, Qgr = 22.500 kWh/god, qgr= 90 kWh/(m2 god), Φgr = 12.5 kWQhl = 6.750 kWh/god, qhl = 27 kWh/(m2 god), Φhl = 7 kW
ZAGREB Prirodni plin Loživo ulje DTtlo-voda
DTvoda-voda
DTzrak-voda
ENERGETSKA ANALIZA
Potrebna topl. en. za gr., kWh/god 22.500 22.500 22.500 22.500 22.500
Stupanj djelovanja/faktor grijanja 0,9 0,8 3,8 5,0 3,0
Potrebna energija za hl., kWh/god 6.750 6.750 6.750 6.750 6.750
Faktor hlađenja 3,0 3,0 4,0 5,2 3,2
Efektivna energija za gr., kWh/god 25.000 28.125 5.921 4.500 7.500
Efektivna energija za hl., kWh/god 2.250 2.250 1.688 1.298 2.109
Emisija CO2,, kg 6.193 8.505 4.033 3.073 5.093
EKONOMSKA ANALIZA
Investicija, kn 116.274 110.143 193.021 162.721 132.500
Faktor anuiteta 0,087 0,087 0,087 0,087 0,087
Trošak kapitala, kn/god 10.137 9.603 16.828 14.187 11.552
Cijena energenta, kn/jed mjeri
Cijena energenta, kn/kWh 0,40 0,4421,20 (VT) 80% 0,60 (NT) 20%
1,20 (VT) 80% 0,60 (NT) 20%
1,20 (VT) 80% 0,60 (NT) 20%
Pogonski troškovi, kn/god 12.430 14.848 8.217 6.262 10.378
Održavanje, kn/god 500 500 900 900 900
Troškovi kapitala i pogona, kn/god 23.067 24.951 24.333 21.349 22.830
TROŠKOVI KROZ 20 GODINA, kn 461.346 499.016 486.664 426.974 456.602
POGONSKI TROŠKOVI
ZAGREB
0
2500
5000
7500
10000
12500
15000
kn/g
od
PLIN ULJE
Dizalica topline
tlo-voda Dizalica topline
voda-voda
η = 0,90 η = 0,80 ε gr = 3,8 ε gr = 5,0
Dizalica topline
zrak-voda
ε gr = 3,0
INVESTICIJSKI I POGONSKI TROŠKOVI – S IZRAČUNOM TROŠKA KAPITALA
ZAGREB
0
5000
10000
15000
20000
25000
kn/g
od
Trošak kapitala
Pogonski troškovi
PLIN
ULJEDizalica topline
tlo-voda Dizalica topline
voda-voda
η = 0,90 η = 0,8 ε gr = 3,8 ε gr = 5,0
Dizalica topline
zrak-voda
ε gr = 3,0
INVESTICIJSKI I POGONSKI TROŠKOVI – JEDNOSTAVNI IZRAČUN POVRATA ULAGANJA
ZAGREB
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
GO
DIN
A
ULJE Dizalica topline
tlo-voda
Dizalica topline
voda-voda
η = 0,8 ε gr = 3,8 ε gr = 5,0
Dizalica topline
zrak-voda
ε gr = 3,0
BE
SK
ON
AČ
NO
Obiteljska kuća: A=250 m2, Qgr = 11.500 kWh/god, qgr= 46 kWh/(m2 god), Φgr = 8.5 kWQhl = 13.500 kWh/god, qhl = 54 kWh/(m2 god), Φhl = 9.5 kW
SPLIT Prirodni plin Loživo uljeDT
tlo-vodaDT
voda-vodaDT
zrak-voda
ENERGETSKA ANALIZA
Potrebna topl. en. za gr., kWh/god 11.500 11.500 11.500 11.500 22.500
Stupanj djelovanja/faktor grijanja 0,9 0,8 3,8 5 3,4
Potrebna energija za hl., kWh/god 13.500 13.500 13.500 13.500 13.500
Faktor hlađenja 3,0 3,0 4,0 5,2 2,9
Efektivna energija za gr., kWh/god 12.778 14.375 3.026 2.300 3.382
Efektivna energija za hl., kWh/god 4.500 4.500 3.375 2.596 4.655
Emisija CO2,, kg 4.941 6.123 3.393 2.595 4.260
EKONOMSKA ANALIZA
Investicija, kn 116.061 110.143 159.733 151.033 123.750
Faktor anuiteta 0,087 0,087 0,087 0,087 0,087
Trošak kapitala, kn/god 10.119 9.603 13.926 13.168 10.789
Cijena energenta, kn/jed mjeri
Cijena energenta, kn/kWh 0,40 0,4421,20 (VT) 80% 0,60 (NT) 20%
1,20 (VT) 80% 0,60 (NT) 20%
1,20 (VT) 80% 0,60 (NT) 20%
Pogonski troškovi, kn/god 9.971 11.207 6.913 5.288 8.681
Održavanje, kn/god 500 500 900 900 900
Troškovi kapitala i pogona, kn/god 20.590 21.310 21.740 19.356 20.370
TROŠKOVI KROZ 20 GODINA, kn 411.796 426.195 434.793 387.112 407.392
POGONSKI TROŠKOVI
SPLIT
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
kn/g
od
PLINULJE
Dizalica topline
tlo-voda Dizalica topline
voda-voda
η = 0,90 η = 0,80 ε gr = 3,8 ε gr = 5,0
Dizalica topline
zrak-voda
ε gr = 3,4
INVESTICIJSKI I POGONSKI TROŠKOVI – S IZRAČUNOM TROŠKA KAPITALA
SPLIT
0
5000
10000
15000
20000
25000
kn/g
od
Trošak kapitala
Pogonski troškovi
PLINULJE Dizalica
toplinetlo-voda
Dizalica topline
voda-voda
η = 0,90 η = 0,80 ε gr = 3,8 ε gr = 5,0
Dizalica topline
zrak-voda
ε gr = 3,4
INVESTICIJSKI I POGONSKI TROŠKOVI – JEDNOSTAVNI IZRAČUN POVRATA ULAGANJA
SPLIT
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
GO
DIN
A
ULJE Dizalica topline
tlo-voda
Dizalica topline
voda-voda
η = 0,8 ε gr = 3,8 ε gr = 5,0
Dizalica topline
zrak-voda
ε gr = 3,4
BE
SK
ON
AČ
NO
Zagreb, 16.02.2015.
HVALA NA PAŽNJI!
Fakultet strojarstva i brodogradnje, Sveučilišta u ZagrebuIvana Lučića 5, Zagreb
E-mail: [email protected]