25
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

Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

  • Upload
    buinhi

  • View
    222

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 2: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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.

Page 3: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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.

Page 4: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 5: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 6: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 7: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 8: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 9: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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)

Page 10: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 11: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 12: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 13: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 14: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

]

Page 15: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 16: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 17: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 18: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 19: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 20: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

NO

Page 21: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 22: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 23: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

Page 24: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

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

NO

Page 25: Istraživački seminar o energetski učinkovitim zgradama

Zagreb, 16.02.2015.

HVALA NA PAŽNJI!

Fakultet strojarstva i brodogradnje, Sveučilišta u ZagrebuIvana Lučića 5, Zagreb

E-mail: [email protected]