Upload
others
View
14
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
I
NAČRTOVANJE SISTEMA PREZRAČEVANJA IN
KLIMATIZACIJE V POSLOVNI STAVBI
magistrsko delo
Študent: Franc Rihl
Študijski program: magistrski študijski program 2. stopnje Energetika
Mentor: red. prof. dr. Jurij Avsec
Somentor: dr. Aleš Štricelj
Lektorica: Alenka Cizel, prof.
Krško, september 2015
II
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se red. prof. dr. Juriju Avscu za pomoč in vodenje pri opravljanju dela. Prav
tako se zahvaljujem somentorju dr. Alešu Štricelju za svetovanje in posredovanje podatkov
iz TEB ter Ivani Tršelič za delitev izkušenj na področju klimatizacije.
Posebna zahvala velja družini za vso podporo, razumevanje in omogočanje študija.
IV
NAČRTOVANJE SISTEMA PREZRAČEVANJA IN KLIMATIZACIJE V
POSLOVNI STAVBI
Ključne besede: prezračevanje in klimatizacija, hlajenje, ogrevanje, prezračevalni kanali,
Termoelektrarna Brestanica – TEB.
UDK: 697:725.1(043.3)
Povzetek
V magistrski nalogi se bomo najprej skoncentrirali na opis in predstavitev poslovne stavbe
v Termoelektrarni Brestanica. Nato bomo opisali obstoječi sistem ogrevanja in hlajenja
stavbe. Sistem si bomo ogledali z vidika samega delovanja in investicijskega vložka.
V drugem delu bomo načrtovali sistem prezračevanja in klimatizacije. Najprej bomo
izračunali potrebne podatke za izbiro ustreznega klimata in pozneje še načrtovali sistem
prezračevalnih kanalov. Celotni sistem bomo ovrednotili z investicijsko vrednostjo.
Za zaključek bomo primerjali oba sistema, obstoječi in načrtovani, z vidika toplotnega
udobja in investicije.
V
DESIGN OF THE VENTILATION SYSTEM AND AIR-CONDITIONING IN THE
OFFICE BUILDING
Key words: ventilation and air-conditioning, cooling, heating, ventilation ducts,
Thermoelectric power plant Brestanica – TEB.
UDK: 697:725.1(043.3)
Abstract
The master's thesis first focuses on introduction and presentation of an office building of
Thermoelectric power plant Brestanica. Then the existing system for heating and cooling
of the office building will be illustrated in the light of its operation and investment
contribution.
In the second part the system of ventilation and and air-conditioning will be designed.
Firstly, required data for selecting an appropriate air-conditioning system will be
calculated and then the system of ventilation ducts will be planned. The entire system will
be evaluated with an investment value.
In the conclusion, the comparison will be made between the existing and the planned
system, taking into account thermal comfort and investments.
VI
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ........................................................................................................................... 1
1.1 NAMEN ZAKLJUČNEGA DELA ........................................................................... 1
1.2 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE ........................................................................... 1
1.3 PREDSTAVITEV PODJETJA TE BRESTANICA .................................................. 2
1.3.1 Proizvodnja ........................................................................................................ 2
1.3.2 Kratka zgodovina ............................................................................................... 3
1.3.3 Razvojni načrti in naložbe: Projekt zamenjave PB1 – 3 ................................... 5
1.4 PROGRAM URSA GF 4.0 ........................................................................................ 6
2 OPIS POSLOVNE STAVBE IN KLIMATSKEGA PODROČJA ......................... 7
2.1 OPIS POSLOVNE STAVBE .................................................................................... 7
2.2 OPIS KLIMATSKEGA PODROČJA ..................................................................... 10
3 OBSTOJEČI SISTEM ZA OGREVANJE IN HLAJENJE .................................. 12
3.1 SISTEM ZA OGREVANJE .................................................................................... 12
3.1.1 Opis sistema za ogrevanje ............................................................................... 12
3.1.2 Poraba zemeljskega plina ................................................................................ 14
3.1.3 Sistem ogrevanja sanitarne vode ..................................................................... 16
3.1.4 Pomožni sistem ogrevanja ............................................................................... 17
3.1.5 Vrednost investicije ......................................................................................... 18
3.2 SISTEM ZA HLAJENJE ......................................................................................... 19
3.2.1 Opis sistema za hlajenje .................................................................................. 20
3.2.2 Vrednost investicije ......................................................................................... 25
3.3 SISTEM ZA PREZRAČEVANJE ........................................................................... 25
4 PREZRAČEVANJE IN KLIMATIZACIJA .......................................................... 26
4.1 TOPLOTNO UGODJE ............................................................................................ 26
4.1.1 Temperatura zraka ........................................................................................... 26
4.1.2 Temperatura okoliških površin ........................................................................ 27
4.1.3 Relativna vlažnost zraka .................................................................................. 28
4.1.4 Hitrost gibanja zraka ........................................................................................ 29
VII
4.1.5 Vpliv oblačenja in fizična aktivnost ................................................................ 30
4.2 VRSTE PREZRAČEVANJA .................................................................................. 32
4.2.1 Naravno prezračevanje .................................................................................... 32
4.2.2 Prisilno prezračevanje...................................................................................... 33
4.3 TEHNIKA PREZRAČEVANJA IN KLIMATIZACIJE ......................................... 33
4.3.1 Proces klimatizacije ......................................................................................... 36
4.3.1.1 Mešanje in gretje zraka ............................................................................ 37
4.3.1.2 Hlajenje zraka .......................................................................................... 38
4.3.1.3 Vlaženje zraka ......................................................................................... 39
4.3.1.4 Poletno delovanje klimatske naprave ...................................................... 40
4.3.1.5 Zimsko delovanje klimatske naprave ...................................................... 41
4.3.2 Centralni sistem prezračevanja in klimatizacije .............................................. 42
4.4 SESTAVNI DELI PREZRAČEVANJA IN KLIMATIZACIJE .............................. 44
4.4.1 Sistem kanalov za transport zraka ................................................................... 44
4.4.2 Zajem in odvod zraka ...................................................................................... 46
4.4.3 Zračne rešetke – difuzorji ................................................................................ 46
4.4.4 Grelniki in hladilniki zraka .............................................................................. 47
4.4.5 Vlažilnik zraka ................................................................................................. 48
4.4.6 Ventilatorji ....................................................................................................... 48
4.4.7 Čiščenje zraka .................................................................................................. 49
4.4.8 Koriščenje odpadne toplote ............................................................................. 50
4.4.9 Šumnost ........................................................................................................... 51
4.4.10 Regulacija .................................................................................................... 51
5 NAČRTOVANJE SISTEMA PREZRAČEVANJA IN KLIMATIZACIJE ........ 53
5.1 SPLOŠNO ............................................................................................................... 53
5.2 TRANSMISIJSKE TOPLOTNE IZGUBE .............................................................. 53
5.3 GRELNA OBREMENITEV ................................................................................... 54
5.3.1 Transmisijske toplotne izgube ......................................................................... 55
5.3.2 Izračun grelne obremenitve poslovne zgradbe ................................................ 56
5.3.2.1 Izračun transmisijskih toplotnih izgub .................................................... 56
5.4 HLADILNA OBREMENITEV ............................................................................... 56
5.4.1 Toplota ljudi .................................................................................................... 58
VIII
5.4.2 Toplota naprav in razsvetljave ......................................................................... 58
5.4.3 Sevalni dobitki ................................................................................................. 59
5.4.4 Skupna hladilna obremenitev .......................................................................... 60
5.4.5 Izračun hladilne obremenitve poslovne zgradbe ............................................. 60
5.4.5.1 Izračun transmisijskih toplotnih izgub .................................................... 60
5.4.5.2 Izračun toplote ljudi ................................................................................. 60
5.4.5.3 Izračun toplote naprav in razsvetljave ..................................................... 61
5.4.5.4 Izračun sevalnih dobitkov ........................................................................ 61
5.4.5.5 Izračun skupne hladilne obremenitve ...................................................... 62
5.5 IZBIRA PREZRAČEVALNE IN KLIMATSKE NAPRAVE ................................ 62
5.5.1 Klimati serije Adconair 76 .............................................................................. 63
5.5.2 Specifikacije izbranih klimatov ....................................................................... 64
5.5.3 Dimenzioniranje cevovoda tople vode ............................................................ 65
5.5.3.1 Izbira toplotnega prenosnika ................................................................... 66
5.5.3.2 Izbira cevi ................................................................................................ 66
5.5.3.3 Izbira raztezne posode ............................................................................. 69
5.5.3.4 Izbira črpalke vode .................................................................................. 70
5.5.3.5 Popis elementov cevovoda ...................................................................... 73
5.6 SISTEM PREZRAČEVALNIH KANALOV .......................................................... 74
5.6.1 Dimenzioniranje prezračevalnih kanalov ........................................................ 74
5.6.1.1 Primer dimenzioniranja prezračevalnih kanalov za pisarno 1325: .......... 76
5.6.1.2 Prikaz izbranih velikosti prezračevalnih kanalov in difuzorjev .............. 77
5.6.2 Izračun padca tlaka v sistemu .......................................................................... 81
5.6.3 Primer izračuna tlačnega padca za dovod zraka v pisarni 1325: ..................... 83
5.6.3.1 Tlačna stran sistema................................................................................. 83
5.6.3.2 Sesalna stran sistema ............................................................................... 86
5.6.3.3 Prikaz izračunanih skupnih padcev tlaka po prostorih ............................ 87
5.7 VREDNOST INVESTICIJE ................................................................................... 88
6 SKLEP ........................................................................................................................ 91
VIRI IN LITERATURA ................................................................................................... 93
PRILOGE ........................................................................................................................... 96
IX
PRILOGA A: NAČRT PRITLIČJA NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE ............. 96
PRILOGA B: TLORIS PRITLIČJA STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE ........... 97
PRILOGA C: TLORIS NADSTROPJA NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE ....... 98
PRILOGA D: TLORIS NADSTROPJA STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE ..... 99
PRILOGA E: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V PRITLIČJU
NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE ..................................................................... 100
PRILOGA F: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V PRITLIČJU
STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE ................................................................... 101
PRILOGA G: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V NADSTROPJU
NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE ..................................................................... 102
PRILOGA H: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V NADSTROPJU
STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE ................................................................... 103
PRILOGA I: PRIKAZ GRADBENIH KONSTRUKCIJ IN REZULTATOV
IZRAČUNOV V PROGRAMU URSA GF 4.0 ZA NOVI DEL POSLOVNE STAVBE
....................................................................................................................................... 104
PRILOGA J: PRIKAZ GRADBENIH KONSTRUKCIJ IN REZULTATOV
IZRAČUNOV V PROGRAMU URSA GF 4.0 ZA STARI DEL POSLOVNE STAVBE
....................................................................................................................................... 108
PRILOGA K: KARAKTERISTIKE KLIMATA ADCONAIR 762601 IMH ............... 113
PRILOGA L: KARAKTERISTIKE KLIMATA ADCONAIR 762501 IMH ................ 118
PRILOGA M: SHEMA KLIMATA ADCONAIR 761601 IMH ................................... 123
PRILOGA N: SHEMA KLIMATA ADCONAIR 762501 IMH .................................... 125
PRILOGA O: KARATKTERISTIKE PLOŠČATEGA TOPLOTNEGA PRENOSNIKA
DANFOSS XB 59M-1 70 .............................................................................................. 127
PRILOGA P: RAZVOD CEVOVODA TOPLE VODE ................................................ 128
PRILOGA R: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V PRITLIČJU NOVEGA
DELA POSLOVNE STAVBE ...................................................................................... 129
PRILOGA S: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V PRITLIČJU STAREGA
DELA POSLOVNE STAVBE ...................................................................................... 130
PRILOGA Š: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V NADSTROPJU
NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE ..................................................................... 131
X
PRILOGA T: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V NADSTROPJU
STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE ................................................................... 132
PRILOGA U: NABOR IZRAČUNANIH PODATKOV ZA POSLOVNO STAVBO .. 133
PRILOGA V: NABOR IZRAČUNANIH TLAČNIH PADCEV V SISTEMU
PREZRAČEVALNIH KANALOV ............................................................................... 136
PRILOGA Z: IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE
ZAKLJUČNEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV DIPLOMANTOV .... 136
PRILOGA Ž: IZJAVA O AVTORSTVU ZAKLJUČNEGA DELA ............................. 138
XI
KAZALO SLIK
Slika 1.1: Situacija TE Brestanica po končanem projektu zamenjave PB1–3 [1] ................. 6
Slika 2.1: Prikaz zunanjih projektnih temperatur za različne kraje v Sloveniji [5] ............. 11
Slika 3.1: Tehnične specifikacije plinskih kotlov serije Logamax Plus GB 162 [6] ........... 13
Slika 3.2: Vezava štirih plinskih kotlov v celoto [6] ........................................................... 14
Slika 3.3: Priključno in merilno mesto zemeljskega plina .................................................. 15
Slika 3.4: Primerjava porabe zemeljskega plina za ogrevanje med obdobjema 2011–12 in
2012–13 ....................................................................................................................... 16
Slika 3.5: Toplotna črpalka, montirana na stenskem nosilcu v kotlovnici .......................... 17
Slika 3.6: Vgrajeni toplotni prenosnik za pomožni sistem ogrevanja ................................. 18
Slika 3.7: Tabelarični izračun potrebne hladilne moči za direktorjevo pisarno .................. 20
Slika 3.8: Prikaz klima sistema in njegovi sestavni deli...................................................... 21
Slika 4.1: Oddajanje toplote človeka v odvisnosti od temperature zraka [7] ...................... 27
Slika 4.2: Odvisnost relativne vlažnosti zraka od temperature zraka [7] ............................ 29
Slika 4.3: Maksimalne dovoljene hitrosti gibanja zraka v coni bivanja ljudi [7] ................ 30
Slika 4.4: Oddajanje toplote človeka v odvisnosti od oblačenja in temperature okolice [7]
..................................................................................................................................... 31
Slika 4.5: Optimalna temperatura v odvisnosti od fizične aktivnosti in obleke [8] ............ 32
Slika 4.6: Klasifikacija klimatizacijskih sistemov [7] ......................................................... 35
Slika 4.7: Blokovna shema procesa klimatizacije [9] ......................................................... 36
Slika 4.8: Proces mešanja in gretja zraka v Mollierovem diagramu [10]............................ 37
Slika 4.9: Prikaz procesa hlajenja v h–x-diagramu, kjer hladimo vlažen zrak do točke
rosišča [10] .................................................................................................................. 39
Slika 4.10: Vlaženje zraka; 1–3 vlaženje s hladno vodo, 1–2 vlaženje s paro [10] ............ 40
Slika 4.11: Prikaz procesa klimatizacije v h–x-diagramu – poletno delovanje [9] ............. 41
Slika 4.12: Prikaz procesa klimatizacije v h-x diagramu – zimsko delovanje [9].............. 42
Slika 4.13: Shema sistema centralnega enokanalnega prezračevanja in klimatizacije [7] .. 43
Slika 4.14: Primeri sesalnih odprtin; desno – zajem zraka nad terenom, levo – zajem [10]46
Slika 4.15: Različne oblike difuzorjev [11] ......................................................................... 47
XII
Slika 4.16: Sestava meglene komore; 1 – bazen za vodo, 2 – košara na sesalni cevi, 3 –
odvod za praznjenje, 4 – cevni register s šobami, 5 – preliv, 6 – odvod odvečne vode,
7 – črpalka, 8 – priključek za dolivanje, 9 – plovec, 10 – eliminator kapljic [7] ........ 48
Slika 4.17: Diagram za izbiro ventilatorja [7] ..................................................................... 49
Slika 4.18: Filtrski vložki v okvirju [10] ............................................................................. 50
Slika 5.1: Prikaz stanja zraka v Mollierovem diagramu za zimski režim ........................... 55
Slika 5.2: Prikaz stanja zraka v Mollierovem diagramu za letni režim ............................... 57
Slika 5.3: Diagram padca tlaka v cevi pri hrapavosti ε=0,045 mm in temperaturi vode 80
°C [8] ........................................................................................................................... 71
Slika 5.4: Območje delovanja črpalk Grunfos Magna3 [17] ............................................... 73
Slika 5.5: Diagram padcev tlaka in šumnosti – s komoro in regulacijsko loputo M [11] ... 85
Slika 5.6: Diagram za določitev celotnega padca tlaka [18] ............................................... 87
XIII
KAZALO TABEL
Tabela 2.1: Podatki o lokaciji poslovne stavbe [3] ................................................................ 7
Tabela 2.2: Geometrijske karakteristike poslovne stavbe ..................................................... 8
Tabela 2.3: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v nadstropju starega
dela poslovne stavbe ...................................................................................................... 8
Tabela 2.4: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v pritličju starega dela
in skupni podatki o starem delu poslovne stavbe .......................................................... 9
Tabela 2.5: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v nadstropju novega
dela poslovne stavbe .................................................................................................... 10
Tabela 2.6: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v pritličju novega dela
in skupni podatki o novem delu poslovne stavbe ........................................................ 10
Tabela 2.7: Podnebni podatki za lokacijo poslovne stavbe [4] ........................................... 11
Tabela 2.8: Podatki o notranjih projektnih temperaturah in številu ur ogrevanja in hlajenja
..................................................................................................................................... 11
Tabela 3.1: Prikaz porabe zemeljskega plina za ogrevanje stavbe po mesecih med letoma
2011 in 2013 ................................................................................................................ 15
Tabela 3.2: Tehnični podatki toplotne črpalke za ogrevanje sanitarne vode....................... 17
Tabela 3.3: Tehnični podatki o vgrajenem toplotnem prenosniku ...................................... 18
Tabela 3.4: Prikaz celotne vrednosti investicije rekonstrukcije toplotne postaje ................ 19
Tabela 3.5: Popis vgrajenih klima naprav v prostorih in njihova inštalirana moč .............. 22
Tabela 3.6: Popis količine vakuumiziranega hladilnega sredstva R407C in dolžina napeljav
po prostorih .................................................................................................................. 23
Tabela 3.7: Temperaturno območje obratovanja vgrajenih klima naprav ........................... 24
Tabela 3.8: Prikaz celotne vrednosti investicije vgradnje klima naprav ............................. 25
Tabela 4.1: Vrednosti »clo« glede na način oblačenja človeka [8] ..................................... 31
Tabela 4.2: Skupno oddajanje toplote človeka pri različnih aktivnostih [8] ....................... 32
Tabela 4.3: Dovoljene debeline pločevine [10] ................................................................... 45
Tabela 5.1: Prikaz izračunanih vrednosti transmisijskih toplotnih izgub v programu URSA
GF 4.0 .......................................................................................................................... 54
Tabela 5.2: Klimatski podatki za zimski režim ................................................................... 54
Tabela 5.3: Klimatski podatki za letni režim ....................................................................... 57
XIV
Tabela 5.4: Podatki o vgrajenih steklenih površinah v poslovni stavbi .............................. 61
Tabela 5.5: Podatki o izračunani grelni in hladilni obremenitvi za novi in stari del stavbe 63
Tabela 5.6: Specifikacije klimata za stari del zgradbe ........................................................ 64
Tabela 5.7: Specifikacije klimata za novi del zgradbe ........................................................ 65
Tabela 5.8: Popis vseh potrebnih elementov za izgradnjo cevovoda za ogrevanje vodnih
grelnikov klimatov ....................................................................................................... 73
Tabela 5.9: Priporočene hitrosti zraka skozi različne elemente za prezračevanje [8] ......... 75
Tabela 5.10: Dimenzije uporabljenih velikosti prezračevalnih kanalov ............................. 75
Tabela 5.11: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za nadstropje starega
dela poslovne stavbe .................................................................................................... 78
Tabela 5.12: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za pritličje starega
dela poslovne stavbe .................................................................................................... 79
Tabela 5.13: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za nadstropje novega
dela poslovne stavbe .................................................................................................... 80
Tabela 5.14: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za pritličje novega
dela poslovne stavbe .................................................................................................... 80
Tabela 5.15: Prikaz izračunanih tlačnih padcev po prostorih za stari del stavbe ................ 87
Tabela 5.16: Prikaz izračunanih tlačnih padcev po prostorih za novi del stavbe ................ 88
Tabela 5.17: Prikaz celotne vrednosti investicije vgradnje prezračevalnega in
klimatizacijskega sistema v poslovno stavbo .............................................................. 88
XV
UPORABLJENI SIMBOLI
rezt – rezultirajoča temperatura
,A B – konstanti
zt – temperatura zraka
0t – temperatura okoliških površin
h – sprememba specifičnih entalpij zmesi
3h – specifična entalpija zmesi v stanju 3
4h – specifična entalpija zmesi v stanju 4
1/2Q – odvedena toplota pri prehodu iz stanja 1 v 2
m – masa zmesi
1h – specifična entalpija zmesi v stanju 1
2h – specifična entalpija zmesi v stanju 2
vh – specifična entalpija vode ali pare, ki jo vbrizgamo v zračni tok
x – sprememba absolutne vlažnosti v zraku
4/1Q – prevzeta toplota pri prehodu iz stanja 4 v 1
vm – masa vlage
1x – vsebnost vodne pare zraka v stanju 1
4x – vsebnost vodne pare zraka v stanju 4
HLQ – transmisijske toplotne izgube
TQ – toplotni tok, izračunan v programu URSA GF 4.0
T – razlika temperatur
pQ – toplota ljudi
trpQ – senzibilna toplota ljudi
fpQ – latentna toplota ljudi
N – število ljudi v prostoru
MQ – toplota naprav in razsvetljave
uA – uporabna površina stavbe
XVI
SQ – sevanje toplote skozi okna
iA – površina zastekljenega dela okna, ki je izpostavljen sončnemu sevanju
maxI – maksimalno skupno globalno sevanje sonca
maxdifI – maksimalno difuzno sevanje sonca
b – prepustnost stekla
as – koeficient akumulacije (skladiščenja) sončnega sevanja
KUQ – skupna hladilna obremenitev
vV – volumski pretok vode
P – grelna moč
pc – specifična toplota vode
v – gostota vode
ceviS – površina cevi
vV – volumski pretok vode
vw – hitrost vode v cevi
ceviD – premer cevi
adV – raztezni volumen
adf – temperaturno odvisni raztezni faktor
anf – specifični faktor sistema oz. volumen vode
f – faktor izkoristka
maxp – relativna vrednost maksimalnega delovnega tlaka
gasp – relativna vrednost tlaka plina v raztezni posodi
gefV – nazivni volumen
cp – skupne tlačne izgube cevovoda
L R – vsota linijskih tlačnih izgub v cevi
Z – vsota lokalnih tlačnih izgub v cevi
cL – dolžina cevi
R – linijski padec tlaka
XVII
H – potisna višina
g – težnostni pospešek
PKA – presek prezračevalnega kanala
V – volumski pretok zraka v prostoru
w – hitrost zraka v prezračevalnem kanalu
2efA – efektivna površina zaščitne rešetke
1B – širina zaščitne rešetke
1H – višina zaščitne rešetke
n – število lamel zaščitne rešetke
p – celotni tlačni padec
linp – vsota vseh tlačnih padcev v linijskih odporih
lokp – vsota vseh tlačnih padcev v lokalnih odporih
linp – tlačni padec v linijskih odporih
– koeficient hrapavosti materiala
– gostota prenosnega medija
d – hidravlični premer kanala
L – dolžina kanala
Hd – hidravlični premer
,a b – mere stranic kanala
lokp – tlačni padec v lokalnih odporih
– koeficient lokalnega odpora
XVIII
UPORABLJENE KRATICE
TE – termoelektrarna
TEB – Termoelektrarna Brestanica
PB – plinski blok
HE – hidroelektrarna
ELES – Sistemski operater prenosnega elektroenergetskega omrežja
TA – turbo agregat
GIS – plinsko izolirane stikalne naprave (ang. gas insulated switchgear)
NEK – Nuklearna elektrarna Krško
EES – elektroenergetski sistem
TEŠ – Termoelektrarna Šoštanj
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
1
1 UVOD
1.1 NAMEN ZAKLJUČNEGA DELA
Namen magistrske naloge je raziskati sistem ogrevanja in hlajenja ter morebitnega
prezračevanja v poslovni stavbi TE Brestanica. Celotna študija bo temeljila na podatkih,
pridobljenih s strani TE Brestanica. Na podlagi podatkov, posredovanih iz podjetja, bomo
opisali trenutno vgrajeni sistem ogrevanja in hlajenja ter prezračevanja v stavbi. Zraven
tega bomo še raziskali in predstavili celotne stroške investicije obeh vgrajenih sistemov.
Drugi del magistrske naloge je teoretične narave, saj bomo opisali postopek prezračevanja
in klimatizacije ter sestavne dele. Na podlagi karakteristik poslovne stavbe bo sledila izbira
klimata ter načrtovanje sistema prezračevalnih kanalov. Vse skupaj pa bomo zaključili z
oceno investicijske vrednosti postavitve takšnega sistema.
Za zaključek bomo primerjali obstoječi ter načrtovani sistem prezračevanja in klimatizacije
z vidika toplotnega ugodja in investicijske vrednosti.
1.2 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE
Glede na to, da je stavba že obstoječa, je projektiranje prezračevanja in klimatizacije le
teoretične narave. Vsi prostori v zgradbi so namreč zasedeni celo leto in bi bilo takšen
sistem zelo težko realizirati, ne da bi pri tem motili dela v podjetju. Zato se po navadi
takšni sistemi vgrajujejo v novogradnjah. Vendar bomo kljub temu načrtovali sistem
prezračevanja in klimatizacije, da vidimo pozitivne in negativne strani v primerjavi z
obstoječim sistemom.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
2
1.3 PREDSTAVITEV PODJETJA TE BRESTANICA
TE Brestanica je termoelektrarna v vzhodni Sloveniji v okolici mesta Krško, natančneje v
Brestanici. S svojo dejavnostjo je elektrarna vplivala na razvoj in širitev samega mesta od
izgradnje pa vse do danes.
TE Brestanica ima posebno vlogo v slovenskem elektroenergetskem sistemu. S svojo
specifično plinsko tehnologijo zagotavlja temeljne sistemske storitve v elektroenergetskem
sistemu Slovenije:
- terciarno regulacijsko rezervo v primeru izpada večjih proizvodnih blokov ali
drugih motenj v nacionalnem energetskem sistemu in
- zagon agregatov brez zunanjega vira napajanja in s tem možnost vzpostavljanja
omrežja v primeru razpada elektroenergetskega sistema.
1.3.1 Proizvodnja
S svojimi sistemskimi storitvami predstavlja Termoelektrarna Brestanica za elektro-
energetski sistem Slovenije zanesljiv rezervni vir napajanja v najbolj kritičnih trenutkih. Za
učinkovito posredovanje v kritičnih trenutkih je potrebna vrhunska tehnična in kadrovska
usposobljenost [1].
Elektrarna s svojimi hitrimi agregati omogoča predvsem [1]:
- hitro posredovanje pri preobremenitvah sistema ali izpadih slovenskih elektrarn
oziroma daljnovodov,
- preprečitev razpada elektroenergetskega omrežja s hitrim posredovanjem,
- ponovno sestavljanje elektroenergetskega omrežja po razpadu in
- zagotavljanje enega od neodvisnih in neposrednih virov napajanja JE Krško.
Pet hitrih plinskih agregatov, trije po 23 MW in dva po 114 MW, potrebuje od zahtevka za
start pa do polne moči 297 MW vsega 15 minut, s čimer je izpolnjen pogoj minutne
rezerve po zahtevah evropskega združenja operaterjev. Zaradi omenjene vloge je
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
3
elektrarna koncipirana tako, da omogoča zelo veliko tehnično fleksibilnost kakor tudi
fleksibilnost glede pogonskih goriv. Tako lahko agregati kot gorivo uporabljajo zemeljski
plin iz plinovodnega omrežja ali ekstra lahko kurilno olje iz lastnih rezervarskih kapacitet,
delujejo pa tudi na mešanico obeh goriv. Z elektroenergetskim sistemom Slovenije jo
povezuje 110 kV stikališče. Moč termoelektrarne znaša približno dvanajst odstotkov
zmogljivosti celotnega elektroenergetskega sistema [1].
Zraven plinskih turbin so v TE Brestanica postavljene še tri sončne elektrarne s skupno
inštalirano močjo 170 kW in planirano letno proizvodnjo 170.000 kWh oz. 170 MWh
električne energije [1].
1.3.2 Kratka zgodovina
TE Brestanica je ena izmed najstarejših delujočih elektrarn v Sloveniji. Njena zgodovina
sega v leto 1939 s pričetkom gradnje in inštalacijo prvega turboagregata na osnovi
premogovne tehnologije. Prve kW električne energije je elektrarna oddala v omrežje julija
1943 [1].
Ker so se konec 60-tih let začele težave z dobavo premoga iz senovskega in okoliških
rudnikov, se je takratno vodstvo odločilo za izgradnjo plinsko-parne elektrarne na primarni
bencin in kurilno olje. Vloga elektrarne se je s tem spremenila, in sicer je elektrarna s
svojimi hitrimi in prilagodljivimi plinskimi bloki postala proizvajalec vršne oziroma
konične energije. Poleg tega pa je z možnostjo zagona plinskih blokov iz breznapetostnega
stanja imela pomembno vlogo pri zagotavljanju sistemskih storitev za elektroenergetski
sistem [1].
Konec 90-tih let sta bila zgrajena plinska bloka PB 4–5 za potrebe vršne energije in
zagotavljanje sistemskih storitev za potrebe elektroenergetskega sistema. S postavitvijo
plinskih blokov PB 4–5 je elektrarna dosegla bistveno večjo zmogljivost in postala
sodoben proizvodni objekt za zanesljivo proizvodnjo električne energije. Razvila se je v
zanesljivega in zelo prilagodljivega proizvajalca električne energije v Sloveniji. Njene
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
4
naprave za proizvodnjo električne energije imajo po zadnji dograditvi skupno 297 MW
moči. Z elektroenergetskim sistemom Slovenije jo povezuje 110-kilovoltno stikališče. Moč
termoelektrarne znaša približno 10 % zmogljivosti celotnega elektroenergetskega sistema
Slovenije [1].
Leta 2004 se je TE Brestanica aktivno vključila v izgradnjo hidroelektrarn na spodnji Savi.
Po izgradnji HE Boštanj je le-to prevzela v obratovanje in vzdrževanje. Kasneje je
upravljanje hidroelektrarn na spodnji Savi prevzela družba HESS, TE Brestanica pa
pogodbeno izvaja njihovo vzdrževanje [1].
V letu 2008 se je v sklopu energetske sanacije poslovnega objekta načrtovala tudi
izgradnja sončne elektrarne na strehi tega objekta, ki je bila na omrežje priključena
februarja 2009. Leta 2010 pa sta bili zgrajeni in dani v obratovanje še dve sončni elektrarni
[1].
Leta 2009 so ELES, TE Brestanica in Elektro Celje zgradili novo GIS-stikališče 110 kV, ki
nadomešča nekdanje prostozračno stikališče, ki je bilo v celoti odstranjeno [1].
Pomembnejši mejniki [1]:
1939–1943 izgradnja TA 1, moči 12,5 MW
1947 izgradnja 110 kV razdelilne transformatorske postaje
1955 povečanje stikališča
1959–1961 izgradnja TA 2, moči 13,5 MW
1972–1975 postavitev plinskih blokov PB 1–3, moči 3 x 23 MW, z vključitvijo TA 1 in
TA 2 v prvi plinsko-parni proces v takratni Jugoslaviji
1998–2000 postavitev plinskih blokov PB 4–5, moči 2 x 114 MW
2004 vključitev v izgradnjo verige HE na spodnji Savi
2008–2010 izgradnja treh malih sončnih elektrarn
2009 postavitev GIS-stikališča
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
5
1.3.3 Razvojni načrti in naložbe: Projekt zamenjave PB1 – 3
TE Brestanica je 16. 1. 2015 objavila mednarodni razpis za dobavo plinske turbine,
generatorja in dimnika za nadomestni plinski blok PB 6. S tem začenjajo investicijo v
zamenjavo obstoječih plinskih blokov PB 1–3, ki je razdeljena v dve fazi. Prva faza
predvideva izgradnjo plinskega bloka PB 6, moči 40–70 MW, ki bo začel obratovati
najkasneje 31. 12. 2017 [1].
Glavni razlog za zamenjavo je, da se življenjska doba kljub skrbnemu obratovanju,
rednemu vzdrževanju ter relativno majhnemu številu obratovalnih ur, a velikemu številu
zagonov, neizogibno izteka. Starosti primerne so tudi tehnične karakteristike PB 1–3, kar
pomeni za današnje stanje tehnike zelo nizek izkoristek ter relativno visoke emisije in
hrup. Podaljševanje življenjske dobe je težko doseči zaradi težav pri dobavi rezervnih
delov, pomanjkanja podpore za posamezne sisteme ter neracionalnih stroškov celovite
obnove plinskih blokov. Predvsem pa je zamenjavo obstoječih plinskih blokov treba izvesti
zaradi zagotavljanja visoke stopnje razpoložljivosti in zanesljivosti zagonov, kar
posledično prispeva k zanesljivosti dobave električne energije porabnikom po vsej
Sloveniji, seveda tudi zaradi ekoloških razlogov, ker 40 let stara tehnologija žal ne ustreza
več sodobnim standardom varovanja okolja.
Plinski bloki PB 1–3 bodo nadomeščeni z dvema novima plinskima blokoma (PB 6, 7),
ranga moči 40–70 MW, kar predstavlja prvo fazo projekta "Zamenjava PB 1–3". Prva faza
projekta je časovno razdeljena na fazo 1A in fazo 1B. V fazi 1A bo do 1. 1. 2018 zgrajen in
predan v obratovanje plinski blok PB 6, v fazi 1B pa do 1. 1. 2020 še plinski blok PB 7
enakih karakteristik. Lokacija za umestitev novih plinskih blokov se nahaja znotraj
kompleksa TE Brestanica na prostoru bivšega prostozračnega 110 kV stikališča, ki je
najprimernejši predvsem zaradi obstoječe že zgrajene infrastrukture (oskrba z gorivi in
vodo, 110 kV stikališče), namenske rabe prostora, obstoječega namenskega daljnovoda za
napajanje NEK ter razpoložljivega kadra z ustreznim znanjem in izkušnjami s plinsko
tehnologijo. Umestitev projekta v prostor je prikazana na sliki 1.1.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
6
Slika 1.1: Situacija TE Brestanica po končanem projektu zamenjave PB1–3 [1]
1.4 PROGRAM URSA GF 4.0
Program je produkt istoimenske družbe URSA SLOVENIJA d. o. o. in je namenjen
izdelavi elaborata energetske učinkovitosti objektov in energetskih izkaznic. Temelji na
več standardih, kot so npr. EN ISO 13790, SRPS EN 15315, SRPS EN 15217,
SRPS.U.J5.520, SRPS.U.J5.530 in ostali. Standardi predpisujejo osnovne tehnične
zahteve, ki morajo biti izpolnjene v skladu z racionalno potrošnjo energije zgradbe,
toplotne zaščite in higiene v objektih, namenjenih za življenje in delo ljudi, brez ogrožanja
komfortnosti koristnikov [2].
S pomočjo programa bomo izračunali transmisijske toplotne izgube poslovne stavbe in jih
nato uporabili pri izračunu potrebnih podatkov za izbiro ustrezne prezračevalne in
klimatizacijske naprave za poslovno stavbo.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
7
2 OPIS POSLOVNE STAVBE IN KLIMATSKEGA PODROČJA
2.1 OPIS POSLOVNE STAVBE
Objekt oz. poslovna stavba v TE Brestanica, ki jo bomo zajeli v magistrskem delu, obsega
dve ločeni stavbi, povezani s hodnikom v prvem nadstropju. Za lažjo predstavo bomo
manjši del poslovne stavbe poimenovali »novi del«, ker je bil zgrajen najkasneje, in pa
»stari del«. Novi del je tisti del poslovne stavbe, kjer so sprejemna pisarna oz. recepcija ter
pisarne, stari del pa tisti del, kjer so zraven pisarn priključene še delavnice in skladišča.
Poslovna stavba je fizično ločena od proizvodnega dela TE Brestanica. Se pravi, da so
prostori, kjer so vgrajene turbine in vsa potrebna oprema za obratovanje termoelektrarne,
na drugi lokaciji.
V nadaljevanju so podani vsi tehnični podatki o poslovni stavbi, tako za novi kot za stari
del, saj jih bomo v naslednjih poglavjih uporabili za izračune v programu URSA GF 4.0.
Tlorisi načrtov poslovne stavbe so podani pod prilogami od A do D.
Podatke o lokaciji poslovne stavbe smo poiskali s pomočjo internetne strani Atlas okolja in
so podani v tabeli 2.1.
Tabela 2.1: Podatki o lokaciji poslovne stavbe [3]
GKY 537426
GKX 94932
Lat 45°59'51,21'' (45,9975590°)
Lon 15°28'42,23'' (15,478398°)
ETRS89 X 537056
ETRS89 Y 95417
Nadmorska višina 180,3 m
Drugi podatki, ki so tudi bistvenega dela za izračune, so geometrijske karakteristike stavbe.
Te podatke so posredovali iz TE Brestanica in so prikazani v tabeli 2.2. Zaradi lažjega
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
8
predstavljanja stavbe oz. samega računanja smo poslovno stavbo razdelili na dva dela.
Delitev poteka natanko tam, kjer sta dela povezana s povezovalnim hodnikom v prvem
nadstropju. Predpostavili smo, da je hodnik del »starega dela« stavbe.V tabelah od 2.2 do
2.6 so prikazani podatki o površini, prostornini in številu oseb v prostoru.
Tabela 2.2: Geometrijske karakteristike poslovne stavbe
NOVI DEL STARI DEL
Površina toplotnega ovoja hiše 2234,22 m2 3980,50 m2
Kondicionirana prostornina 1741,38 m3 6449,47 m3
Neto ogrevana prostornina hiše 1286,02 m3 5281,44 m3
Uporabna površina hiše 494,35 m2 1578,40 m2
Dolžina cone 28,42 m 64,90 m
Širina cone 11,50 m 26,05 m
Višina etaže 2,40 m 3,16 m
Število etaž 2,00
Število prostorov 28 60
Tabela 2.3: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v nadstropju starega dela poslovne stavbe
NADSTROPJE STARI DEL
PROSTOR POVRŠINA [m^2] PROSTORNINA [m^3] ŠT. OSEB
Sprejemna pisarna 2.0 14,84 46,89 2
Sprejemna pisarna 2.1 20,74 65,54 2
Sejna soba 2.3, roza 29,03 91,73 6
Pisarna 2.4 18,61 58,82 1
Pisarna 2.5 18,94 59,86 2
Pisarna 2.6 16,52 52,19 1
Pisarna 2.7 14,85 51,36 2
Pisarna 2.8 10,92 34,50 1
Pisarna 2.9 6,65 21,00 1
Pisarna 2.10 16,45 51,98 2
Pisarna 2.11 16,45 51,98 1
Pisarna 2.12 7,04 22,25 1
Pisarna 2.13 16,58 52,38 1
Kopirnica 2.17 17,55 55,46 3
Pisarna 2.17/1 11,17 36,30 1
Garderoba 12,83 40,53 1
Pisarna 2.16 9,24 29,20 1
Pisarna 2.18 20,64 65,22 2
Pisarna 2.19 13,95 44,08 1
Pisarna 2.20 24,75 78,21 3
Pisarna 2.21 23,10 73,00 2
Pisarna 2.22 21,06 66,55 3
Pisarna 2.23 19,80 62,57 3
Pisarna 1325 24,75 78,21 6
Hodnik 2 (+stopnišče) 64,74 319,80 1
»se nadaljuje«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
9
»nadaljevanje«
NADSTROPJE STARI DEL
PROSTOR POVRŠINA [m^2] PROSTORNINA [m^3] ŠT. OSEB
Pisarna 1330 14,50 45,50 1
Hodnik 2.1 24,22 76,54 1
Hodnik 2.3 31,22 98,65 1
Hodnik 2.4 10,22 32,00 0
Hodnik 2.5 20,00 50,00 1
SKUPAJ 571,36 1912,30 54
Tabela 2.4: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v pritličju starega dela in skupni podatki o
starem delu poslovne stavbe
PRITLIČJE STARI DEL
PROSTOR POVRŠINA [m^2] PROSTORNINA [m^3] ŠT. OSEB
Skladišče ob varilnici 50,18 173,62 0
Varilnica 41,01 141,90 1
Laboratorij I&C 36,19 125,21 3
Merilni laboratorij 20,69 71,59 1
Merilnica/finomeh. delavnica 23,48 81,24 1
Skladišče mizarske delavnice 17,29 59,82 0
Pisarna merilnice 7,41 25,64 1
Mizarska delavnica 43,23 149,58 1
Toplotna postaja 57,21 197,96 0
Skladišče elektro delavnice 28,26 97,78 0
Elektro delavnica - groba dela 10,71 37,06 1
Elektro delavnica 45,04 155,85 2
Precizna elektro delavnica 23,67 81,89 1
Garderoba 13,15 45,48 1
Hodnik 4.1 28,77 99,53 0
Pisarna mojstra 9,17 31,74 1
Sanitarije 12,40 42,91 1
Čajna kuhinja 25,21 87,22 2
Stopnišče 33,30 - 1
Strojna delavnica 79,79 276,07 3
Mehanična delavnica 128,09 443,18 4
Pisarna meh. delavnice 7,29 25,22 1
Kovačnica 34,18 118,27 1
Orodjarna 49,18 170,17 1
Pisarna skladišča 13,58 46,98 1
Glavno skladišče 50,97 176,36 1
Skladišče papirja 14,03 48,54 0
Skladišče varnostnih sredstev 14,09 48,75 0
Skladišče 78,30 270,92 1
Brusilnica 11,17 38,66 1
SKUPAJ 1007,04 3369,14 32
SKUPAJ STARI DEL 1578,40 5281,44 86
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
10
Tabela 2.5: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v nadstropju novega dela poslovne stavbe
NADSTROPJE NOVI DEL
PROSTOR POVRŠINA [m^2] PROSTORNINA [m^3] ŠT. OSEB
Pisarna 1.1 13,25 31,80 1
Pisarna 1.2 22,85 54,84 6
Pisarna 1.3 16,72 40,13 2
Pisarna 1.4 11,60 27,84 1
Pisarna 1.5 10,90 26,16 1
Pisarna 1.6 12,65 30,36 2
Pisarna 1.7 13,06 31,36 1
Pisarna 1.8 11,00 26,40 1
Pisarna 1.9 9,48 22,76 1
Pisarna 1.10 14,00 33,78 1
Pisarna 1200 9,92 23,80 1
Pisarna direktor 23,10 55,44 1
Mala kuhinja 12,13 29,11 2
Zračni prostor in stopnišče 27,47 65,92 1
Hodnik 1.1 37,74 90,58 1
SKUPAJ 245,87 590,28 23
Tabela 2.6: Podatki o uporabni površini, prostornini in številu oseb v pritličju novega dela in skupni podatki
o novem delu poslovne stavbe
PRITLIČJE NOVI DEL
PROSTOR POVRŠINA [m^2] PROSTORNINA [m^3] ŠT. OSEB
Recepcija 47,78 133,78 2
Sejna soba 56,30 157,64 6
Pisarna 3.1 30,50 85,40 2
Pisarna 3.2 16,80 47,04 1
Pisarna 3.3 9,30 26,04 1
Pisarna 3.4 10,20 28,56 1
Pisarna 3.5 14,10 39,48 2
Čajna kuhinja 7,50 21,00 2
Zenske sanitarije 9,80 27,44 1
Moške sanitarije 5,70 15,96 1
Hodnik 3.1 19,00 53,20 1
Hodnik 3.2 5,00 14,00 0
Hodnik 3.3 16,50 46,20 0
SKUPAJ 248,48 695,74 20
SKUPAJ NOVI DEL 494,35 1286,02 43
2.2 OPIS KLIMATSKEGA PODROČJA
Glede na lokacijske podatke poslovne stavbe, ki smo jih navedli v tabeli 2.1, smo poiskali
podnebne značilnosti območja. Kot lahko opazimo iz tabele 2.7, je temperaturni
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
11
primanjkljaj 3100 Kdan, projektna temperatura –13 °C in povprečna vlaga 78 %. Vsi ti
podatki bodo uporabljeni v nadaljevanju. Glede na projektno temperaturo spadamo v III.
klimatsko področje, kar je razvidno tudi iz slike 2.1.
Tabela 2.7: Podnebni podatki za lokacijo poslovne stavbe [4]
Začetek kurilne sezone [zaporedni dan] 265
Konec kurilne sezone [zaporedni dan] 135
Temp. primanjkljaj [Kdan] 3100
Povprečna letna temperatura [°C] 10,3
Projektna temperatura [°C] - 13
Povprečna letna vlaga [%] 78
Slika 2.1: Prikaz zunanjih projektnih temperatur za različne kraje v Sloveniji [5]
V tabeli 2.8 so predstavljeni še podatki o notranjih projektnih temperaturah in dnevnem
številu ur delovanja sistema za ogrevanje in sistema za hlajenje poslovne stavbe.
Tabela 2.8: Podatki o notranjih projektnih temperaturah in številu ur ogrevanja in hlajenja
Notranja projektna temperatura ogrevanja (°C) 20
Notranja projektna temperatura hlajenja (°C) 26
Dnevno število ur z normalnim ogrevanjem (h) 18
Dnevno število ur z normalnim hlajenjem (h) 8
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
12
3 OBSTOJEČI SISTEM ZA OGREVANJE IN HLAJENJE
V nadaljevanju si bomo ogledali, katera dva sistema sta uporabljena za ogrevanje in
hlajenje poslovne stavbe v TE Brestanica. Gre za povsem ločena sistema, ki nimata
direktnega vpliva eden na drugega.
3.1 SISTEM ZA OGREVANJE
Sistem za ogrevanje so zamenjali v TE Brestanica pred ogrevalno sezono v letu 2006.
Izvajalec vseh del na projektu vgradnje sistema je bil JM + L Inženiring d. o . o., hkrati pa
je bilo tudi nekaj podizvajalcev za določena manjša opravila.
Odločili so se za vgradnjo sistema za ogrevanje na plinski kotel. Pred tem so uporabljali
kotel na kurilno olje za celotno področje TE Brestanica, po vgradnji plinskih kotlov pa so
poslovno stavbo ločili od ostalih objektov. Se pravi, da ima tako poslovna stavba
samostojen sistem ogrevanja na zemeljski plin. Za ogrevanje sanitarne vode se zraven
plinskih kotlov uporablja toplotna črpalka, ki v večini pokrije potrebe po toploti za
ogrevanje sanitarne vode. V primeru okvare na sistemu ogrevanja pa so vzporedno vezali
stari sistem ogrevanja na kurilno olje preko toplotnega prenosnika, ki je vgrajen v
kotlovnici zraven plinskih kotlov.
3.1.1 Opis sistema za ogrevanje
Sistem za ogrevanje je sestavljen iz štirih plinskih kotlov serije Logamax Plus GB162
podjetja Buderus, ki so vezani v celoto. Posamezna maksimalna toplotna moč kotla je 100
kW. Se pravi, da je ima celotni sistem maksimalno toplotno moč 400 kW, kar je precej
več, kot potrebuje sama stavba za ogrevanje. S tem se zmanjšajo obratovalne ure
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
13
posameznih kotlov in se tako lahko bistveno podaljša življenjska doba samega sistema kot
celote. Ker gre za sistem plinskih kotlov, je seveda izkoristek sistema precej velik. Glede
na tehnične specifikacije posameznih kotlov lahko dosežemo izkoristek 96,1 %, kot je
razvidno iz slike 3.1, kjer so prikazane tehnične specifikacije plinskih kotlov serije
Logamax Plus GB 162. Na sliki 3.2 je prikazana vezava štirih kotlov v celoto.
Slika 3.1: Tehnične specifikacije plinskih kotlov serije Logamax Plus GB 162 [6]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
14
Slika 3.2: Vezava štirih plinskih kotlov v celoto [6]
Vsi kotli so vezani na dva regulatorja, ki krmilita obratovanje vseh štirih plinskih kotlov.
Regulatorja, ki sta produkt podjetja Buderus serije Logamatic 4000, imata vlogo krmiljenja
obratovanja plinskih kotlov za doseganje določene temperature v prostorih glede na
trenutno stanje temperature zunaj. Sprogramirana sta tako, da nikoli ne obratujejo vsi kotli
naenkrat, razen v izrednih razmerah. Po navadi naenkrat delujeta samo dva kotla, in sicer
nekje na dobri polovici svoje maksimalne toplotne moči. Po določenem številu
obratovalnih ur regulatorja vključita v delovanje druga dva kotla in tako regulirata, da
imajo vsi kotli na koncu približno isto število obratovalnih ur. Tako se zagotovi dolga
življenjska doba sistema in posledično so stroški vzdrževanja manjši.
V poslovni stavbi se pri menjavi sistema za ogrevanje ni menjalo ogreval po prostorih. Kot
ogrevala se uporabljajo radiatorji s standardno temperaturo ogrevanega medija 70/50 °C.
3.1.2 Poraba zemeljskega plina
V TE Brestanica beležijo porabo zemeljskega plina na merilnem mestu, kjer so fizično
povezani na dovod zemeljskega plina. Poraba se avtomatsko beleži vsako uro in se takoj
arhivira. Tako so iz TE Brestanica lahko posredovali zelo natančne izmerjene podatke
porabe zemeljskega plina za ogrevanje poslovne stavbe. Ti podatki so predstavljeni v tabeli
3.1., merilno mesto je pa prikazano na sliki 3.3.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
15
Slika 3.3: Priključno in merilno mesto zemeljskega plina
Tabela 3.1: Prikaz porabe zemeljskega plina za ogrevanje stavbe po mesecih med letoma 2011 in 2013
Mesec v letu Poraba 2011–12 [Sm3] Poraba 2012–13 [Sm3]
8 0 2
9 4 0
10 1781 1188
11 4309 2012
12 4399 4938
1 5121 4796
2 5959 4272
3 2729 4242
4 1653 2199
5 729 786
6 0 169
7 0 177
Vsota 26684 24781
Skupno povprečje 25732,5
Kot je razvidno iz tabele 3.1, je poraba med letoma 2011 in 2012 znašala 26.684,0 Sm3,
med letoma 2012 in 2013 pa 24.781,0 Sm3. Če primerjamo porabo v teh dveh sezonah, je
prišlo do manjšega odstopanja predvsem okoli meseca februarja, kot je razvidno iz slike
3.4. Skupna povprečna poraba pa je znašala 25.732,5 Sm3.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
16
Slika 3.4: Primerjava porabe zemeljskega plina za ogrevanje med obdobjema 2011–12 in 2012–13
Kot je razvidno iz slike 3.4, se prične ogrevalna sezona v mesecu septembru in konča se
okoli meseca junija. Se pravi, da traja nekje 8 do 9 mesecev. Kot opazimo, je zabeležena
poraba zemeljskega plina še v mesecu juniju in juliju, ampak predvidevamo, da je to
posledica ogrevanja sanitarne vode.
3.1.3 Sistem ogrevanja sanitarne vode
Za ogrevanje sanitarne vode je uporabljena toplotna črpalka tipa zrak-voda, v primeru, da
toplotna črpalka ne more pokriti vseh toplotnih potreb, pa ta delež prevzame sistem
plinskih kotlov. Nameščena toplotna črpalka v stavbi je prikazana na sliki 3.5.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
17
Slika 3.5: Toplotna črpalka, montirana na stenskem nosilcu v kotlovnici
Toplotna črpalka je produkt podjetja Termotehnika z maksimalno toplotno močjo 5 kW in
maksimalno porabo električne energije 1,8 kW ter grelnim številom okoli 2,8. Ostali
tehnični podatki so prikazani v tabeli 3.2.
Tabela 3.2: Tehnični podatki toplotne črpalke za ogrevanje sanitarne vode
Naziv TČ zrak-voda
Tip TČ5 S
Model TČ5 S – F
Serijska številka 06073
Max. toplotna moč 5000 W
Max. električna moč 1800 W
Električno napajanje 230 V, 50 Hz
Hladilni medij R22
Temperaturno območje delovanja 8–35 °C
Potreben pretok zraka 700 m3/h
3.1.4 Pomožni sistem ogrevanja
V primeru, da bi se na sistemu za ogrevanje zgodila kakšna okvara ali pa da v izrednih
primerih vsi štirje kotli ne bi zadostovali za kritje toplotnih izgub za ogrevanje, je v
kotlovnici vzporedno vezan na ogrevalni sistem stari kurilni sistem preko ploščatega
toplotnega prenosnika, ki je prikazan na sliki 3.6. Toplotni prenosnik je produkt podjetja
Ipros d. o. o. in se je vgradil v kotlovnico v letu 2009. Pomožni sistem je krmiljen preko
svojega regulatorja, ki je povezan z ventili na dovodih in odvodih povezavah ogrevalne
vode.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
18
Slika 3.6: Vgrajeni toplotni prenosnik za pomožni sistem ogrevanja
Nekaj tehničnih karakteristik o vgrajenem toplotnem prenosniku je podanih v tabeli 3.3.
Tabela 3.3: Tehnični podatki o vgrajenem toplotnem prenosniku
Proizvajalec IPROS d. o. o.
Tip VT10-V-24/CDS-16
Tovarniška št. TP2393/09
Leto izdelave 2009
Maksimalni tlak 10 bar
Maksimalna temperatura 130 °C
Volumen 7 l
3.1.5 Vrednost investicije
Projekt rekonstrukcije toplotne postaje v poslovni stavbi TE Brestanica je bil izveden leta
2006. Na tamkajšnjem razpisu so s strani TE Brestanice izbrali za izvedbo projekta
podjetje JM + L Inženiring d. o . o. Glavni podizvajalec je bilo podjetje Elektroinštalacije
Jože Vajdič s. p. Vsi stroški, nastali pri zamenjavi ogrevalnega sistema, so prikazani v
tabeli 3.4.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
19
Tabela 3.4: Prikaz celotne vrednosti investicije rekonstrukcije toplotne postaje
Vrsta stroška Cena [SIT]
Inštalacije
Kotli in oprema 11.685.125,00
Dimniški sistem 1.287.310,00
Toplovodna inštalacija 8.244.995,00
Vodovod in kanalizacija 1.172.300,00
Prezračevanje 80.500,00
Plinska inštalacija 1.014.123,00
Splošno 3.448.764,00
Dodatna dela
Rušitvena, zemeljska, betonska in zidarska,
slikopleskarska, ključavničarska dela 2.269.331,00
Skupaj (brez DDV) 26.851.267,00
DDV 20 % 5.370.253,00
Skupaj 32.221.521,00
Popusti
Odbitek nepredvidenih del 3.135.532,00
Popust za plačilo v 30 dneh po končanju del 940.659,00
Komercialni popust 1.414.660,00
Končna vrednost investicije SIT 29.000.000,00
EUR 121.014,86
Celotna vrednost investicije je znašala 29.000.000,00 SIT, če to pretvorimo v EUR po
pretvorni vrednosti 1 EUR = 239,64 SIT, je investicija znesla okoli 121.014,86 EUR.
3.2 SISTEM ZA HLAJENJE
V nadaljevanju bomo opisali celotni sistem klima naprav, ki ga uporabljajo v poslovni
stavbi za hlajenje. Vgrajeni sistem se uporablja samo za hlajenje zraka v prostorih brez
prezračevanja in ustrezne filtracije ter vlažitve zraka. Se pravi, da gre samo za sistem
hlajenja prostorov in ne klimatiziranja. Porabo električne energije za obratovanje sistema
za hlajenje je skoraj nemogoče točno oceniti, saj v podjetju nikjer direktno ne beležijo
porabe le-te.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
20
3.2.1 Opis sistema za hlajenje
Leta 2004 so v poslovnih prostorih TE Brestanica zmontirali sistem hlajenja. Projekt
nabave, dostave in montaže klim je izvedlo podjetje Elektroinštalacije Jože Vajdič s. p.
Izbrane in montirane so bile klima naprave Gorenje. Velikost in tip klime sta izbrala
investitor in izvajalec na podlagi tabelaričnih izračunov v vnaprej pripravljenem programu
Excel ter na podlagi pregleda možnosti in načina vgradnje zunanjih in notranjih enot za
posamezno mesto vgradnje. Primer tabelaričnega izračuna za potrebno hladilno moč je
prikazan na sliki 3.7.
Slika 3.7: Tabelarični izračun potrebne hladilne moči za direktorjevo pisarno
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
21
Glede na število potrebnih prostorov in potrebne hladilne moči so izbrali multi-split sistem
klima naprav. To pomeni, da je lahko v notranjem prostoru več notranjih enot, ki so preko
cevi povezane z eno ali več zunanjimi enotami. Sistem je prikazan na sliki 3.8.
Slika 3.8: Prikaz klima sistema in njegovi sestavni deli
Kondenz od notranjih enot je s pomočjo črpalk ali pa pod prostim padom voden v strešne
žlebove ali odtoke. Cevi tekoče in plinaste faze med zunanjo in notranjo enoto ter
kondenza so vodene po podstrešju ali nad spuščenimi stropovi. V nekaj pisarnah, kjer cevi
ni bilo možno voditi "nevidno", so le-te vidno vodene nadomestno v dekoracijskem PVC-
kanalu po najkrajši poti na podstrešje ali nad spuščeni strop. Tudi na fasadi so cevi
večinoma vodene v okrasnem PVC-kanalu. Cevi za povezavo med notranjo in zunanjo
enoto so predizolirane cevi za klimatske naprave.
Vse naprave imajo možnost ogrevanja in hlajenja. Notranje enote imajo daljinski
upravljalec z možnostjo reprogramiranja. Klime imajo tudi možnost vgraditve mrežne
kartice za povezavo na računalnik, možnost krmiljenja iz ene centralne enote in korekcije z
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
22
daljinskim upravljavcem. Notranja enota v sejni sobi ima fiksni krmilnik na steni, vse
ostale enote pa imajo prenosni daljinski krmilnik. Večina notranjih enot je stenske izvedbe,
le nekaj enot je talne in stropne izvedbe.
Popis vseh prostorov, v katerih je vgrajen sistem klima naprav, je v tabeli 3.5. V tabeli so
zraven prostorov popisane še vgrajene notranje in zunanje enote po modelu in hladilni
moči. Kot lahko opazimo, niso vgradili samo enega modela klime. Zunanje enote so vse
modela KGS, ki se razlikujejo po moči, v nekaterih primerih je uporabljena zunanja enota
z dvojnim kompresorjem. Pri notranjih enotah imamo pa tri različne modele: KGS, KGQ
in KGT. Prostori v katerih so nameščene klima naprave so prikazani med prilogami E in H.
Tabela 3.5: Popis vgrajenih klima naprav v prostorih in njihova inštalirana moč
Prostor
Zunanja enota Notranja enota
Model Inšt. moč
[kW] Model
Inšt. moč
[kW]
Pisarna 1.1 KGS 21 R3 OUT 2,1 KGS 21 R IN 2,1
Pisarna 1.2 KGS 34-34 R OUT 6,8
KGQ 34 R IN 3,4
Pisarna 1.3 KGT 26 R IN 2,6
Recepcija KGS 53 R3 OUT 5,3 KGS 53 R IN 5,3
Pisarna direktor KGS 26-26 R OUT 5,2
KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 1.4 KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 1.10 KGS 26-26 R OUT 6,2
KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 1.9 KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 1.5 KGS 26-26 R OUT 5,2
KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 1200 KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 1.7 KGS 26-26 R OUT 8,2
KGQ 26 R IN 2,6
Pisarna 1.6 KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 2.22 KGS 34-34 R OUT 6,8
KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 2.23 KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 2.16 KGS 26-26 R OUT 5,2
KGQ 26 R IN 2,6
Pisarna 2.17/1 KGS 26 R IN 2,6
Pisarna 2.17 KGS 34-34 R OUT 6,8
KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 2.13 KGS 26 R IN 2,6
Pisarna 2.3 KGS 34-34 R OUT 6,8
KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 2.1 KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 2.10 KGS 26-26 R OUT 5,2
KGT 26 R IN
KGT 26 R IN
2,6
Pisarna 2.11 2,6
Pisarna 2.5 KGS 26-26 R OUT 5,2
KGS 26 RNF IN
KGS 26 RNF IN
2,6
Pisarna 2.4 2,6
Pisarna 2.9 KGS 26-26 R OUT 5,2
KGS 26 RNF IN
KGS 26 RNF IN
2,6
Pisarna 2.8 2,6
Pisarna 2.7 KGS 26-26 R OUT 5,2
KGS 26 RNF IN 2,6
Pisarna 2.6 KGS 26 RNF IN 2,6
»se nadaljuje«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
23
»nadaljevanje«
Prostor
Zunanja enota Notranja enota
Model Hladilna
moč [kW] Model
Hladilna moč
[kW]
Pisarna 1330 KGS 26-26 R OUT 5,2
KGS 26 RNF IN 2,6
Pisarna 2.19 KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 2.18 KGS 34-34 R OUT 6,8
KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 2.20 KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 1325 KGS 34-34 R OUT 6,8
KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 2.21 KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 701 KGS 34-34 R OUT 6,8
KGQ 34 R IN 3,4
Pisarna 702 KGT 34 R IN 3,4
Pisarna 700 KGS 26 R3 OUT 2,6 KGT 26 R IN 2,6
Pisarna 703 KGS 26 R3 OUT 2,6 KGS 26 RNF IN 2,6
Pisarna 705 KGS 26 R3 OUT 2,6 KGS 26 RNF IN 2,6
Pisarna 709 KGS 40 R3 OUT 4,0 KGS 40 R IN
(KAS) 4,0
Merilni laboratorij KGS 26 R3 OUT 2,6 KGS 26 R IN 2,6
Laboratorij I&C
KGS 34-34 R OUT 6,8
KGS 34 R IN 3,4
Merilnica/Finomeh.
delavnica KGS 34 R IN 3,4
Skupna inšt. moč 125,4 126,6
Vsi sistemi – katerih je 25 kom – so vakuumizirani in polnjeni z ekološko sprejemljivo
tekočino R407C. Sistemi so pregledani na pravilno in zadostno polnjenje. V tabeli 3.6 sta
popis količine vakuumiziranega hladilnega sredstva R407C v sistemu in tudi dolžina
celotnih napeljav cevi, potrebnih za povezavo notranjih in zunanjih enot.
Tabela 3.6: Popis količine vakuumiziranega hladilnega sredstva R407C in dolžina napeljav po prostorih
Prostor Hladilno sredstvo
Dolžina
napeljave
(m)
Količina
plina (g)
Količina
plina -
dodana (g)
Končna
količina
plina (g)
Pisarna 1.1 R407C 5 670 0 670
Pisarna 1.2 R407C 7 940 40 980
Pisarna 1.3 R407C 16 940 0 940
Recepcija R407C 3 1240 0 1240
Pisarna direktor R407C 14 920 100 1020
Pisarna 1.4 R407C 15 920 0 920
Pisarna 1.10 R407C 4,5 920 0 920
Pisarna 1.9 R407C 5 920 0 920
Pisarna 1.5 R407C 12 920 0 920
Pisarna 1200 R407C 6 920 0 920
Pisarna 1.7 R407C 11,5 920 60 980
Pisarna 1.6 R407C 8 920 0 920
Pisarna 2.22 R407C 20 940 260 1200
Pisarna 2.23 R407C 17 940 230 1170
»se nadaljuje«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
24
»nadaljevanje«
Prostor Hladilno sredstvo
Dolžina
napeljave
(m)
Količina
plina (g)
Količina
plina -
dodana (g)
Končna
količina
plina (g)
Pisarna 2.16 R407C 12 920 60 980
Pisarna 2.17/1 R407C 3 920 0 920
Pisarna 2.17 R407C 9 940 160 1100
Pisarna 2.13 R407C 10 940 0 940
Pisarna 2.3 R407C 22 940 270 1210
Pisarna 2.1 R407C 13 940 100 1040
Pisarna 2.10 R407C 16 920 80 1000
Pisarna 2.11 R407C 11 920 50 970
Pisarna 2.5 R407C 6 920 0 920
Pisarna 2.4 R407C 7 920 0 920
Pisarna 2.9 R407C 15,5 920 0 920
Pisarna 2.8 R407C 11 920 0 920
Pisarna 2.7 R407C 7 920 0 920
Pisarna 2.6 R407C 4 920 0 920
Pisarna 1330 R407C 8,5 920 0 920
Pisarna 2.19 R407C 13,5 920 0 920
Pisarna 2.18 R407C 21 940 260 1200
Pisarna 2.20 R407C 13,5 940 150 1090
Pisarna 1325 R407C 3 940 100 1040
Pisarna 2.21 R407C 10,5 940 120 1060
Pisarna 701 R407C 17,5 940 100 1040
Pisarna 702 R407C 22 940 270 1210
Pisarna 700 R407C 17 920 100 1020
Pisarna 703 R407C 20 920 125 1045
Pisarna 705 R407C 20 920 125 1045
Pisarna 709 R407C 5 1100 80 1180
Merilni laboratorij R407C 6 920 0 920
Laboratorij I&C R407C 11 940 80 1020
Merilnica/Finomeh.
delavnica R407C 11 940 40 980
Skupaj 490 m 43090 g
Ker je sistem star že 10 let in v podjetju TE Brestanica shranjujejo le potrebne podatke za
vzdrževanje, je bilo nemogoče pridobiti čisto vse tehnične podatke o vgrajenih napravah.
Tudi v podjetju, ki je proizvajalec montiranih klima naprav, ne držijo podatkov za tako
stare modele. V tabeli 3.7 je prikazano temperaturno področje obratovanja vgrajenih klima
naprav.
Tabela 3.7: Temperaturno območje obratovanja vgrajenih klima naprav
ZNOTRAJ ZUNAJ
Hlajenje 16 do 30 °C 10 do 43 °C
Ogrevanje 16 do 30 °C − 5 do 21 °C
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
25
3.2.2 Vrednost investicije
Vsi stroški, nastali z vgradnjo klima naprav, so prikazani v tabeli 3.8.
Tabela 3.8: Prikaz celotne vrednosti investicije vgradnje klima naprav
Model Količina [kos] Cena [SIT]
KGS 21 R 1 45.640,00
KGT 26 R IN ali KQT 26 R IN ali RGS-RNF 29 2.339.343,00
KGT 34 R IN ali KGQ 34 R IN 11 930.627,00
KGS 34 R IN 3 412.284,00
KGK 40 R IN 1 116.681,00
KGS 53 R IN 1 70.699,00
KGS 21 R3 OUT 1 68.459,00
KGS 26 R3 OUT 29 2.068.338,00
KGS 34 R3 OUT 11 907.027,00
KGK 40 R3 OUT 1 105.480,00
KGS 53 R3 OUT 1 106.709,00
Kondenzacijska črpalka 42 986.958,00
Delo in material 43 2.148.000,00
Izdelava PID-a 1 350.000,00
Izdelava dovoda KN 480.000,00
Skupaj Brez DDV 10.619.953,45
DDV 20 % 2.123.990,69
SKUPAJ SIT 12.743.944,14
EUR 8.863,26
Celotna vrednost investicije je znašala 12.743.944,14 SIT, če to pretvorimo v EUR po
pretvorni vrednosti 1 EUR = 239,64 SIT, potem je investicija znesla okoli 8.863,26 EUR.
3.3 SISTEM ZA PREZRAČEVANJE
V poslovni stavbi ni urejenega načrtnega prezračevanja prostorov. V zgradbi se
poslužujejo naravnega prezračevanja, se pravi način prezračevanja z odpiranjem oken in
vrat. S tem pride do nekontroliranega prezračevanja in posledično nekontroliranih
toplotnih izgub poslovne stavbe.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
26
4 PREZRAČEVANJE IN KLIMATIZACIJA
Sistem prezračevanja in klimatizacije nam zagotavlja toplotno ugodje v klimatiziranem
prostoru. Na toplotno ugodje vpliva več dejavnikov, kar bomo prikazali v nadaljevanju.
4.1 TOPLOTNO UGODJE
Na intenziteto oddajanja toplote človeka in občutek ugodja vpliva veliko različnih
faktorjev, ki jih lahko razdelimo v dve osnovni skupini [7]:
- termični vplivi okolice in
- osebni vplivi.
Pod vplive okolja na udobje človeka sodijo:
- temperatura zraka,
- srednja temperatura okoliških površin,
- relativna vlažnost zraka,
- hitrost gibanja zraka.
Pod osebne vplive pa spadata:
- vpliv oblačenja in
- fizična aktivnost.
4.1.1 Temperatura zraka
Temperatura zraka vpliva na oddajanje toplote s konvekcijo. Prenos toplote s konvekcijo je
proporcionalen razliki temperature telesa (ki je približno stalna) in temperature okoliškega
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
27
zraka. Na sliki 4.1 je prikazan diagram oddajanja toplote ljudi v odvisnosti temperature
zraka in fizične aktivnosti človeka [7].
Slika 4.1: Oddajanje toplote človeka v odvisnosti od temperature zraka [7]
Oddajanje toplote človeka upada s porastom temperature zraka. V enem intervalu se
temperatura okolice in skupno oddajanje toplote človeka ne spreminjata, in to imenujemo
cona nevtralnosti. Znotraj te cone se nahaja cona ugodja oz. udobja, kjer je temperatura
okolice malo nižja in je oddajanje toplote človeka latentno usmerjeno. To cono udobja
skušamo doseči s klimatizacijskimi sistemi [7].
4.1.2 Temperatura okoliških površin
Temperatura okoliških površin (notranja površina zidov, oken, tal in stropov) vpliva na
izmenjavo toplote s sevanjem. Z vidika ugodja za človeka je najboljše, kadar je sevanje
okoliških površin čim bolj enakomerno oz. temperatura okoliških površin le malo odstopa
od srednje temperature [7].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
28
Temperatura zraka in temperatura okoliških površin vplivata na različne mehanizme
oddajanja toplote človeka. Glede na to, da gre za enake fizične veličine, je uvedena
rezultirajoča temperatura, ki združuje obe temperaturi [7].
0rez zt A t B t (4.1)
kjer je:
rezt – rezultirajoča temperatura (°C),
,A B – konstanti,
zt – temperatura zraka (°C),
0t – temperatura okoliških površin (°C).
Največkrat se za vrednosti konstant A in B predvideva, da sta enakih vrednosti (A = B) in
se poenostavi vrednost konstant kot A = B = 1/2. Bistvo je, da čim nižja je srednja
temperatura okoliških površin, čim višjo potrebujemo temperaturo zraka v prostoru in
obratno, in sicer za enak občutek udobja. Najboljše je, ko so vrednosti temperatur približno
enake [7].
4.1.3 Relativna vlažnost zraka
Relativna vlažnost zraka najbolj vpliva na oddajanje latentne toplote. Oddajanje latentne
toplote je proporcionalno razliki parcialnega tlaka zasičenja za temperaturo telesa in
parcialnega tlaka vodne pare v okoliškem zraku. Običajno se smatra, da se znojenje pojavi
zaradi neposrednega stika zraka s površino človekove kože, ko zrak sprejme maksimalno
količino vodne pare – zrak postane zasičen [7].
Vpliv relativne vlažnosti zraka na udobje človeka je odvisen tudi od same temperature
zraka. Pri visokih temperaturah vlažnost ni zaželena, ker onemogoča oddajanje latentne
toplote (znojenje), kar je najvažnejši način hlajenja telesa pri visokih temperaturah okolice
– slika 4.1. Visoka vlažnost tudi pri nizkih temperaturah ni zaželena, ker povzroča vlaženje
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
29
obleke, to pa vpliva na zmanjšanje odpora prevoda toplote in s tem povečuje oddajanje
toplote človeka [7].
Zaradi tega se omejuje maksimalno dovoljena relativna vlažnost v odvisnosti od
temperature zraka – slika 4.2. Iz slike je mogoče opaziti, da ima relativna vlažnost zraka
največji vpliv pri visokih temperaturah, zato so tam dovoljene nižje vrednosti relativne
vlažnosti [7].
Slika 4.2: Odvisnost relativne vlažnosti zraka od temperature zraka [7]
Tudi prenizka relativna vlažnosti ni ugodna za človeka, ker lahko povzroči pretirano
sušenje kože. Zato se predpisuje tudi minimalna dovoljena vlažnost zraka (nekje med 20–
30 %). V obsegu običajnih temperatur zraka je optimalna vlažnost zraka za človeka okoli
50 % [7].
4.1.4 Hitrost gibanja zraka
Hitrost zraka vpliva na prenos toplote s konvekcijo in na oddajanje latentne toplote
človeka. S povečevanjem hitrosti gibanja zraka raste koeficient prestopa toplote in s tem se
povečuje količina oddane toplote s konvekcijo. Hkrati se povečuje tudi oddajanje latentne
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
30
toplote, ker se pri večji hitrosti zraka pospešuje izparevanje s kože, s čimer se zasičeni
zrak, ki je v stiku s kožo, hitreje odvaja in tako na njegovo mesto pride okoliški, bolj suhi
zrak [7].
Višje hitrosti zraka lahko vplivajo na ugodje, še posebej, če je zrak, ki se giblje v prostoru,
hladen. Zaradi tega so predpisane maksimalne hitrosti gibanja zraka v coni bivanja ljudi –
slika 4.3 [7].
Slika 4.3: Maksimalne dovoljene hitrosti gibanja zraka v coni bivanja ljudi [7]
4.1.5 Vpliv oblačenja in fizična aktivnost
Oblačenje vpliva na oddajanje toplote človeka, ker povečuje upor prevodu toplote s telesa
na okolico. Temperatura obleke je nižja od temperature telesa, ampak je površina
izmenjave toplote (konvekcija ali sevanje) zato nekaj večja [7].
Zelo težko je določiti omenjeni upor prevoda toplote zaradi oblačenja, ker je odvisen od
mnogo ne dovolj definiranih elementov (vrsta materiala, gostota tkanja, kroj itd.). Da bi se
lažje določil vpliv vrste obleke na odvod toplote s telesa in tako udobje človeka, je uvedena
mera oblačenja, ki se označuje s »clo«. Oznaka 1 clo je primerljiva z načinom oblačenja
tipičnega poslovnega človeka, katerega upor prenosu toplote znaša okoli 0,155 m2K/kW
[7]. Vrednosti »clo« so prikazane v tabeli 4.1.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
31
Tabela 4.1: Vrednosti »clo« glede na način oblačenja človeka [8]
OBLEČENOST m2K/kW clo
Brez obleke 0 0
Lahka oblačila 80 0,5
Obleka (majica, hlače, nogavice, čevlji) 100 0,65
Običajna delovna oblačila 125–160 0,8–1
Lahka športna obleka z jakno 160 1
Debela zimska obleka za notri, debeli pulover 200 1,25
Težka delovna oblačila s spodnjim perilom, nogavice, čevlji,
jakna, sako 210 1,3
Obleka za hladno vreme s kapuco 250–300 1,6–2
Obleka za najhladnejše vreme 450–600 3–4
Na sliki 4.4 je prikazan vpliv oblečenosti na oddajanje toplote človeka in doseganje
termičnega ravnotežja. Očitno je, da se pri določeni aktivnosti fizične aktivnosti človeka
stanje termičnega ravnotežja vzpostavi pri nižjih temperaturah okolice, če je človek bolj
oblečen [7].
Slika 4.4: Oddajanje toplote človeka v odvisnosti od oblačenja in temperature okolice [7]
Vrsta fizične aktivnosti ima velik vpliv na izbor sobne temperature oz. na oddajanje toplote
ljudi. Vpliv fizične aktivnosti človeka na oddajanje toplote je prikazan v tabeli 4.2 in na
sliki 4.5 [8].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
32
Tabela 4.2: Skupno oddajanje toplote človeka pri različnih aktivnostih [8]
AKTIVNOST ODDAJANJE TOPLOTE
W/m2 Met* ≈ W
Mirovanje 46 0,8 80
Sedenje, sproščeno 58 1,0 100
Stanje, sproščeno 70 1,2 125
Sedenje, lažja aktivnost (pisarna, stanovanje, šola, laboratorij) 70 1,2 125
Stanje, lažja aktivnost (tehnično risanje) 81 1,4 145
Zmerna telesna aktivnost 116 2,0 200
Težka telesna aktivnost 165 2,8 300
*1 met = 58 W/m2
Slika 4.5: Optimalna temperatura v odvisnosti od fizične aktivnosti in obleke [8]
4.2 VRSTE PREZRAČEVANJA
4.2.1 Naravno prezračevanje
Pod naravno prezračevanje prostorov smatramo izmenjavo zraka skozi potencialne
odprtine v prostoru. Odprtine v prostoru so lahko namensko (okna, zračniki ...) narejene za
prezračevanje ali nenamensko (razne odprtine kot npr. špranje med okni). Pod naravno
prezračevanje se upošteva izmenjava zraka, ki nastane kot posledica naravnih lastnosti
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
33
zraka pri temperaturnih razlikah in tako posledično tlačnih razlik ali gibanja zraka zaradi
vetra [7].
Izračun in merjenje takšne izmenjave zraka je izredno težko izvedljivo. Večina podatkov je
izmerjenih na podlagi spremembe onesnaženja zraka v prostoru pred in po meritvi. S
sodobnimi okenskimi sistemi in vrati ter dobro toplotno izolacijo se lahko te prezračevalne
izgube minimalizira [7].
4.2.2 Prisilno prezračevanje
V kolikor v zgradbah ne moremo zagotoviti željene izmenjave zraka v zadostni meri,
potem se moramo poslužiti prisilnega prezračevanja, s katerim načrtovano prezračujemo
bivalne prostore.
Sistemi prezračevanja so lahko samo na podlagi izmenjave zraka v prostoru, lahko skrbijo
še za zagotavljanje potrebne temperature v prostoru ali pa so celo sistemi za klimatizacijo.
4.3 TEHNIKA PREZRAČEVANJA IN KLIMATIZACIJE
Prezračevanje in klimatizacija spadata pod področje strojništva, kjer se ukvarjajo z
doseganjem in vzdrževanjem parametrov toplotnega ugodja oseb, ki živijo v zaprtem
prostoru skozi celotno leto [7].
Klimatizacija je celotni proces, ki vključuje pripravo, transport in vpihovanje
klimatiziranega zraka v klimatizirani prostor. S klimatizacijo skušamo vzdrževati
konstantno toplotno ugodje tako, da reguliramo naslednje veličine v prostoru [7]:
- temperaturo zraka,
- relativno vlažnost zraka,
- hitrost gibanja zraka,
- čistočo zraka,
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
34
- nivo glasnosti,
- tlačno razliko.
Regulacija procesa klimatizacije se vrši avtomatsko glede na notranje obremenitve in
prilagajanje spremenljivim vplivom zunanjega okoliša. Najbolj groba oz. glavna delitev
sistema klimatizacije je glede na področje delovanja klimatizacije, in sicer [7]:
- komfortni in
- industrijski sistem klimatizacije.
Glede na različne zahteve vzdrževanja notranje klime v objektih so se razvili različni
sistemi, s katerimi lahko te pogoje zadovoljujemo. Klimatizacijske sisteme tako delimo na
podlagi različnih kriterijev. Primeri deljenja sistema klimatizacije so navedeni spodaj in na
sliki 4.6 [7]:
- Glede na delovni medij:
- sistemi na zrak (zrak je glavni oz. edini medij za prenos toplote do
klimatiziranih prostorov),
- sistemi zrak-voda (zraven zraka se kot delovni medij uporablja tudi voda),
- sistemi na vodo (voda je glavni delovni medij – vendar jih zato strokovnjaki
ne štejejo kot prave klimatizacijske sisteme),
- sistemi s hladilnim sredstvom (glavni medij je hladilno sredstvo – vendar jih
zato strokovnjaki ne štejejo kot prave klimatizacijske sisteme).
- Glede na hitrost zraka skozi kanale:
- nizkotlačni sistemi (maksimalna hitrost zraka v kanalih je do 14 m/s, tlačni
padec v sistemu pa znaša okoli 500 Pa),
- visokotlačni sistemi (maksimalna hitrost zraka v kanalih je do 25 m/s, tlačni
padec v sistemu pa znaša tudi do 3500 Pa).
- Glede na število kanalov:
- enokanalni sistemi (en kanal služi za dovod sveže klimatiziranega zraka,
drugi pa za odvod izrabljenega zraka iz prostora),
- dvokanalni sistemi (isto kot enokanalni, samo da sta tu dva dovodna in dva
odvodna kanala).
- Glede na količino zraka:
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
35
- sistemi s konstantno količino zraka oz. centralni sistemi klimatizacije (v vse
prostore se dovaja konstantna količina zraka, regulira se lahko samo na
vpihovalni šobi v prostor),
- sistemi s spremenljivo količino zraka oz. variabilni sistemi (sistem lahko
prilagaja količino vpihovanega zraka različno po prostorih).
- Glede na število cevi v sistemu (sistemi zrak-voda in sistemi s hladilnim
sredstvom):
- dvocevni sistemi,
- trocevni sistemi,
- štiricevni sistemi.
Slika 4.6: Klasifikacija klimatizacijskih sistemov [7]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
36
4.3.1 Proces klimatizacije
Proces klimatizacije omogoča, da v prostoru zagotavljamo temperaturo zraka, relativno
vlažnost zraka, hitrost gibanja zraka, čistočo zraka, nivo glasnosti in tlačno razliko v mejah
normale, ki nam zagotavljajo ugodje človeka v tem prostoru.
Klimatizacija obsega niz postopkov, pri katerih se iz klimatiziranega prostora P izstopajoči
vlažni zrak (s stanjem A) meša v mešalniku M s svežim zrakom iz ozračja A (s stanjem a)
v zmes s stanjem 2 (ki je odvisna od mešalnega razmerja, ki je po navadi med 3 : 1 in 6 :
1); nato ta zmes v hladilniku H (poletno delovanje) ali v grelniku G1 in vlažilniku V
(zimsko delovanje) spreminja svoje stanje od stanja 3, v grelniku G2 se segreje do stanja 4,
nakar jo ventilator Vt potiska zopet v prostor P [9].
Za stanje zraka v prostoru O lahko vzamemo mešalno točko p med stanjem vstopnega (4)
in stanjem izstopnega (1) zraka [9].
Na sliki 4.7 je blokovna shema procesa klimatizacije za poletno in zimsko delovanje.
Slika 4.7: Blokovna shema procesa klimatizacije [9]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
37
4.3.1.1 Mešanje in gretje zraka
V mešalni komori mešamo dva tokova vlažnega zraka s stanjema 1 in 2 in dobimo novi
zračni tok s stanjem 3. Veličine novega stanja zraka lahko dobimo analitično ali pa
odčitamo neposredno iz diagrama [10].
Mešanje zraka se velikokrat koristi v tehniki klimatiziranja, največkrat za mešanje
zunanjega in odpadnega zraka v zimskem ali poletnem delovanju, predvsem zaradi
prihranka energije za hlajenje ali gretje [10]. Proces mešanja zraka je prikazan na sliki 4.8.
Slika 4.8: Proces mešanja in gretja zraka v Mollierovem diagramu [10]
Če to zmes ogrejemo preko hladilnika v klima komori, ne da bi oddajali ali odvzemali
vlago na temperaturo t4 (stanje 4), je sprememba stanja navpična daljica. V končnem stanju
smo dobili zmes s temperaturo 4t , vlažnostjo 4 3x x , vmes je pa prišlo do spremembe
entalpije zmesi [10]:
4 3h h h (4.2)
kjer je:
h – sprememba specifičnih entalpij zmesi (kJ/kg),
3h – specifična entalpija zmesi v stanju 3 (kJ/kg),
4h – specifična entalpija zmesi v stanju 4 (kJ/kg).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
38
4.3.1.2 Hlajenje zraka
Hlajenje zraka v klimatizaciji je lahko pri konstantni absolutni vlažnosti ali s t. i. sušenjem
zraka v odvisnosti s padanjem absolutne vlažnosti. Zrak se v klima komori hladi preko
hladilnika, ki ima nižjo temperaturo kot hlajeni zrak. V kolikor je temperatura površine
hladilnika višja od točke rosišča vlažnega zraka, ki prehaja skozi hladilnik, potem hlajenje
poteka pri konstantni absolutni vlažnosti. V Mollierovem diagramu je to navpična
vertikalna ravna linija [7].
Pri čemer je potrebno odvesti določeno količino toplotne podano s formulo 4.3:
1/2 1 2Q m h m h h (4.3)
kjer je:
1/2Q – odvedena toplota pri prehodu iz stanja 1 v 2 (kJ),
m – masa zmesi (kg),
1h – specifična entalpija zmesi v stanju 1 (kJ/kg),
2h – specifična entalpija zmesi v stanju 2 (kJ/kg).
Zelo pogosto se v procesu klimatizacije površina hladilnika hladi na nižjo temperaturo, kot
je temperatura rosišča vlažnega zraka. V tem primeru pride do odvajanja vode iz zraka in
tako do znižanja absolutne vlažnosti zraka, t. i. sušenje zraka. V začetku se zrak hladi po x
= const. do točke rosišča (4). Potem pride do odvajanja vlage, pri čemer postane zrak
zasičen in se zaradi tega prične hladiti in dalje izgubljati vlago. Tako se stanje ponavlja po
liniji zasičenja vse do točke 2, ki naj bi bila na isti temperaturi kot površina hladilnika.
Proces hlajenja zraka je prikazan na sliki 4.9 [7].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
39
Slika 4.9: Prikaz procesa hlajenja v h–x-diagramu, kjer hladimo vlažen zrak do točke rosišča [10]
4.3.1.3 Vlaženje zraka
Zrak vlažimo navadno tako, da vodo ali vodno paro direktno brizgamo v tok zraka skozi
posebne šobe. Voda se fino razprši in zaradi velike površine tudi izhlapi. Če sprejme zrak
neko količino vode ali pare, se spremeni entalpija vlažnega zraka za [10]:
vh h x (4.4)
kjer je:
vh – specifična entalpija vode ali pare, ki jo vbrizgamo v zračni tok (kJ/kg),
x – sprememba absolutne vlažnosti v zraku (g/kg).
Smer spremembe stanja vlažnega zraka je torej odvisna od entalpije vbrizgane vode ali
pare. Ob robu Mollierovega diagrama je »smerno merilo«, s katerim določamo smer
spremembe stanja vlažnega zraka tako, da odčitamo vrednost entalpije vbrizgane vode ali
pare. Spremembe stanj pri vlaženju z vodo ali paro so prikazane na sliki 4.10 [10].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
40
Slika 4.10: Vlaženje zraka; 1–3 vlaženje s hladno vodo, 1–2 vlaženje s paro [10]
4.3.1.4 Poletno delovanje klimatske naprave
Zunanji zrak je potrebno hladiti in sušiti. Zato je vključen hladilnik H, grelnik G1 in
vlažilnik V pa sta izključena [9]. V hladilniku H prehaja toplota z zmesi (s stanjem 2) na
hladilno vodo (s temperaturo Tv pod rosiščem zmesi), pri čemer se zmes ohladi in osuši (od
stanja 2 do stanja 3), hladilna voda pa se segreje. Končno stanje zmesi po izstopu iz
hladilnika (stanje 3) je odvisno od njegovega učinka. V grelniku v G2 se osušena zmes
segreje do ustrezne temperature T (stanje 4), nato pa jo ventilator Vt potisne v prostor P.
Vpihovani zrak ima nižjo temperaturo in vlažnost kakor zrak v prostoru, v katerega
vpihujemo klimatizirani zrak. Ko se zrak porazdeli in pomeša z zrakom v prostoru, doseže
zopet stanje 1 [9].
Pri prehodu m (v kg) zmesi iz stanja 4 v stanje 1 prevzema zmes od prostora toploto Q in
vlago mv [9].
4/1 1 4Q m h m h h (4.5)
1 4vm m x m x x (4.6)
kjer je:
4/1Q – prevzeta toplota pri prehodu iz stanja 4 v 1 (kJ),
vm – masa vlage (g),
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
41
1x – vsebnost vodne pare zraka v stanju 1 (g/kg),
4x – vsebnost vodne pare zraka v stanju 4 (g/kg).
Proces klimatizacije za poletno delovanje je prikazan na sliki 4.11.
Slika 4.11: Prikaz procesa klimatizacije v h–x-diagramu – poletno delovanje [9]
4.3.1.5 Zimsko delovanje klimatske naprave
Zunanji zrak je treba segrevati in vlažiti. Zato sta vključena grelnik G1 in vlažilnik V,
hladilnik H pa je izključen [9].
V prvem grelniku G1 se zmes s stanjem 2 segreva do stanja 2', v vlažilniku pa se ovlaži in
ohladi do stanja 3. Nato se zmes segreva v grelniku G2 do stanja 4, nakar jo ventilator Vt
potiska v prostor P [9].
Pri prehodu m (v kg) zmesi od stanja 4 do stanja 1 oddaja zmes prostoru toploto Q in
prevzema od njega vlago mv [9].
4/1 4 1Q m h m h h (4.7)
1 4vm m x m x x (4.8)
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
42
Proces klimatizacije za zimsko delovanje je prikazan na sliki 4.12.
Slika 4.12: Prikaz procesa klimatizacije v h-x diagramu – zimsko delovanje [9]
4.3.2 Centralni sistem prezračevanja in klimatizacije
Ta sistem bomo načrtovali v 7. poglavju. Gre za najbolj enostaven način prezračevanja in
klimatizacije. Glavni in edini prenosni medij je zrak, katerega ustrezno pripravimo na
enem mestu – centralna klima komora oz. klimat. Za klimatom se zrak skozi razvodne
kanale dovaja v klimatizirane prostore. Če zanemarimo ohlajanje oz. segrevanje zraka pri
potovanju skozi kanale ter različne dolžine razvodnih kanalov, lahko rečemo, da v vse
prostore dovajamo zrak pod enakimi klimatizacijskimi pogoji (temperatura, vlažnost).
Istočasno odpadni zrak vodimo iz prostorov skozi povratne kanale. Med tem lahko
vplivamo na mešanje sveže pripravljenega zraka in odpadnega zraka, s čimer poskrbimo na
prihranku potrošene energije. Vendar ta postopek ne sme bistveno vplivati na kvaliteto
zraka v klimatiziranem prostoru [7].
Grelec je razdeljen na pred- in dogrelec in povezan na razdelilnik tople vode. Takšna
rešitev je običajna, če se za vlaženje zraka uporablja meglena komora. Ko se pa vlaženje
vrši s parnim vlažilcem ali pa se zrak sploh ne vlaži, potem je dovolj samo en grelec v
klima komori. Hladilnik ima funkcijo hlajenja in sušenja zraka in je povezan z
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
43
razdelilnikom hladne vode. Na sliki 4.13 je prikazan sistem centralnega enokanalnega
sistema prezračevanja in klimatizacije [7].
Slika 4.13: Shema sistema centralnega enokanalnega prezračevanja in klimatizacije [7]
Pomen oznak na sliki 4.13:
SV – svež zrak T – termometer
KM – mešalna komora H – hidrostat
F – filter V2 – ventilator za odvod zraka
PG – predgrelec OdV – odvodni zrak
HL – hladilec OtV – odpadni zrak
MK – komora za vlaženje zraka Žrv – žaluzija recikliranega zraka
DG – grelec (dogrelec) Žsv – žaluzija svežega zraka
V1 – ventilator za dovod zraka Žov – žaluzija odpadnega zraka
PV – klimatiziran zrak DP – diferencialni presostat
UV – dovodni zrak v prostor RV – reciklirani zrak
Prednosti centralnega sistema prezračevanja in klimatizacije:
- najbolj enostavni sistem,
- investicijsko najcenejši,
- majhni obratovalni stroški,
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
44
- mogoča kombinacija z radiatorskim gretjem.
Pomanjkljivosti centralnega sistema prezračevanja in klimatizacije:
- brez individualne, lokacijske regulacije,
- upravljanje z velikimi količinami zraka.
To je sistem, ki se največkrat koristi v praksi. Uporablja se, kadar imajo prostori podobno
dinamiko spremembe toplotnih obremenitev (običajno v primeru, ko je velik vpliv
zunanjih, a majhen vpliv notranjih dobitkov toplote). Seveda se vedno uporabi, kadar gre
za en sam velik prostor (športne dvorane, hale ...) [7].
4.4 SESTAVNI DELI PREZRAČEVANJA IN KLIMATIZACIJE
Da lahko omogočimo sistem prezračevanja klimatizacije v stavbi, moramo izbrati vse
potrebne elemente, ki sestavljajo proces. Večina elementov je vgrajena v klima komori,
vendar so tudi elementi, ki poskrbijo za dovod in vpihovanje klimatiziranega zraka v
prostor. Vmes so vgrajeni razni filtri za čiščenje zraka in dušilniki zvoka za zmanjševanje
hrupa v celotnem sistemu. Več o tem v nadaljevanju.
4.4.1 Sistem kanalov za transport zraka
V klimatizacijskih sistemih zrak cirkulira po prezračevalnih kanalih od mesta, kjer se
pripravi in obdeluje ter do mesta, kjer se ga vpihuje v klimatizirani prostor. Zraven sistema
za dovod zraka v klimatizirani prostor vedno obstaja še neodvisni sistem kanalov za njegov
odvod iz prostora, s čimer se ustvarja neprekinjena cirkulacija zraka skozi kontroliran
prostor. Mreža prezračevalnih kanalov za razvod in dovajanje zraka obsega tudi različne
tipe elementov za njihovo združitev, pritrditev in visenje [7].
Zaradi specifičnih zahtev v pogledu konstrukcije in načina preračunavanja, ki je odvisno
od hitrosti gibanja zraka skozi kanale, poznamo dva osnovna sistema mreže kanalov [7]:
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
45
- nizkega pritiska (komfortni sistem): maksimalne hitrosti gibanja zraka do 14 m/s s
skupnim padcem pritiska do okoli 500 Pa;
- visokega pritiska (industrijski sistem): maksimalne hitrosti gibanja zraka tudi do 25
m/s s skupnim padcem pritiska tudi do okoli 3500 Pa.
Dobro preračunan in izveden sistem prezračevalnih kanalov mora upoštevati:
- vključevanje v arhitekturno in gradbeno strukturo objekta,
- enakomerno distribucijo zraka v prostore,
- ustrezajoči nivo hrupnosti,
- dobro tesnost,
- minimalne dobitke in izgube toplote,
- nizke investicijske stroške,
- minimalne obratovalne stroške,
- lahko vzdrževanje [7].
Materiali, ki se koristijo za izdelavo prezračevalnih kanalov, so pocinkana pločevina,
zidovi in beton, sintetični materiali, plošče, fleksibilne cevi. Večinoma se uporablja
pocinkana pločevina. Kanali so lahko kvadratne, pravokotne ali okrogle oblike.
Prezračevalni kanali se izdelujejo po meri glede na posamezne zahteve vgradnje v objekte
[7].
Stena kanala bi začela pri večji hitrosti zraka vibrirati, če pločevina ne bi bila dovolj
debela. Debeline pločevine so standardizirane – tabela 4.3. Večje kanale ojačajo ob straneh
z jeklenimi kotniki [10].
Tabela 4.3: Dovoljene debeline pločevine [10]
NAJVEČJA NOTRANJA
MERA [mm]
NAJMANJŠA DEBELINA
PLOČEVINE [mm]
250 0,5
250–500 0,62
500–990 0,75
1000–1490 0,88
1500–1990 1,0
2000–2490 1,13
2500 in več 1,25
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
46
4.4.2 Zajem in odvod zraka
Sveži zrak zajemamo tam, kjer je najbolj čist. Za objekt v mestu npr. bomo zajemali zrak
na dvoriščni strani, ne pa s ceste. Zajemamo ga čim višje. Pri tleh dvigajo udeleženci
prometa prah. Ta se dviguje in spet pada. Pri tleh nastane vrtinčenje, plast je visoka kakšne
tri metre. Sesalne odprtine naj bi bile torej višje [10].
Sesalne odprtine so lahko takšne, kot so na sliki 4.14.
Slika 4.14: Primeri sesalnih odprtin; desno – zajem zraka nad terenom, levo – zajem [10]
4.4.3 Zračne rešetke – difuzorji
Izstopna odprtina ni samo luknja v kanalu. Na odprtini je element, ki preprečuje vdor tujih
teles v kanal, pravilno usmerja zrak in z njim reguliramo vpihovano količino zraka.
Poznamo dve osnovni obliki difuzorjev, in sicer okrogli in pravokotni. Obe obliki imata
lahko še dodatno komoro z loputo, preko katere uravnavamo pretok zraka iz kanala v
prostor [10]. Različne oblike difuzorjev so prikazane na sliki 4.15.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
47
Slika 4.15: Različne oblike difuzorjev [11]
Pretok zraka skozi difuzor nam posledično ustvari zračni curek, ki je pomemben pri stopnji
indukcije – mešanje med vpihovanim zrakom in zrakom v prostoru [10].
Zračni curek, ki izstopa iz okrogle odprtine, se v prostoru širi v vseh smereh pod
določenim kotom. Na oddaljenosti L hitrost zraka pade toliko, da ne občutimo več prepiha.
To razdaljo imenujemo dometna dolžina. Dometna dolžina mora biti pravilno izbrana. Če
je kanal v steni pod stropom, bo dometna dolžina večja, saj mora zrak prodreti čim dlje v
prostor, da je stopnja indukcije dovolj dobra. Če je taka odprtina pri tleh, mora biti seveda
dometna dolžina manjša, da ljudje, ki so v bližini te odprtine, ne občutijo prepiha.
Dometno dolžino lahko povečamo ali zmanjšamo s primerno postavljenimi usmerjevalnimi
lopaticami [10].
4.4.4 Grelniki in hladilniki zraka
V času zimskega obdelovanja zraka je potrebno segreti ogromne količine zraka iz nizkih
zunanjih temperatur na temperaturo, s katero lahko v klimatiziranem prostoru vzdržujemo
določeno temperaturo. Zrak se segreva v mejah od –20 °C do +60 °C. Segrevanje zraka je
potrebno tudi v letnem režimu, kjer se v hladilniku zrak ohladi in osuši na nižje
temperature, kot so potrebne za vpihovanje v prostor. Tedaj se zrak še enkrat segreje v
grelniku zraka.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
48
Grelci in hladilniki zraka se po navadi nahajajo v klimatizacijski komori, vendar vse
pogosteje tudi v razvodnih kanalih [7].
4.4.5 Vlažilnik zraka
V procesu obdelovanja zraka, še posebno v zimskem obratovanju, kadar ima zunanji zrak
majhno absolutno vlažnost, je potrebno povečati vlažnost v procesnem zraku tudi 4–8 g/kg.
Vlaženje se izvaja z direktnim kontaktom zraka z vodo ali z vbrizgavanjem le-te [7].
Učinkovito vlaženje z vodo se lahko ustvari samo ob veliki kontaktni površini vode in
zraka. V klimatizaciji se tako velike kontaktne površine lahko dosežejo samo v delu klima
komore, ki se imenuje meglena komora – slika 4.16 [7].
Slika 4.16: Sestava meglene komore; 1 – bazen za vodo, 2 – košara na sesalni cevi, 3 – odvod za praznjenje,
4 – cevni register s šobami, 5 – preliv, 6 – odvod odvečne vode, 7 – črpalka, 8 – priključek za dolivanje, 9 –
plovec, 10 – eliminator kapljic [7]
4.4.6 Ventilatorji
Ventilatorji se v sistemu uporabljajo za dovod klimatiziranega zraka v prostor in hkrati za
odvod odpadnega zraka iz prostora. Ventilatorji so lahko aksialni za manjše količine zraka,
za večje pa so centrifugalni. Velikost ventilatorjev izbiramo po diagramih, v odvisnosti od
zahtevanega pretoka in tlaka, ki ga morajo premagati [10]. Tak diagram je prikazan na sliki
4.17.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
49
Slika 4.17: Diagram za izbiro ventilatorja [7]
Iz zahtevane količine zraka in tlaka izberemo tip ventilatorja, katerega krivulja leži nad
presečiščem zahtevanih veličin [10].
4.4.7 Čiščenje zraka
Za čiščenje zraka se uporabljajo filtri. Sveži zrak prehaja skozi filtre, preden vstopa v
prostore, da odstrani predvsem delce (prah). Filtri so iz papirja, platna, plastičnih snovi,
kovine in česa drugega. Površina, preko katere piha zrak, je zelo velika in lepljiva. Na tako
ploskev se primejo prašni delci. Kovinske filtre prepojimo z oljem, ki naj na zraku
čimmanj oksidira. Ko so filtri zamazani, jih umijemo in znova naoljimo. Druge vrste
filtrov zamenjujemo [10].
Celoten filter je sestavljen iz okvirja, v katerega so vloženi filtrski vložki – slika 4.18.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
50
Slika 4.18: Filtrski vložki v okvirju [10]
Pred in za filtrsko enoto je po navadi vgrajen diferencialni presostat. Njegova funkcija je,
da meri tlačno razliko pred in za filtrom. Ko pade tlačna razlika na filtru, preseže dovoljene
vrednosti, nam sistem takoj javi, da je potrebno očistiti ali zamenjati določeni filter.
Vgradnja diferencialnega presostata v sistemu centralnega prezračevanja je prikazana na
sliki 4.13 [7].
4.4.8 Koriščenje odpadne toplote
Kadar se iz nekega razloga ne more uporabljati reciklirani zrak v sistemu, se lahko njegova
toplota izkoristi za gretje ali hlajenje svežega zraka s pomočjo različnih sistemov.
Na takšen način izkoristimo toploto odpadnega zraka in jo prenesemo k svežemu zraku,
katerega vpihujemo v prostor. Na kakšen način bomo prenesli toplotno odpadnega zraka k
svežemu, pa je odvisno od samega principa delovanje naprave.
Najbolj pogosta in tudi najbolj razširjena zadeva za koriščenje odpadne toplote je
rekuperacija. Zadnje čase se vse bolj uporablja tudi adiabatno hlajenje, ki se uporablja za
prenos hladu iz odpadnega zraka k svežemu v letnem režimu delovanja klimatske naprave.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
51
4.4.9 Šumnost
Pri pretoku zraka skozi kanale, ventilator, grelnik in druge elemente nastane vrtinčenje
zraka. Čim večja je turbolenca, tem močnejši je šum, ki se ne sme prenašati v prostore
[10]. Načeloma velja pravilo, da mora biti šumnost na mestu nastanka čim tišja, zato je
potrebno izbrati ventilatorje in motorje s čim manjšo šumnostjo. Kje je mogoče, je
potrebno projektirati ustrezne mere za zmanjševanje šumnosti, da bi se preprečilo širjenje
le-te [8].
Poznamo dve vrsti zmanjševanja šumnosti [8]:
- naravno in
- umetno (dušilniki zvoka).
Pod naravno zmanjšanje spadajo: sprememba smeri kanala, razvejanje kanalov, povečanje
preseka kanala s pravilno izbiro difuzorja. Če naravno zmanjševanje ne zadošča, je
potrebno poseči po umetnem zmanjševanju šumnosti. Za to se koristijo dušilniki zvoka.
Vsi dušilniki zvoka morajo biti vgrajeni čim bližje ventilatorju z zadnje strani. Če nastaja
prevelika šumnost v kolenih, reducirjih itd., je potrebno vgraditi sekundarni dušilec zvoka
tik pred difuzorjem [8].
4.4.10 Regulacija
Regulacija v klimatizacijskih sistemih je proces vzdrževanja toplotnega udobja v zgradbah.
Sistem mora vzdrževati temperaturo, vlažnost in pritisk zraka v prostoru v predhodno
nastavljenih mejah. Regulacija lahko omogoča, da si uporabniki zgradbe sami nastavljajo
parametre zraka v prostorih, vendar vse to je omejeno v nekih mejah, ki še vedno
omogočajo racionalno porabo energije. Po raziskavah sodeč, lahko z ustrezno regulacijo
prihranimo 25–50 % energije [7].
Reguliranje gretja, hlajenja, vlaženja in sušenja zraka je lahko [7]:
- s konstantno željeno vrednostjo,
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
52
- z vodeno željeno vrednostjo,
- kaskadna regulacija,
- sekventna regulacija.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
53
5 NAČRTOVANJE SISTEMA PREZRAČEVANJA IN KLIMATIZACIJE
5.1 SPLOŠNO
Sistem klimatizacije se načrtuje tako, da se najprej izračuna grelna in hladilna obremenitev
stavbe. Potem se na podlagi izračunane grelne in hladilne obremenitve ter klimatskih
pogojev izbere klimatska naprava. To se izbere s programom, ki določi velikost grelnika,
hladilnika, rekuperatorja in, če je možnost, še adiabatnega hlapilnega hlajenja. Prav tako se
v programu določi stopnja izmenjave klimatiziranega zraka, saj se mora v prostoru
izmenjati natanko tolikšna količina zraka, da se pozimi prostor segreje in poleti ohladi na
projektirano temperaturo. Zato se pri grelni in hladilni obremenitvi ne bo računalo
prezračevalnih izgub.
Naslednja zadeva je dimenzioniranje in izračun maksimalnega tlačnega padca v sistemu
prezračevalnih kanalov. Najprej se na podlagi izračunanega pretoka klimatiziranega zraka
določi stopnja izmenjave zraka v prostorih, nato pa se projektirajo hitrosti pretoka zraka po
segmentih prezračevalnih kanalov. Maksimalni izračunani tlačni padec v sistemu
prezračevalnih kanalov mora biti manjši kot skupni dovoljeni tlačni padec ventilatorjev v
klimatski napravi.
5.2 TRANSMISIJSKE TOPLOTNE IZGUBE
Transmisijske toplotne izgube so sestavni del grelne in hladilne obremenitve. Izgube smo
izračunali v programu URSA Gradbena Fizika 4.0 na podlagi podatkov iz 2. poglavja in
prilog od A do D. Gradbene konstrukcije in rezultati izračunov v programu so podani med
prilogami I in J.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
54
V tabeli 5.1 so prikazane izračunane vrednosti transmisijskih toplotnih izgub.
Tabela 5.1: Prikaz izračunanih vrednosti transmisijskih toplotnih izgub v programu URSA GF 4.0
NOVI DEL STARI DEL
Transmisijske toplotne izgube [W/K] 1095,31 1937,41
5.3 GRELNA OBREMENITEV
Klimatski podatki za zimski režim delovanja sistema so podani v tabeli 5.2 in sliki 5.1.
Tabela 5.2: Klimatski podatki za zimski režim
Temperatura zunanjega zraka - 13 °C
Temperatura notranjega zraka 20 °C
Relativna vlažnost zunanjega zraka 90 %
Relativna vlažnost notranjega zraka 50 %
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
55
Slika 5.1: Prikaz stanja zraka v Mollierovem diagramu za zimski režim
Grelna obremenitev sistema je sestavljena iz samotransmisijskih toplotnih izgub.
Upoštevati moramo namreč najslabše možne razmere v stavbi, in to pomeni izračun le-teh.
5.3.1 Transmisijske toplotne izgube
Transmisijske toplotne izgube se izračunajo po formuli 5.1:
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
56
HL TQ Q T (5.1)
kjer je:
HLQ – transmisijske toplotne izgube (W),
TQ – toplotni tok izračunan v programu URSA GF 4.0 (W/K),
T – razlika temperatur (K).
Izračunane transmisijske toplotne izgube novega in starega dela poslovne stavbe so
prikazane v tabeli 5.1.
5.3.2 Izračun grelne obremenitve poslovne zgradbe
5.3.2.1 Izračun transmisijskih toplotnih izgub
Transmisijske in prezračevalne izgube se izračunajo po formuli 5.1 in za stari del poslovne
zgradbe znašajo:
1937,41 13 20 63934,53 WHLQ
Za novi del poslovne stavbe pa znašajo:
1095,31 13 20 36145,23 WHLQ
5.4 HLADILNA OBREMENITEV
Celotno hladilno obremenitev sistema smo izračunali po nemškem standardu VDI 2078.
Klimatski podatki za letni režim delovanja sistema so podani v tabeli 5.3 in na sliki 5.2.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
57
Tabela 5.3: Klimatski podatki za letni režim
Temperatura zunanjega zraka 36 °C
Temperatura notranjega zraka 26 °C
Relativna vlažnost zunanjega zraka 40 %
Relativna vlažnost notranjega zraka 50 %
Slika 5.2: Prikaz stanja zraka v Mollierovem diagramu za letni režim
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
58
Hladilna obremenitev sistema je sestavljena iz:
- transmisijskih toplotnih izgub,
- toplote ljudi,
- toplote naprav in razsvetljave,
- sevalnih dobitkov.
5.4.1 Toplota ljudi
Toplota ljudi se deli na dva dela, in sicer ljudje oddajamo senzibilno in latentno toploto.
Obe vrednosti je potrebno upoštevati v izračunu. Oddajanje toplote ljudi se izračuna po
formuli 5.2.
tr fp p pQ Q Q N (5.2)
kjer je:
pQ – toplota ljudi (W),
trpQ – senzibilna toplota ljudi (W),
fpQ – latentna toplota ljudi (W),
N – število ljudi v prostoru.
Obe vrednosti odčitamo iz standarda VDI 2078, in sicer za lažje fizično delo, saj se
pisarniško delo šteje pod lažje delo.
5.4.2 Toplota naprav in razsvetljave
V poslovni stavbi je ogromno različnih naprav oz. razsvetljave, zato je zelo težko zadevo
popisati ter določiti toploto, ki jo oddajajo. Zato smo v izračunu upoštevali približek v
vrednosti 4 W/m2 uporabne površine stavbe za izračun toplote naprav in razsvetljave, ki je
uporabljen v formuli 5.3.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
59
4M uQ A (5.3)
kjer je:
MQ – toplota naprav in razsvetljave (W),
uA – uporabna površina stavbe (m2).
5.4.3 Sevalni dobitki
To je toplota, ki prehaja skozi steklene površine zaradi sevanja sonca. Izračuna se po
formuli 5.4.
max maxS i i dif aQ A I A A I b s (5.4)
kjer je:
SQ – sevanje toplote skozi okna (W),
iA – površina zastekljenega dela okna, ki je izpostavljen sončnemu sevanju
(m2),
maxI – maksimalno skupno globalno sevanje sonca (W/ m2),
maxdifI – maksimalno difuzno sevanje sonca (W/ m2),
b – prepustnost stekla,
as – koeficient akumulacije (skladiščenja) sončnega sevanja.
Zgornjo formulo se po navadi poenostavi in se difuzni del zanemari. Tako se upošteva
samo globalno sevanje. V Sloveniji nimamo opredeljenega globalnega sevanja, zato se
večina inženirjev pri načrtovanju poslužuje podatkov v nemškem standardu VDI 2078. Se
pravi, da izberemo globalno sončno sevanje za mesto Düsseldorf v vrednosti 565 W/m2.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
60
5.4.4 Skupna hladilna obremenitev
Skupna hladilna obremenitev je seštevek transmisijskih toplotnih izgub, toplote ljudi,
toplote naprav in razsvetljave in sevalnih dobitkov.
KU HL p M sQ Q Q Q Q (5.5)
kjer je:
KUQ – skupna hladilna obremenitev (W).
5.4.5 Izračun hladilne obremenitve poslovne zgradbe
5.4.5.1 Izračun transmisijskih toplotnih izgub
Transmisijske toplotne izgube se izračunajo po formuli 5.1 in za stari del poslovne zgradbe
znašajo:
1937,41 26 36 11624,46 WHLQ
Za novi del poslovne stavbe pa znašajo:
1095,31 26 36 6571,86 WHLQ
5.4.5.2 Izračun toplote ljudi
Toplota ljudi se izračuna po formuli 5.2 in za stari del poslovne zgradbe znaša:
70 45 86 9890,00 WpQ
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
61
Za novi del poslovne stavbe pa znaša:
70 45 43 4945,00 WpQ
5.4.5.3 Izračun toplote naprav in razsvetljave
Toplota naprav in razsvetljave se izračuna po formuli 5.3 in za stari del poslovne zgradbe
znaša:
4 1578,40 6313,60 WMQ
Za novi del poslovne stavbe pa znaša:
4 494,35 1977,40 WMQ
5.4.5.4 Izračun sevalnih dobitkov
Da bi lahko izračunali sevalne dobitke, moramo najprej podati podatke o skupni površini
oken in površini zastekljenega dela oken. Ti podatki so prikazani v tabeli 5.4.
Tabela 5.4: Podatki o vgrajenih steklenih površinah v poslovni stavbi
Usmeritev STARI DEL NOVI DEL
A [m2] Aix [m2] A [m2] Aix [m2]
S 38,16 32,01 5,345 4,43
J 33,12 28,16 58,42 52,65
V 79,92 70,78 140,36 129,82
Z 108,72 94,93 43,96 39,88
Skupaj 259,92 225,88 248,09 226,78
Glede na podatke lahko izračunamo solarne dobitke, pri čemer je 0,6b in 0,35as
po
formuli 5.4. in za stari del poslovne zgradbe znašajo:
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
62
226,78 565 0,6 0,35 26907,45 WsQ
Za novi del poslovne stavbe pa znašajo:
225,88 565 0,6 0,35 26800,66 WsQ
5.4.5.5 Izračun skupne hladilne obremenitve
Se izračuna po formuli 5.5 in je za stari del poslovne zgradbe znaša:
11624,46 9890,00 6313,60 26907,45 54735,51 WKUQ
Za novi del poslovne stavbe pa znaša:
6571,86 4945,00 1977,40 26800,66 40294,92 WKUQ
Iz rezultatov opazimo, da sta hladilni obremenitvi obeh objektov približno enaki, ne glede
na to, da objekta nista enakih dimenzij. Razlog tiči v tem, da so steklene površine na obeh
stavbah približno enakih površin in je zato delež dobitkov solarnega sevanja veliko večji
od drugih toplotnih izgub.
5.5 IZBIRA PREZRAČEVALNE IN KLIMATSKE NAPRAVE
Pri izbiri prezračevalne in klimatske naprave so pomagali v podjetju Menerga d. o. o., ki se
ukvarja s sistemi klimatizacije na raznih področjih uporabe klimatskih naprav. Glede na
izračunane podatke iz prejšnjih podpoglavij so z numeričnim programom opravili izbiro
klimatov. Potrebni podatki za izbiro klimata so še enkrat predstavljeni v tabeli 5.5.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
63
Tabela 5.5: Podatki o izračunani grelni in hladilni obremenitvi za novi in stari del stavbe
NOVI DEL STARI DEL
Grelna obremenitev
Transmisijske toplotne izgube [W] 36,145.23 63,931.23
Hladilna obremenitev
Transmisijske toplotne izgube [W] 6,571.86 11,624.46
Toplota ljudi [W] 4,945.00 9,890.00
Toplota naprav [W] 1,977.40 6,313.60
Sevalni dobitki [W] 26,800.66 26,907.45
Skupaj hladilna obremenitev [W] 40,294.92 54,735.51
Za naš primer so izbirali med klimati serije Adconair 76. Klimati serije Adconair 76 imajo
po navadi že vgrajen kompresorski sistem za hlajenje hladilnika v klima komori. Vendar
nimajo pa svojega sistema za gretje vodnega grelnika zraka. Da bi lahko zagotovili toplo
vodo v grelnik zraka, moramo zagotoviti dodatni sistem za gretje.
V našem primeru bomo izkoristili že obstoječi sistem za ogrevanje stavbe, se pravi plinske
kotle v toplotni postaji v starem delu poslovne stavbe. To bomo storili tako, da bomo
dimenzionirali cevovod tople vode od toplotne postaje do obeh klimatov.
Dimenzioniranje cevovoda bomo naredili v podpoglavju 5.5.3.
5.5.1 Klimati serije Adconair 76
Klimati serije Adconair 76 so znani predvsem po novem ploščatem protitočnem toplotnem
prenosniku, ki ima učinkovitost nad 80 % in pretoki vse do 29.500 m3/h. Notranje tlačne
izgube so le 150 Pa. Serija je optimalno kalibrirana za komfortne prezračevalne in
klimatske sisteme. Narejeni so po najbolj striktnih energetskih zahtevah na trgu z
varčevanjem energije. Zraven rekuperatorja je možno vgraditi še sistem za adiabatno
hlapilno hlajenje in tako na ta način privarčujemo še kakšen dober odstotek energije v
letnem režimu delovanja klimata. Na sliki 5.3 je prikazana rekuperacija v klimatu serije
Adconair [12].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
64
5.5.2 Specifikacije izbranih klimatov
V tabelah 5.6 in 5.7 so podane najosnovnejše specifikacije izbranih klimatov za stari in
novi del zgradbe. Bolj podrobne specifikacije o izbranih klimatih so podane pod prilogami
od K do N.
Tabela 5.6: Specifikacije klimata za stari del zgradbe
Proizvod MENERGA
Tip Adconair Ad 762501 IMH
VENTILATORSKI SISTEM (vtočni/odtočni) Zimski
režim
Letni
režim
Volumski pretok zraka [m3/h] 16040 16040
Masni pretok zraka [kg/h] 18379 17915
Zunanji padec tlaka v kanalih [Pa] 550 550
Skupni tlačni padec [Pa] 990 990
Nazivna moč elektromotorja [kW] 9,4 9,4
REKUPERATOR (protitočni)
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri enakih nazivnih masnih
pretokih) [%] 85 93
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri dejanskih pretokih) [%] 85 93
Moč vračanja energije [kW] 145,32 61,81
HLAPILNO HLAJENJE (indirektno adiabatsko hlajenje)
Hladilna moč [kW] 61,81
Stopnja prenosa toplote omočenega rekuperatorja [%] 93
VODNI GRELNIK ZRAKA
Grelna moč [kW] 87,53
Temperatura zraka na vstopu [°C] 15,9
Temperatura zraka na izstopu [°C] 33
Temperatura grelnega medija, voda [°C] 70/50
Pretok grelnega medija, voda [m3/h] 3,76
INTEGRIRANO MEHANSKO HLAJENJE
Hladilna moč (totalna) 55,45
Temperatura zraka na vstopu [°C] 20,4
Temperatura zraka na izstopu [°C] 15,0
Delovna električna moč kompresorja [kW] 10,95
Nazivna električna moč kompresorja [kW] 24,3
Hladilno število EER 5,07
VLAŽILNIK ZRAKA (električni parni)
Moč vlaženja [kg/h] 115,11
Električna priključna moč [kW] 81,95
Temperatura zraka na vstopu [°C] 33 15
Temperatura zraka na izstopu [°C] 33 15
ELEKTROKOMANDNA OMARA
Vključena vsa regulacijska avtomatika
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
65
Tabela 5.7: Specifikacije klimata za novi del zgradbe
Proizvod MENERGA
Tip Adconair Ad 761601 IMH
VENTILATORSKI SISTEM (vtočni/odtočni) Zimski
režim
Letni
režim
Volumski pretok zraka [m3/h] 11806 11806
Masni pretok zraka [kg/h] 13528 13186
Zunanji padec tlaka v kanalih [Pa] 400 400
Skupni tlačni padec [Pa] 991 991
Nazivna moč elektromotorja [kW] 4,7 4,7
REKUPERATOR (protitočni)
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri enakih nazivnih masnih
pretokih) [%] 85 93
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri dejanskih pretokih) [%] 83 92
Moč vračanja energije [kW] 104,09 44,8
HLAPILNO HLAJENJE (indirektno adiabatsko hlajenje)
Hladilna moč [kW] 44,8
Stopnja prenosa toplote omočenega rekuperatorja [%] 92
VODNI GRELNIK ZRAKA
Grelna moč [kW] 55,99
Temperatura zraka na vstopu [°C] 15,1
Temperatura zraka na izstopu [°C] 30
Temperatura grelnega medija, voda [°C] 70/50
Pretok grelnega medija, voda [m3/h] 2,41
INTEGRIRANO MEHANSKO HLAJENJE
Hladilna moč (totalna) 41,87
Temperatura zraka na vstopu [°C] 20,5
Temperatura zraka na izstopu [°C] 15,0
Delovna električna moč kompresorja [kW] 8,37
Nazivna električna moč kompresorja [kW] 17,7
Hladilno število EER 5,00
VLAŽILNIK ZRAKA (električni parni)
Moč vlaženja [kg/h] 84,73
Električna priključna moč [kW] 60,19
Temperatura zraka na vstopu [°C] 30 15
Temperatura zraka na izstopu [°C] 30 15
ELEKTROKOMANDNA OMARA
Vključena vsa regulacijska avtomatika
5.5.3 Dimenzioniranje cevovoda tople vode
Kot smo že omenili, je potrebno načrtovati cevovod od toplotne postaje do obeh klimatov.
Glavna cev se načrtuje glede na potrebno grelno moč sistema. Ker imamo dva klimata,
moramo upoštevati obe grelni moči vodnih grelcev zraka.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
66
Grelni medij v sistemu je voda. Cevovod bo deloval na temperaturnem režimu vode 70/50.
Pri priključitvi sistema na obstoječi sistem ogrevanja se bo uporabil toplotni prenosnik.
Nato se bo cevovod vodil ven iz toplotne postaje do enega klimata, kjer se bo razvejal, in
potem še do drugega. Vmesni del cevovoda bo pod zemljo, zato se bo izbrala ustrezna
predizolirana cev. Dolžina celotnega cevovoda znaša cca. 100 m. Tu je upoštevana
dovodna in odvodna razdalja cevi. Potrebna toplotna moč cevovoda je skupna grelna moč
vodnih grelnikov klimatov, in sicer je skupaj 143,52 kW.
Najprej bomo izbrali ustrezno velikost toplotnega prenosnika, nato velikost cevi in
primerno toplotno izolacijo cevi ter vse elemente za spajanje cevi, raztezno posodo in na
koncu še črpalko vode.
Cevovod je načrtovan v prilogi P.
5.5.3.1 Izbira toplotnega prenosnika
Toplotni prenosnik se bo vgradil med obstoječim ogrevalnim sistemom in bo prenašal
potrebno toploto na sekundarno stran, kjer bo priključen cevovod do vodnih grelcev obeh
klimatov. Toplotni prenosnik se izbere glede na potrebno ogrevalno moč. V našem primeru
je le-ta enaka grelni moči vodnih grelcev in pretoku vode v sistemu. Izbiro toplotnega
prenosnika so opravili v podjetju Danfoss d. o. o.
Izbrali so ploščati tip toplotnega prenosnika XB 59M-1 70, montažno konzolo za XB 59 in
potrebno toplotno izolacijo M51-100 (Tmax = 130 °C). Dimenzije priključnih cevi so
DN50. Podrobnejši podatki o toplotnem prenosniku so pod prilogo O.
5.5.3.2 Izbira cevi
Najprej moramo iz potrebne grelne moči grelnikov zraka izračunati potreben volumski
pretok vode [8].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
67
v
p v
PV
c T
(5.6)
kjer je:
vV – volumski pretok vode (m3/h),
P – grelna moč (W),
pc – specifična toplota vode (Wh/kgK),
v – gostota vode (kg/m3).
Izračunani volumski pretok vode po formuli 5.6 je:
3143,52 1000 m6,19
1,16 70 50 1000 hvV
Nato izračunamo površino cevi po formuli 5.7..
vcevi
v
VS
w (5.7)
kjer je:
ceviS – površina cevi (m2),
vV – volumski pretok vode (m3/s),
vw – hitrost vode v cevi (m/s).
Hitrost vode v cevi se določi tako, da tlačne izgube v cevi niso previsoke in da izračunana
velikost cevi ni prevelika.
Izračunana površina cevi po formuli 5.7 je:
2 26,190,00172 m 17,19 cm
3600 1ceviS
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
68
Glede na izračunano površino cevi se izračuna premer cevi in določi njena velikost.
2 cevicevi
SD
(5.8)
kjer je:
ceviD – premer cevi (m).
Izračunani premer cevi po formuli 5.8 je:
0,00172
2 0,0468 m 4,68 cm 50ceviD DN
Glede na izračunani premer cevi se izbere cev velikosti DN50.
Za cev, vgrajeno v zemljo, se izbere predizolirano cev Uponor Ecoflex Thermo Twin
2x63x5,8/200 [13]. Dolžina cevi znaša 30 m.
To je cev, ki je narejena za ogrevanje ali hlajenje, njen namen pa je vgradnja pod površino
zemlje. Cev je sestavljena iz zunanje zaščite, izolacije in znotraj iz dovodne in odvodne
cevi.
Za cevi nad površino zemlje se izberejo navadne vodovodne cevi za ogrevanje, katere se
naknadno izolira s toplotno izolacijo. Dolžina navadnih cevi znaša skupno 40 m. Izbere se
plastično cev Uponor MLC cev bela S 63x6,0 5 m [13].
Zraven cevi Uponor MLC se izbere še ustrezna toplotna izolacija. Izbere se toplotno
izolacijo podjetja Štern d. o. o., in sicer izdelek XG-25X064. Izolacija ima notranji premer
64 mm, debelina pa znaša 25 mm [15].
Vsi elementi in elementi za spajanje in razvod cevovoda (cevi, kolena, T-kosi, spojke) se
izberejo iz kataloga Uponor katalog/cenik izdelkov 2014.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
69
5.5.3.3 Izbira raztezne posode
Vsak cevovod za ogrevanje more vsebovati raztezno posodo glede na njegovo velikost
zaradi same varnosti sistema.
Da bi lahko dimenzionirali velikost raztezne posode, moramo najprej izračunati raztezni
volumen po Faustovi formuli [16]:
ad ad anV P f f (5.9)
kjer je:
adV – raztezni volumen (l),
adf – temperaturno odvisni raztezni faktor,
anf – specifični faktor sistema oz. volumen vode (l/kW).
Faktorja se izbereta iz Seltron tehničnega priročnika [16]. Izračunani raztezni volumen po
formuli 5.9 je enak:
143,52 0,0378 15 81,38 ladV
Nato moramo izračunati faktor izkoristka, ki nam pove, koliko celotnega volumna ratezne
posode lahko uporabimo za prevzem razteznega volumna.
max
max 1
gasp pf
p
(5.10)
kjer je:
f – faktor izkoristka,
maxp – relativna vrednost maksimalnega delovnega tlaka (bar),
gasp – relativna vrednost tlaka plina v raztezni posodi (bar).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
70
Relativni vrednosti tlakov smo izbrali iz tehničnega priročnika podjetja Seltron [16].
Izračunani faktor izkoristka po formuli 5.10 je enak:
3 1,30,43
3 1f
Nazadnje pa sledi izračun nazivnega volumna raztezne posode [16]:
adgef
VV
f (5.11)
kjer je:
gefV – nazivni volumen (l).
Glede na formulo 5.11 je izračunani nazivni volumen raztezne posode enak:
81,38
189,26 l0,43
gefV
Glede na izračun potrebujemo raztezno posodo velikosti 189,26 litrov.
Raztezno posodo smo izbrali na spletni strani podjetja Seltron, in sicer smo se odločili za
proizvod OPTIMA, 200 litrov, DN20, R 3/4 [16].
5.5.3.4 Izbira črpalke vode
Črpalko vode smo izbrali iz kataloga črpalk na podlagi potrebnega pretoka vode, tlačnega
padca v cevovodu in potisne višine.
Tlačni padec smo odčitali iz grafa na sliki 5.3 glede na načrtovano velikost cevi in hitrosti
vode skozi njo.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
71
Slika 5.3: Diagram padca tlaka v cevi pri hrapavosti ε=0,045 mm in temperaturi vode 80 °C [8]
Odčitani tlačni padec pri hitrosti 1 m/s in cevi DN50 znaša 210 Pa/m.
Tlačne izgube so linijske in lokalne. Po navadi predstavljajo linijske izgube 2/3 skupnega
tlačnega padca, lokalne pa 1/3 [8]. Zato se skupne tlačne izgube izračunajo:
3
2c c cp L R Z L R (5.12)
kjer je:
cp – skupne tlačne izgube cevovoda (Pa),
L R – vsota linijskih tlačnih izgub v cevi (Pa),
Z – vsota lokalnih tlačnih izgub v cevi (Pa),
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
72
cL – dolžina cevi (m),
R – linijski padec tlaka (Pa/m).
Skupne tlačne izgube, izračunane po formuli 5.12, so enake:
3
2 50 210 31500 Pa2
cp
Potrebna potisna višina se izračuna na podlagi skupnega tlačnega padca, in sicer [8]:
c
v
pH
g
(5.13)
kjer je:
H – potisna višina (m),
g – težnostni pospešek (m2/s).
Potisna višina, izračunana po formuli 5.13, znaša:
31500
3,21 m1000 9,81
H
Za proizvajalca črpalk smo se odločili za svetovno znano podjetje Grundfos. Na sliki 5.4 je
prikazano območje delovanja črpalke serije Magna3, na podlagi katerega se izbere
ustrezno velikost črpalke [17].
Glede na pretok vode 6,19 m3/h, tlačni padec v cevovodu 31,5 kPa in potrebno potisno
višino 3,21 m se izbere črpalka Grundfos Magna3 50-40.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
73
Slika 5.4: Območje delovanja črpalk Grunfos Magna3 [17]
5.5.3.5 Popis elementov cevovoda
V tabeli 5.8 so našteti vsi elementi, potrebni za izgradnjo cevovoda.
Tabela 5.8: Popis vseh potrebnih elementov za izgradnjo cevovoda za ogrevanje vodnih grelnikov klimatov
Oprema Količina Enota
Ploščati toplotni prenosnik XB 59 M-1 70 1 kom
Montažna konzola za XB 59 1 kom
Toplotna izolacija X51-100 1 kom
Cev Uponor Ecoflex Thermo Twin 2x63x5,8/200 30 m
Cev Uponor MLC cev, bela S 63x6,0 5m 20 m
Uponor Wipex spojka PN6 63x5,8-G2 14 kom
Uponor Wipex T kos G2- G2- G2 1 kom
Uponor Wipex koleno G2- G2 6 kom
Uponor press kompozitno koleno PPSU 50-50 12 kom
Uponor Press spojka 50-R2'' MT 6 kom
Kovina krogelni ventil 2" KOV KV 107 6 kom
Toplotna izolacija cevi XG-25X064 20 m
OPTIMA raztezna posoda za ogrevanje, 200l, DN 20, R ¾ 1 kom
Črpalka vode Grundfos Magna3 50-40 1 kom
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
74
5.6 SISTEM PREZRAČEVALNIH KANALOV
Najprej bomo dimenzionirali razvod prezračevalnih kanalov in nato izračunali tlačni padec
v njih. Pretok zraka je določen pri izbiri klimatov, tlačni padec pa mora biti manjši, kot je
maksimalni tlačni padec, ki ga ventilator klimata še zmore pokrivati.
Kanali so izdelani po DIN 24190, 24191 in EN 1505 iz pocinkane pločevine d = 0,7 mm za
kanale do a = 500 mm, d = 0,9 mm za kanale do a = 1000 mm, d = 1,13 mm za kanale a >
1000 mm. Pri površini fazonskih kosov (kolena, reducirke …) in kanalov se smatra le
dejanska zunanja površina, ki se zaokrožuje na celi kvadratni meter površine. Kanali
morajo biti maksimalno tesnjeni.Tesnost kanalov mora biti klase III po DIN 24194 del 2.
Kanali se montirajo direktno pod strop oz. v nadstropju se montirajo na podstrešje. Kjer so
stropovi spuščeni, se kanali montirajo v vmesni prostor, drugje so kanali prosto vidni.
5.6.1 Dimenzioniranje prezračevalnih kanalov
V poslovni stavbi bomo načrtovali dvocevni sistem razvoda kanalov, kar pomeni, da
imamo posebej vejo za dovod svežega zraka v prostor in vejo za odvod starega zraka.
Načrtovana mreža prezračevalnih kanalov je prikazana med prilogami od R do T.
Sistem se dimenzionira glede na projektirani klimat oz. potrebno količino zraka, da lahko
zagotavljamo ustrezno klimo v prostorih. Volumske izmenjave zraka po prostorih in
hitrosti gibanja zraka so prikazane pod prilogo U. Za novi del poslovne stavbe je
izmenjava zraka v prostorih enaka 9,18 h-1, za stari del pa 3,04 h-1.
Prvi korak pri dimenzioniranju prezračevalnih kanalov je izbira hitrosti zraka skozi
prezračevalni kanal. Obstajajo nekakšne smernice, ki nam pomagajo izbrati hitrosti zraka v
prezračevalnem kanalu. Priporočene hitrosti zraka so podane v tabeli 5.9.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
75
Tabela 5.9: Priporočene hitrosti zraka skozi različne elemente za prezračevanje [8]
Element Približne vrednost hitrosti zraka [m/s]
Komfortni sistem Industrijski sistem
Zaščitne rešetke 2–4 4–6
Glavni kanali 4–8 8–12
Stranski kanali 3–5 5–8
Difuzorji za dovod oz. odvod zraka 1,5–2,0 3–4
Glede na to, da so v poslovni stavbi večinoma pisarne, se seveda odločimo za komfortni
sistem prezračevanja in temu primerne hitrosti zraka skozi elemente za prezračevanje.
Drugi korak je izračun potrebnega preseka prezračevalnega kanala. Izračunamo ga po
formuli 5.14 [8]:
3600
PK
VA
w
(5.14)
kjer je:
PKA – presek prezračevalnega kanala (m2),
V – volumski pretok zraka v prostoru (m3/h),
w – hitrost zraka v prezračevalnem kanalu (m/s).
Ko izračunamo vse potrebne preseke kanalov v stavbi, moramo na podlagi le-teh izbrati
dovolj velike prezračevalne kanale. Velikosti prezračevalnih kanalov so podane v tabeli
5.10.
Tabela 5.10: Dimenzije uporabljenih velikosti prezračevalnih kanalov
Oznaka kanala b h Površina [m2]
300/150 300 150 0,0450
400/200 400 200 0,0800
500/250 500 250 0,1250
600/300 600 300 0,1800
600/350 600 350 0,2100
700/400 700 400 0,2800
800/500 800 500 0,4000
1000/500 1000 500 0,5000
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
76
5.6.1.1 Primer dimenzioniranja prezračevalnih kanalov za pisarno 1325:
Glede na potreben volumen na celotnem nadstropju in izbrano hitrost zraka v glavnem
kanalu se po formuli 5.14 izračuna potreben presek prezračevalnega kanala in izbere
njegova primerna velikost.
25807,750,2689 m 700 / 400
3600 6GA
Glede na potreben volumen v sprejemni pisarni 2.0 in izbrano hitrost zraka v stranskem
kanalu se po formuli 5.14 izračuna potreben presek prezračevalnega kanala in izbere
njegova primerna velikost.
2237,530,0220 m 300 /150
3600 3GA
Ko smo izračunali potrebne preseke kanalov, se lotimo izbire difuzorjev za odvod in dovod
zraka v prostore. Odločili smo se za difuzor serije »AKD-1N s komoro in regulacijsko
loputo M«, pri čemer lahko v komori reguliramo vpihovani pretok zraka v klimatizirani
prostor.
Glede na potreben volumen v sprejemni pisarni 2.0 in izbrano hitrost zraka skozi difuzor se
izračuna potrebna efektivna površina difuzorja po formuli 5.14.
2237,530,0330 m
3600 2efA
Glede na izračunano potrebno efektivno površino difuzorja se izberejo »okrogli difuzorji,
kvadratni difuzorji« podjetja Hidria in ustrezna velikost difuzorja [11]. Izbrali smo difuzor
»AKD-1N s komoro in regulacijsko loputo M« velikosti 4.
Nato moramo izbrati ustrezno zaščitno rešetko za dovod oz. odvod zraka v klimat. Glede
na potreben volumen v poslovni stavbi in izbrano hitrost zraka za zunanje žaluzije se po
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
77
katalogu »zaščitne rešetke, stolpni prezračevalniki« izbere potrebna velikost same zaščitne
rešetke. Izbere se glede na izračunano potrebno efektivno površino zaščitne rešetke po
formuli 6.15, ki mora biti večja od izračunane efektivne površine rešetke po formuli 6.14
[18].
2 1 1 21 7efA B H n (5.15)
kjer je:
2efA – efektivna površina zaščitne rešetke (m2),
1B – širina zaščitne rešetke (m),
1H – višina zaščitne rešetke (m),
n – število lamel zaščitne rešetke.
Se pravi, da je izračunana efektivna velikost zaščitne rešetke enaka:
2
2 2
2
2
160401,0126 m
3600 4,4
1200 1200 21 7 48 1011600 mm 0,1012 m
1200 /1200
ef
ef
ef ef
A
A
A A
Izberemo zaščitno rešetko AZR-3 dimenzije 1200/1200 mm.
Za vse ostale prostore so razvodi prezračevalnih kanalov izračunani pod prilogo U.
5.6.1.2 Prikaz izbranih velikosti prezračevalnih kanalov in difuzorjev
Tako kot smo prikazali na zgornjem primeru, smo naredili izračune za vse prostore v obeh
stavbah. Rezultati so prikazani v tabelah od 5.11 do 5.14. Bolj obsežni podatki se nahajajo
pod prilogo U.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
78
Tabela 5.11: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za nadstropje starega dela poslovne
stavbe
PROSTOR
HITROST
ZRAKA
V KANALU
[m/s]
OZNAKA
KANALA
DOLŽINA
KANALA
DIFUZOR AKD-
1N velikost 4
Dovod
[m]
Odvod
[m]
Dovod
[kos]
Odvod
[kos]
Sprejemna pisarna 2.0 3,00 300/150 5,0 2,0 1 1
Sprejemna pisarna 2.1 3,00 300/150 5,0 1,0 1 1
Sejna soba 2.3, roza 3,00 300/150 5,0 1,0 1 1
Pisarna 2.4 3,00 300/150 5,0 1,0 1 1
Pisarna 2.5 3,00 300/150 5,0 1,0 1 1
Pisarna 2.6 3,00 300/150 2,0 2,0 1 1
Pisarna 2.7 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.8 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.9 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.10 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.11 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.12 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.13 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Kopirnica 2.17 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.17/1 3,00 300/150 4,6 4,6 1 1
Garderoba 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.16 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.18 3,00 300/150 5,0 2,2 1 1
Pisarna 2.19 3,00 300/150 5,0 2,2 1 1
Pisarna 2.20 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.21 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.22 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 2.23 3,00 300/150 3,5 4,0 1 1
Pisarna 1325 3,00 300/150 5,0 1,0 1 1
Pisarna 1330 3,00 300/150 5,0 2,2 1 1
Hodnik 2.1 3,00 300/150 1,0 1,0 1 1
Hodnik 2 (+stopnišče) 3,00 500/250 10,0 2,0 3 3
Hodnik 2.3 3,00 300/150 1,0 1,0 1 1
Hodnik 2.4 3,00 300/150 3,3 3,8 1 1
Hodnik 2.5 3,00 300/150 7,1 4,6 1 1
Glavni kanal 6,00 700/400 67,0 63,0 32 32
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
79
Tabela 5.12: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za pritličje starega dela poslovne
stavbe
PROSTOR
HITROST
ZRAKA
V KANALU
[m/s]
OZNAKA
KANALA
DOLŽINA
KANALA
DIFUZOR AKD-1N
velikost 4
Dovod
[m]
Odvod
[m]
Dovod
[kos]
Odvod
[kos]
Skladišče ob varilnici 3,00 400/200 5,9 5,9 2 2
Varilnica 3,00 300/150 1,0 1,0 1 1
Laboratorij I&C 3,00 300/150 1,0 1,0 1 1
Merilni laboratorij 3,00 300/150 1,0 4,8 1 1
Merilnica/finomeh.
delavnica 3,00 300/150 4,3 1,0 1 1
Skladišče mizarske
delavnice 3,00 300/150 1,0 2,5 1 1
Pisarna merilnice 3,00 300/150 7,2 1,0 1 1
Mizarska delavnica 3,00 300/150 1,0 1,0 2 2
Toplotna postaja 3,00 400/200 - - - -
Skladišče elektro
delavnice 3,00 300/150 5,7 1,0 1 1
Elektro delavnica -
groba dela 3,00 300/150 5,7 1,0 1 1
Elektro delavnica 3,00 300/150 1,0 4,7 2 2
Precizna elektro
delavnica 3,00 300/150 1,0 1,0 1 1
Garderoba 3,00 300/150 5,7 2,5 1 1
Hodnik 4.1 3,00 300/150 1,0 1,0 1 1
Pisarna mojstra 3,00 300/150 1,0 4,7 1 1
Sanitarije 3,00 300/150 5,7 2,5 1 1
Čajna kuhinja 3,00 300/150 5,7 1,0 1 1
Stopnišče - - - - - -
Strojna delavnica 3,00 400/200 2,0 4,6 2 2
Mehanična delavnica 3,00 500/250 2,0 2,0 3 3
Pisarna meh. delavnice 3,00 300/150 5,7 2,5 1 1
Kovačnica 3,00 300/150 1,0 4,7 1 1
Orodjarna 3,00 400/200 1,0 1,0 2 2
Pisarna skladišča 3,00 300/150 4,0 3,2 1 1
Glavno skladišče 3,00 400/200 2,0 2,0 2 2
Skladišče papirja 3,00 300/150 4,0 3,3 1 1
Skladišče varnostnih
sredstev 3,00 300/150 1,0 5,0 1 1
Skladišče 3,00 400/200 4,5 7,7 2 2
Brusilnica 3,00 300/150 5,5 5,9 1 1
Glavni kanal 6,00 1000/500 107,0 100,0 37 37
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
80
Tabela 5.13: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za nadstropje novega dela poslovne
stavbe
PROSTOR
HITROST
ZRAKA
V KANALU
[m/s]
OZNAKA
KANALA
DOLŽINA
KANALA
DIFUZOR AKD-1N
velikost 4
Dovod
[m]
Odvod
[m]
Dovod
[kos]
Odvod
[kos]
Pisarna 1.1 3,00 300/150 3,5 6,0 1 1
Pisarna 1.2 3,00 400/200 1,0 1,0 2 2
Pisarna 1.3 3,00 300/150 4,9 2,2 1 1
Pisarna 1.4 3,00 300/150 6,0 2,2 1 1
Pisarna 1.5 3,00 300/150 6,0 2,2 1 1
Pisarna 1.6 3,00 300/150 6,0 2,2 1 1
Pisarna 1.7 3,00 300/150 3,5 2,8 1 1
Pisarna 1.8 3,00 300/150 3,5 2,8 1 1
Pisarna 1.9 3,00 300/150 3,5 2,8 1 1
Pisarna 1.10 3,00 300/150 3,5 2,8 1 1
Pisarna 1200 3,00 300/150 6,0 2,2 1 1
Pisarna direktor 3,00 400/200 6,0 2,2 2 2
Mala kuhinja 3,00 300/150 3,5 2,8 1 1
Zračni prostor in
stopnišče 3,00 400/200 3,5 1,0 2 2
Hodnik 1.1 3,00 400/200 2,0 2,0 2 2
Glavni kanal 6,00 700/400 30,0 27,0 19 19
Tabela 5.14: Dimenzije prezračevalnih kanalov in količina difuzorjev za pritličje novega dela poslovne
stavbe
PROSTOR
HITROST
ZRAKA OZNAKA
DOLŽINA
KANALA
DIFUZOR AKD-1N
velikost 4
V KANALU
[m/s] KANALA
Dovod
[m]
Odvod
[m]
Dovod
[kos]
Odvod
[kos]
Recepcija 3,00 500/250 6,0 9,0 3 3
Sejna soba 3,00 600/300 3,2 1,0 4 4
Pisarna 3.1 3,00 400/200 6,0 1,0 2 2
Pisarna 3.2 3,00 300/150 6,0 1,0 1 1
Pisarna 3.3 3,00 300/150 6,0 1,0 1 1
Pisarna 3.4 3,00 300/150 4,5 3,6 1 1
Pisarna 3.5 3,00 300/150 4,5 3,6 1 1
Čajna kuhinja 3,00 300/150 1,0 1,0 1 1
Ženske sanitarije 3,00 300/150 3,1 4,0 1 1
Moške sanitarije 3,00 300/150 2,3 4,4 1 1
Hodnik 3.1 3,00 400/200 1,0 1,0 2 2
Hodnik 3.2 3,00 300/150 1,9 2,6 1 1
Hodnik 3.3 3,00 300/150 1,0 7,5 1 1
Glavni kanal 6,00 800/500 27,5 18,0 20 20
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
81
5.6.2 Izračun padca tlaka v sistemu
Za izbiro klimata moramo izračunati največji oz. maksimalni možni tlačni padec. Po
navadi je to na najdaljši veji razvoda kanalov v stavbi. Tlačni padec je sestavljen iz dveh
delov, in sicer:
- padca tlaka na tlačni strani in
- padca tlaka na sesalni strani.
Padec tlaka na sesalni strani se smatra kot padec tlaka od zunanje rešetke do samega
klimata. Tlačni padec pa od samega klimata do prostorov v stavbi. Vmes se upošteva še
padec tlaka na samem klimatu (filter, ventilator …).
Tlačni padec povzročata dve vrsti odporov, in sicer:
- linijski in
- lokalni.
Vsota obeh vrst odporov predstavlja celotni tlačni padec v razvodu prezračevalnih kanalov
in se izračuna po formuli 5.16 [8].
lin lokp p p (5.16)
kjer je:
p – celotni tlačni padec (Pa),
linp – vsota vseh tlačnih padcev v linijskih odporih (Pa),
lokp – vsota vseh tlačnih padcev v lokalnih odporih (Pa).
Linijski odpori so odvisni od koeficienta hrapavosti materiala, iz katerega je narejen kanal,
hidravličnega premera, hitrosti skozi kanal in gostote zraka. Kot lahko opazimo iz formule
5.17, ima največji vpliv na velikost tlačnega padca hitrost skozi kanal, saj se hitrost v
formuli kvadrira [8].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
82
2
2lin
wp L
d
(5.17)
kjer je:
linp – tlačni padec v linijskih odporih (Pa),
– koeficient hrapavosti materiala,
– gostota prenosnega medija (kg/m3),
d – hidravlični premer kanala (Pa),
L – dolžina kanala (m).
Hidravlični premer se pri pravokotnem kanalu izračuna preko dolžin stranic in sicer [8]:
2
H
a bd
a b
(5.18)
kjer je:
Hd – hidravlični premer (m),
,a b – mere stranic kanala (m).
Posamični lokalni odpori so odvisni od same oblike in dimenzije elementa, hitrosti skozi
element in gostote zraka. Njihova vsota predstavlja skupni lokalni upor. Največji vpliv na
tlačni padec imata koeficient oblike in hitrost skozi element [8].
2
Pa2
lok
wp
(5.19)
kjer je:
lokp – tlačni padec v lokalnih odporih (Pa),
– koeficient lokalnega odpora.
Ko smo navedli vse formule za izračun tlačnega padca, moramo določiti potencialne
prostore, do katerih vodijo veje z največjim tlačnim padcem v sistemu razvoda kanalov, in
nato izračunati tlačni padec.
V starem delu stavbe smo izbrali prostora:
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
83
- pisarna 1325,
- skladišče.
V novem delu smo izbrali prostora:
- pisarna 1.1,
- recepcija.
5.6.3 Primer izračuna tlačnega padca za dovod zraka v pisarni 1325:
Tlačni padec bomo posebej izračunali za tlačno in sesalno stran sistema, kot je prikazano
na primeru izračuna v naslednjih dveh podpoglavjih.
5.6.3.1 Tlačna stran sistema
Najprej izračunamo tlačni padec v glavnem kanalu po formuli 5.17. Računamo pri hitrosti
zraka 6 m/s, hrapavosti za pocinkano pločevino 0,15 [8] in dimenziji glavnega kanala
700/400:
20,15 1,2 6
52,0 330,94 Pa2 0,7 0,4
20,7 0,4
linp
Enako izračunamo za stranski kanal. Računamo pri hitrosti zraka 3 m/s, hrapavosti za
pocinkano pločevino 0,15 [8] in dimenziji glavnega kanala 300/150:
20,15 1,2 3
5,0 20,25 Pa2 0,3 0,15
20,3 0,15
linp
Pri izračunu tlačnega padca za koleno je potrebno najprej izračunati in odčitati koeficient
lokalnega odpora.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
84
Najprej izračunamo razmerje h/b in nato še razmerje R/b:
400/ 0,57
700
700/ 1
700
h b
R b
Sedaj lahko na podlagi izračunanih podatkov odčitamo koeficient lokalnega odpora, ki
znaša 0,3 [8], nato pa izračunamo skupni padec tlaka skozi koleno na glavnem kanalu po
formuli 5.19:
1
21,2 60,3 1 6,48 Pa
2lokp
Isto kot pri kolenu v glavnem kanalu ponovimo postopek za izračun tlačnega padca za
koleno v stranskem kanalu.
150/ 0,5
300
300/ 1
300
h b
R b
Odčitani koeficient lokalnega odpora znaša 0,3 [8] in izračunani skupni padec tlaka skozi
koleno je enak:
2
21,2 30,3 1 1,62 Pa
2lokp
Podobno kot za koleno moramo še izračunati tlačni padec T-kosa. Odčitani koeficient
lokalnega odpora za T-kos znaša 1,4 [8]. Pri izračunu padca skozi T-kos se upošteva
manjša hitrost.
3
21,2 31,4 15 113,4 Pa
2lokp
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
85
Sedaj nadaljujemo pri računanju tlačnega padca reducirja. Koeficient lokalnega odpora za
reducir znaša 0,5 (zoženje glavnega kanala dimenzije 700/400 na stranski kanal 300/150)
[8]. Pri izračunu padca skozi reducir se upošteva manjša hitrost.
4
21,2 30,5 1 2,7 Pa
2lokp
Za filter je predpisani padec tlaka 60 Pa [8].
Tlačni padec pri vpihovanju zraka v prostor skozi difuzor se ne računa, ampak se ga
razbere iz grafov, ki jih podajo proizvajalci le-teh. Proizvajalec difuzorja je podjetje
Hidria, zato smo tlačni padec odčitali iz njihovega kataloga »Okrogli difuzorji, kvadratni
difuzorji« [11]. V prejšnjem podpoglavju smo izbrali serijo difuzorja »AKD-1N s komoro
in regulacijsko loputo M« in velikost difuzorja 4. Pri projektirani hitrosti 2 m/s in odprtosti
25 % regulacijske lopute M znaša tlačni padec 25 Pa. Graf za odčitek padca tlaka skozi
difuzor je prikazan na sliki 5.5.
Slika 5.5: Diagram padcev tlaka in šumnosti – s komoro in regulacijsko loputo M [11]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
86
5.6.3.2 Sesalna stran sistema
Najprej izračunamo tlačni padec v glavnem kanalu po formuli 5.17. Računamo pri hitrosti
zraka 6 m/s, hrapavosti za pocinkano pločevino 0,15 [8] in dimenziji glavnega kanala
1000/500:
20,15 1,2 6
5 24,3 Pa2 1 0,5
21 0,5
linp
Nato izračunamo skupni padec tlaka skozi koleno po formuli 5.19. Računamo pri hitrosti
zraka 6 m/s in koeficientu lokalnega odpora 0,3 [8]
21,2 6
0,3 3 19,44 Pa2
lokp
Podobno kot tlačni padec na difuzorju se odčita iz grafa tudi tlačni padec na zaščitni rešetki
na podlagi izračuna efektivne površine zaščitne rešetke v prejšnjem podpoglavju. Pri čemer
smo upoštevali hitrost zraka 4,4 m/s, velikost rešetke 1200/1200, število lamel rešetke pa
48. Odčitani padec tlaka na zunanji rešetki iz kataloga »Zaščitne rešetke, stolpni
prezračevalniki« tako znaša za dovod 57 Pa [18].
Graf za odčitek padca tlaka skozi zaščitno rešetko je prikazan na sliki 5.6.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
87
Slika 5.6: Diagram za določitev celotnega padca tlaka [18]
5.6.3.3 Prikaz izračunanih skupnih padcev tlaka po prostorih
Za vse ostale prostore so tlačni padci izračunani pod prilogo V, izračunani rezultati so
prikazani v tabelah 5.15 in 5.16.
Tabela 5.15: Prikaz izračunanih tlačnih padcev po prostorih za stari del stavbe
PROSTOR Tlačni padec
Dovod [Pa] Odvod [Pa]
Pisarna 1325 661,13 583,24
Skladišče 633,54 567,78
Max. tlačni padec 661,13 583,24
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
88
Tabela 5.16: Prikaz izračunanih tlačnih padcev po prostorih za novi del stavbe
PROSTOR Tlačni padec
Dovod [Pa] Odvod [Pa]
Pisarna 1.1 477,78 400,90
Recepcija 398,64 307,90
Max. tlačni padec 477,78 400,90
Kot je razvidno, je maksimalen tlačni padec v starem delu stavbe v dovodnem kanalskem
sistemu do pisarne 1325. Celotni padec znaša 661,13 Pa. V novem delu stavbe pa v
dovodnem kanalskem sistemu do pisarne 1.1 znaša 477,78 Pa.
Kot vidimo, sta oba makismalna tlačna padca manjša, kot sta maksimalna dovoljena tlačna
padca vgrajenih ventilatorjev klimatov v tabelah 5.6 in 5.7. Se pravi, da smo sistem
prezračevalnih kanalov ustrezno načrtovali glede na dovoljene tlačne padce.
5.7 VREDNOST INVESTICIJE
Investicija v vgradnjo celotnega sistema klimatizacije v poslovni objekt je sestavljena iz
več sklopov. Glavni sklop sta klimata in njuni elementi, povezani z njihovim delovanjem,
potem sledi razvod prezračevalnih kanalov, difuzorjev, zaščitnih rešetk in difuzorjev.
Zraven tega je potrebno še upoštevati stroške izgradnje cevovoda za ogrevanje vodnih
grelnikov. Na koncu se še oceni delo inštalacij, montaž in dodatnih del.
Celotna investicija sistema prezračevanja in klimatizacije je prikazana v tabeli 5.17.
Tabela 5.17: Prikaz celotne vrednosti investicije vgradnje prezračevalnega in
klimatizacijskega sistema v poslovno stavbo
Vrsta stroška Količina Enota Cena brez DDV
[EUR]
Skupaj brez
DDV [EUR]
Oprema - klimat
Klimat MENERGA Adconair Ad
761601 IMH 1 kom 50.570,00 50.570,00
Klimat MENERGA Adconair Ad
761501 IMH 1 kom 74.100,00 74.100,00
»se nadaljuje«
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
89
»nadaljevanje«
Vrsta stroška Količina Enota Cena brez
DDV[EUR]
Skupaj brez
DDV [EUR]
Oprema - klimat
Izdelava in montaža prezračevalnega
kanala 2002 m2 24,00 42.792,00
Zaščitna rešetka AZR-3/2 1200/1200
z vgradnim okvirjem 4 kom 346,00 1.384,00
Difuzor AKD-1N s komoro in
prezračevalno loputo M 216 kom 79,00 17.301,00
Skupaj oprema klimat brez DDV [EUR] 186.147,00
Oprema - cevovod
Ploščati toplotni prenosnik XB 59 M-
1 70 1 kom 941,00 941,00
Montažna konzola za XB 59 1 kom 50,00 50,00
Toplotna izolacija X51-100 1 kom 154,00 154,00
Cev Uponor Ecoflex Thermo Twin
2x63x5,8/200 30 m 81,00 2.430,00
Cev Uponor MLC cev, bela S 63x6,0
5m 4 5 m 23,16 92,64
Uponor Wipex spojka PN6 63x5,8-G2 14 kom 66,38 929,32
Uponor Wipex T kos G2- G2- G2 1 kom 52,23 52,23
Uponor Wipex koleno G2- G2 6 kom 57,92 347,52
Uponor press kompozitno koleno
PPSU 50-50 12 kom 24,26 291,12
Uponor Press spojka 50-R2'' MT 6 kom 31,21 187,26
Kovina krogelni ventil 2" KOV KV
107 6 kom 46,14 276,84
Toplotna izolacija cevi XG-25X064 2 16 m 5,38 172,16
OPTIMA raztezna posoda za
ogrevanje, 200l, DN 20, R ¾ 1 kom 241,32 241,32
Črpalka vode Grundfos Magna3 50-
40 1 kom 1.057,98 1.057,98
Skupaj oprema cevovod brez DDV [EUR] 7.223,39
Inštalacije in montaža
Elektroinštalacija 2 kom 750,00 1.500,00
Montaža klimata 2 kom 1.000,00 1.000,00
Montaža cevovoda in elementov 1 kom 1.000,00 2.000,00
Dodatna dela
Rušitvena, zemeljska, betonska in
zidarska, ključavničarska dela 1 kom 5.000,00 10.000,00
Slikopleskarska dela 1 kom 2.500,00 5.000,00
Skupaj inštalacije in montaža, dodatna dela brez DDV [EUR] 19.500,00
Skupaj brez DDV [EUR] 212.870,39
DDV 22 % [EUR] 46.831,49
Končna vrednost investicije [EUR] 259.701,88
Skupna vrednost investicije prezračevalnega in klimatizacijskega sistema v poslovno
stavbo znaša 259.701,88 €.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
90
Vrednosti, navedene v tabeli 5.17, so določene na podlagi pridobljenih podatkov s strani
različnih proizvajalcev izdelkov, kot so podjetja Menerga d. o. o., NKM d. o. o., Hidria d.
d., Danfoss d. o. o., Uponor d. d., Štern d. o. o. in Grundfos d. o. o. Določene vrednosti so
predpostavljene, saj ni bilo mogoče oceniti točne vrednosti storitve, zato je lahko končna
vrednost investicije drugačna, kot bi bila sicer, če bi projekt dejansko izvedli.
Dobava in montaža prezračevalnih kanalov je določena v ceni na enoto (v m2), kjer je tudi
upoštevan ves spojni in pritrdilni material (prirobnice, odrez, spone, vijaki, tesnila,
usmerjevalniki, ojačitve, obešala in podporna konstrukcija Hilti, Sikla ali Muepro).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
91
6 SKLEP
Prvi cilj magistrskega dela je bil raziskava in opis trenutnega sistema ogrevanja, hlajenja,
opis prezračevanja. Zraven opisa tudi prikaz stroškov investicij v omenjene sisteme. Drugi
cilj je pa bil načrtovanje sistema prezračevanja in klimatizacije poslovne stavbe. Za
zaključek pa primerjava obeh sistemov z vidika toplotnega udobja v poslovnih prostorih in
investicije.
Z vidika toplotnega ugodja obeh sistemov opazimo, da je velika pomanjkljivost sedanjega
sistema zelo slabo toplotno udobje v samih prostorih, saj ni urejenega ustreznega
prezračevanja in tako je vseskozi primanjkljaj svežega zraka v prostorih. Primanjkljaj se
pojavi zaradi tega, ker ne moremo z naravnim prezračevanjem kontrolirano prezračevati,
saj s tem lahko na trenutke dovajamo preveč svežega zraka, na trenutke pa spet premalo.
Presežek svežega zraka povzroči dodatno segrevanje ali hlajenje zraka, kar privede do
nekontrolirane spremembe toplotnega udobja in tudi do povečanja stroškov obratovanja
sistema za ogrevanje oz. hlajenje. Pri klimatizaciji teh problemov ni, saj je vseskozi stanje
v klimatiziranih prostorih pod nadzorom in tako imamo optimalno izrabo energetskega
vira.
Glede toplotnega udobja lahko zaključimo, da je v načrtovanem sistemu klima v prostorih
skrbno vzdrževana in omogoča kontrolirano vzdrževanje le-te. V obstoječem sistemu je pa
ločen sistem ogrevanja in hlajenja, kar pomeni nezveznost delovanja v prehodu med
zimskim in letnim časom. Hkrati nam obstoječi sistem ne omogoča kontroliranega
prezračevanja, kar privede do povečanja neudobnosti bivanja v prostorih. Posledično lahko
privede tudi do povečanja stroškov samega ogrevanja ali hlajenja, saj se ob povečanem
prezračevanju (okna vseskozi na »kip«) povečajo toplotne izgube in na koncu tudi sam
strošek obratovanja sistema.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
92
Investicijsko vrednost obstoječega sistema smo pridobili direktno iz samega arhiva TE
Brestanica. Stroški investicije rekonstrukcije toplotne postaje oz. vgradnje plinskih kotlov
so bili v vrednosti 121.014,86 €, če pa pogledamo še investicijo v sistem hlajenja, je pa
znašala 8.863,26 €. Skupno torej 129.878,12 €. V tej ceni niso vključeni stroški toplotnih
ogreval, razvoda potrebnih cevi iz toplotne postaje in montaže. V magistrski nalogi smo v
podpoglavju 6.6 ocenili investicijsko nalogo vgradje prezračevanja in klimatizacije v
poslovno stavbo. Sama investicija je sestavljena iz štirih bistvenih delov: opreme klimatov,
opreme cevovoda, inštalacijskih del in dodatnih del. Kot smo opisali v podpoglavju 6.4,
izbrana klimata nimata samostojnega sistema ogrevanja vodnih grelnikov zraka, zato smo
se morali poslužiti načrtovanja cevovoda tople vode. To vpliva na povišanje končne
vrednosti investicije in dejansko tudi onemogoča direktno primerjavo vrednosti investicij,
saj tako posledično uporabimo stari ogrevalni sistem na plinske kotle. Skupna predvidena
vrednost investicije sistema prezračevanja in klimatizacije znaša 259.701,88 €. Na ceno
investicije najbolj vpliva izbira dveh klimatov, se pravi za vsako stavbo posebej, in ne
samo enega za obe stavbi skupaj.
Če primerjamo obstoječi sistem in načrtovani sistem glede na investicijske stroške, zlahka
opazimo, da je vrednost slednjega skoraj dvakrat večja. Tako lahko zaključimo, da se v
načrtovani sistem ne bi splačalo vložiti, saj se za takšne sisteme prezračevanja in
klimatizacije po navadi odločimo pri novogradnjah.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
93
VIRI IN LITERATURA
[1] Uvodna stran TEB, TEB d. o. o. [svetovni splet], dostopno na: http://www.teb.si/sl/
[3. 9. 2015].
[2] Program URSA Građevinska fizika 2., URSA Srbija [svetovni splet], dostopno na:
http://www.ursa.rs/sr-Latn-CS/arhitekti/Stranice/program-gf.aspx [3. 9. 2015].
[3] Atlas okolja, Agencija Republike Slovenije za okolje [svetovni splet], dostopno na:
http://gis.arso.gov.si/atlasokolja/profile.aspx?id=Atlas_Okolja_AXL@Arso [3. 9. 2015].
[4] Podatki za pravilnik o učinkoviti rabi energije, Državna meteorološka služba –
METEO [svetovni splet], dostopno na:
http://meteo.arso.gov.si/met/sl/climate/tables/pravilnik-ucinkoviti-rabi-energije/
[3. 9. 2015].
[5] Informator – pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah, Ursa
d. o. o. [svetovni splet], dostopno na:
http://www.ursa.si/_files/informator_pravilnik_tzures_21_03.pdf [12. 10. 2014].
[6] Buderus products, Buderus UK [svetovni splet], dostopno na:
http://www.buderus.co.uk/ [12. 10. 2014].
[7] B. Todorović, Klimatizacija, Savez mašinskih i elektrotehničkih inženjera i
tehničara Srbije (SMEITS), Beograd, 2005.
[8] Recknagl, Šprenger, Šramek, Češerković, Grejanje i klimatizacija, sedmo,
izmenjeno i dopunjeno izdanje, Interklima, Vrnjačka Nanja, 2011.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
94
[9] B. Kraut, Krautov strojniški priročnik, 2. natis 14. Slovenske izdaje, predelana /
izdajo pripravila Jože Puhar in Jože Stropnik, Littera picta, Ljubljana, 2007.
[10] T. Japelj, Strojne instalacije, 1. natis, Tehniška založba, Ljubljana, 1990.
[11] Okrogli difuzorji, kvadratni difuzorji, katalog, Hidria d. d. [svetovni splet],
dostopno na:
http://si.hidria.com/si/klima/programi/distribucija-regulacija-zraka/ [25. 10. 2014].
[12] Rešitve in sistemi, Menerga d. o. o. [svetovni splet], dostopno na:
http://www.menerga.si/products [5. 10. 2014].
[13] Uponor lokalna distribucija toplote, katalog/cenik izdelkov 2014, Uponor d. d.
[svetovni splet], dostopno na:
http://www.catalog.uponor.com/index.php?id=27&no_cache=1&L=sl-
SI&tx_uponorproduct_pi1%5Bchild%5D=800 [28. 10. 2014].
[14] Uponor MLCP sistem vodovoda in priklopa radiatorjev, katalog/cenik izdelkov
2014, Uponor d. d. [svetovni splet], dostopno na:
http://www.catalog.uponor.com/index.php?id=27&no_cache=1&L=sl-
SI&tx_uponorproduct_pi1%5Bchild%5D=588 [28. 10. 2014].
[15] Armaflex XG – vsestranska fleksibilna izolacija na osnovi tehnologije armaflex,
katalog, Štern d. o. o. [svetovni splet], dostopno na:
http://www.stern.si/documents/stern/PONUDBA/izolacijski_material/XG_Armaflex/izolac
ija-cevi-XG-Armaflex.pdf [28. 10. 2014].
[16] Priročnik za raztezno tehniko – poglavje raztezne posode s konstantnim tlakom,
Tehnični priročnik, Seltron d. o. o. [svetovni splet], dostopno na:
http://www.seltron.si/import/documents/2562.pdf [28. 10. 2014].
[17] Magna3 več kot črpalka, katalog, Grundfos d. o. o. [svetovni splet], dostopno na:
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
95
http://si.grundfos.com/products/find-product/magna3.html#brošure [28. 10. 2014].
[18] Zaščitne rešetke, stolpni prezračevalniki, katalog, Hidria d. d. [svetovni splet],
dostopno na:
http://si.hidria.com/si/klima/programi/distribucija-regulacija-zraka/ [25. 10. 2014].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
96
PRILOGE
PRILOGA A: NAČRT PRITLIČJA NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
97
PRILOGA B: TLORIS PRITLIČJA STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
98
PRILOGA C: TLORIS NADSTROPJA NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
99
PRILOGA D: TLORIS NADSTROPJA STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
100
PRILOGA E: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V PRITLIČJU
NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
101
PRILOGA F: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V PRITLIČJU STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
102
PRILOGA G: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V
NADSTROPJU NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
103
PRILOGA H: PROSTORI Z VGRAJENIMI KLIMA NAPRAVAMI V NADSTROPJU STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
104
PRILOGA I: PRIKAZ GRADBENIH KONSTRUKCIJ IN REZULTATOV
IZRAČUNOV V PROGRAMU URSA GF 4.0 ZA NOVI DEL POSLOVNE
STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
105
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
106
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
107
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
108
PRILOGA J: PRIKAZ GRADBENIH KONSTRUKCIJ IN REZULTATOV
IZRAČUNOV V PROGRAMU URSA GF 4.0 ZA STARI DEL POSLOVNE
STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
109
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
110
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
111
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
112
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
113
PRILOGA K: KARAKTERISTIKE KLIMATA ADCONAIR 762601 IMH
OPIS POSTAVKE vrednost vrednost enota
zimski
režim
letni
režim
Klima naprava št. N1
za območje območje Novi del, notranja izvedba. Napravo sestavljajo
sledeči elementi:
Ohišje - notranja izvedba
Ohišje naprave za postavitev v prostor iz valjanih jeklenih pocinkanih
profilov in dvostenskih pokrovov iz obojestransko epoksi zaščitene jeklene
pločevine, z vmesno toplotno izolacijo debeline 50 mm. Stopnja korozijske
zaščite III. Ohišje in profili so izdelani brez toplotnih mostov. Pokrovi na
zunanji strani z zaščitno folijo. Pokrovi imajo vgrajeno nadtlačno -
podtlačno tesnilo ter hitra zapirala. Revizijska okna in notranja razsvetljava
v posameznih sektorjih. Posluževalna vrata s tečaji na vseh delih s filtri in
ventilatorji. Lovilna korita z odtočnimi priključki in sifoni. Na napravi so
odjemna mesta s priključki za zajem podatkov o statičnem tlaku po
posameznih komorah, kot ventilator, filtri, rekuperator, za merjenje tlačne
razlike. Barva ohišja RAL 2004.
Kanalski priključki z pritrjenimi okvirji 30mm. Posamezne transportne
enote se med seboj togo spojijo na objektu. Naprava izdelana v skladu s:
VDI 3803, SIST EN 13053 - standard za ocenitev in lastnosti klimatskih
naprav, sestavnih delov in sekcij.
SIST EN 1886 - mehanske lastnosti klimatskih naprav (tipsko predvideno:
mehanska trdnost ohišja – razred D1, zračna tesnost – razred L3, toplotna
prevodnost – razred T2 ali T3, toplotni mostovi – razred TB1).
SIST prEN 13779 - Zahtevane lastnosti za prezračevalne naprave in klima
sisteme, SIST EN 13501.
Računska stanja zraka za določitev elementov:
zunanji zrak pozimi: T= -13,0 °C, φ= 90 %
zunanji zrak poleti : T= 36,0 °C, φ= 40 %
vtočni zrak pozimi: T= 30,0 °C, φ=28 %
vtočni zrak poleti : T= 15,0 °C, φ= 91 %
odtočni zrak pozimi: T= 20,0 °C, φ= 50 %
odtočni zrak poleti : T= 26,0 °C, φ= 50 %
Izračuni narejeni za tip distribucije : " stropni dovod zraka "
Žaluzije
Žaluzije vgrajene na strani zunanjega in zavrženega zraka, narejene iz
votlih Al profilov z tesnili, protismerno gibajoče. Žaluzijam je prigrajen
elektromotorni pogon, gnane preko zobniškega prenosa iz ABS materiala.
Žaluzije so zrakotesne izvedbe.
Žaluzije by-pass rekuperatorja. Žaluzijam je prigrajen elektromotorni
pogon, gnane so preko zobniškega prenosa iz ABS materiala. Žaluzije so
zrakotesne izvedbe.
Filtri zraka
Komplet zračnih filtrov za filtracijo zunanjega, vtočnega in odtočnega
zraka, za vgradnjo pri kvaliteti zunanjega zraka ODA2 po DIN EN 13779.
Filtracija v skladu z zahtevami VDI 6022. Okvir z vrečastim ali kasetnim
filterskim vložkom, razreda po DIN EN 779, narejen iz večslojnega
materiala iz sintetičnih vlaken, samougasljiv v skladu z DIN 53438, razred
F1. Okvir filtra brez kovinskih delov, v celoti upepeljiv. Za tesnenje
filterskega okvirja so vgrajena gumi tesnila.
Filter opremljen z tipalom tlačne razlike za nadzor stopnje umazanosti, s
prikazom in opozorilom na ekranu krmilnika. Za tlačni padec v filtrih (za
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
114
oceno obratovalne učinkovitosti) se kot končne vrednosti uporabi vrednosti
po SIST EN 13053 (za razrede G1 do G4 - 150Pa, za razrede M5 do F7 -
200Pa in za razrede F8 do F9 300Pa).
V napravi so predvideni sledeči filtri:
Filter zunanjega zraka, (ZUZ), Vrečasti filter 300 mm M5
Filter vtočnega zraka, (VTZ), Kompaktni filter 96 mm F7
Filter odtočnega zraka, (ODZ), Vrečasti filter 300 mm M5
Ventilator vtočnega zraka
Ventilatorski sklop "Effi Vent", izveden kot ventilatorska stena, glede na
kapaciteto naprave opremljen z 1,2,3 ali 4 vzporedno nameščenimi
ventilatorji, zajema:
Visokoučinkovito radialno ventilatorsko kolo, z nazaj zakrivljenimi
lopaticami, pritrjeno na gredi elektromotorja, uravnoteženo po DIN ISO
1940 razred G6,3 , na nosilni konstrukciji.
EC Elektromotor, z zunanjim rotorjem, močnostno optimiran, vključno
elektronski komutator za regulacijo št.vrtljajev. Učinek elektromotorja v
razredu učinkovitosti IE3
Vstopna šoba zraka, z merilnimi mesti za statični tlak, vgrajenimi senzorji
tlaka in prenosom podatkov (statični tlak) v krmilnik, z izračunom
dejanskega volumskega in masnega pretoka zraka.
Avtomatska prilagoditev potrebnega števila vrtljajev ventilatorja glede na
zahtevano količino zraka.
Nastavitev željene količine pretoka zraka na ekranu krmilnika (m3/h)
Meritev dejanske količine pretoka zraka in prikaz na ekranu (m3/h)
Mehek zagon elektromotorja ventilatorja. Zaščita pred kratkim stikom.
Zaznava ispada posamezne faze, zaznava padca napetosti.
Volumski pretok zraka 11806 11806 m3/h
Masni pretok zraka 13528 13186 kg/h
Zunanji padec tlaka v kanalih 400 400 Pa
Skupni tlačni padec 991 991 Pa
Delovna moč elektromotorja, pri srednje zamazanem filtru 4,24 4,27 kW
Nazivna moč elektromotorja 4,7 4,7 kW
Specifična moč ventilatorja (SFP po DIN EN 13779) 1292 1303 Ws/m3
Kategorija SFP po DIN EN 13779 2 2
Tip ventilatorja (standardni/izbran) . (8 / 8)
Ventilator odtočnega zraka
opis enak kot za ventilator vtočnega zraka
Volumski pretok zraka 11806 11806 m3/h
Masni pretok zraka 13528 13186 kg/h
Zunanji padec tlaka v kanalih 400 400 Pa
Skupni tlačni padec 808 808 Pa
Delovna moč elektromotorja, pri srednje zamazanem filtru 3,57 3,57 kW
Nazivna moč elektromotorja 4,7 4,7 kW
Specifična moč ventilatorja (SFP po DIN EN 13779) 1088 1088 Ws/m3
Kategorija SFP po DIN EN 13779 3 3
Tip ventilatorja (standardni/izbran) . (8 / 8)
Enota za vračanje energije - rekuperator, protitočni
Protitočni ploščni rekuperator, učinkovit po celotni širini naprave, izdelan
iz polipropilena. Rekuperator je odporen na kisline, luge in staranje ter
omogoča čiščenje v skladu s VDI 6022. Vgrajen je sistem by-pass
rekuperatorja znotraj obsega rekuperatorja. Učinek vračanja toplote ustreza
razredu H1 po DIN EN 13053:2012 . Polypropylen kot gradbeni material
ustreza klasi B2 po DIN 4102-1.
Podatki za rekuperator
Volumski pretok zunanjega zraka 11806 11806 m3/h
Volumski pretok zavrženega zraka 11806 11806 m3/h
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri enakih nazivnih masnih pretokih) 85 93 %
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
115
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri dejanskih pretokih) 83 92 %
moč vračanja energije 104,09 44,8 kW
Temp. zunanjega zraka vstop -13 32 °C
Temp. zunanjega zraka izstop 14,6 20 °C
Temp. odtočnega zraka vstop 20,5 26,5 °C
Padec tlaka skozi rekuperator vtočni zrak (pri izbranih pretokih) 207 207 Pa
Hlapilno hlajenje (indirektno adiabatsko hlajenje)
Sistem hlapilnega indirektnega adiabatskega hlajenja zunanjega zraka, s
pomočjo vlaženja odtočnega zraka in prenosom toplote iz zunanjega na
odtočni zrak, brez prenosa vlage v vtočni zrak. Sistem vbrizgavanja vode je
vgrajen neposredno v ploščni rekuperator, kar poveča hladilno moč
adiabatnega hlajenja.
Sistem sestavlja : razdelilnik s pršilnimi šobami za pršenje vode v odtočni
zrak, zbirna kad iz polipropilena, regulacija nivoja vode, ventil za
avtomatsko polnjenje in dodajanje sveže vode, ventil za izpust odpadne
vode, črpalka za obtok vode z zaščito pred suhim tekom, fini vodni filter,
vodni števec. Avtomatsko delovanje izpusta in dodajanja vode glede na
delovanje naprave in lastnosti sveže vode. Prikaz porabe vode na
krmilniku.
V obsegu dobave je naprava za pripravo vode - Reverzno osmozo. Naprava
se montira na gradbišču v dovod sveže vodovodne vode. Pri trdoti vode
večji od 15°dH je potrebno predhodno mehčanje vode z mehčalno napravo.
Hladilna moč adiabatskega hlajenja 44,8 kW
Stopnja prenosa toplote omočenega rekuperatorja 92 %
Temp. zunanjega zraka vstop 32 °C
Temp. zunanjega zraka izstop 20 °C
Abs. vlaga zunanjega zraka vstop 12,35 g/kg
Abs. vlaga zunanjega zraka izstop 12,35 g/kg
Nazivna el.moč črpalke adiabatnega hlajenja 0,45 kW
Vodni grelnik zraka - lokacija za hladilnikom v toku zraka
Vodni grelnik zraka izdelan iz Cu cevi z natisnjenimi Al lamelami, zbiralna
cev jeklena, izvlačljiv. V dobavi tudi priključne cevi za zunanji razvod
energenta.
Grelna moč 55,99 kW
Volumski pretok zraka 11806 m3/h
Masni pretok zraka 13528 kg/h
Temp. zraka vstop 15,1 °C
Temp. zraka izstop 30 °C
Temp. grelnega medija 70,0/50,0 °C
Pretok grelnega medija (medij je voda ) 2,41 m3/h
Padec tlaka grelnega medija 4,9 kPa
Regulacijski ventil grelnika
Regulacijski ventil grelnika, tropotni, kot ventil z primešalno funkcijo, za
vbrizgalno regulacijo, navojni ali prirobnični, prigrajen zvezno voden
elektromotorni pogon, napajalna napetost 24V, pogon prirejen za C-Bus
tehniko, s stalnim nadzorom položaja ventila, montaža v regulacijski krog
na gradbišču.
Karakteristična vrednost Kvs 16 m3/h
Tlačni padec v ventilu 4,3 kPa
Regulacija vbrizgalna
Integrirano mehansko hlajenje
Kompresorski hladilni sistem, z zvezno elektronsko regulacijo hladilne
moči. Sestavljajo ga sledeči elementi, vgrajeni v napravo:
Kompresor hladilnega sredstva, vgrajen na dušilnikih vibracij.
Izparilnik izdelan iz Cu cevi z natisnjenimi Al lamelami, z izločevalnikom
kapljic in koritom kondenzata z odtočnim sifonom.
Zračno hlajen kondenzator izdelan iz Cu cevi z natisnjenimi Al lamelami
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
116
Cevne povezave hladilnega sklopa, sušilec hladilnega sredstva, elektronski
ekspanzijski ventil, vse potrebne armature, regulacijski in zaščitni elementi,
stikalo visokega in nizkega tlaka, nadzorno steklo z indikatorjem vlažnosti.
Sistem pri dobavi napolnjen s hladilnim sredstvom in pripravljen za pogon.
Kompresorski hladilni sistem je izgrajen ustrezno DIN EN 378.
Volumski pretok zraka 11806 m3/h
Masni pretok zraka 13186 kg/h
Hladilna moč (totalna) 41,87 kW
Temp/vlaga zraka vstop .20,5/79 °C/%
Temp/vlaga zraka izstop .15,0/98 °C/%
Delovna električna moč kompresorja 8,37 kW
Nazivna električna moč kompresorja 17,7 kW
Hladilno število EER 5
število kompresorjev 1 kom.
Vlažilnik zraka - električni parni
Električni parni vlažilnik za vlaženje zraka z paro, sestoječ iz elementov :
parni cilinder, čistilne elektrode, parni distributor za montažo v kanal,
parna cev, kondenzatna cev, mikroprocesor, tipalo vlage, higrostat.
Avtomatska samodejna nastavitev vodne koncentracije v parnem cilindru,
brez posebne priprave vode, za direkten priključek na vodovodno omrežje,
tlak 1-10 bar, vključno elektromagnetni ventil za avtomatski dovod vode.
Električno napajanje ločeno od klimata.
Regulacijsko funkcijo prevzame klima naprava.
Enota v celoti sestavljena in ožičena, za montažo na steno.
Parni distributor vgradi izvajalec instalacije na gradbišču v kanalsko traso
vtočnega zraka, v pločevinast, toplotno izoliran kanalski kubus, z
vgrajenim koritom iz nerjavnega materiala za zajem kondenzata, z
odtokom in sifonom. Kanalski kubus ni predmet dobave klima naprave.
Volumski pretok zraka 11806 11806 m3/h
Masni pretok zraka 13528 13186 kg/h
Moč vlaženja 84,73 kg/h
Električna priključna moč ( samostojno napajanje ) 60,19 kW
Nazivni el. tok 86,88 A
Temp. zraka vstop 30 15 °C
Abs. vlažnost zraka vstop 1,28 10,08 g/kg
Temp. zraka izstop 30 15 °C
Abs. vlažnost zraka izstop 7,54 10,89 g/kg
Elektrokomandna omara
Elektrokomandna omara iz pločevine, obarvana, zaščita IP 54.
Z zunanje strani prigrajena posluževalna enota E-HMI, z grafičnim LCD
zaslonom, s poljem 8 funkcijskih tipk in glavno stikalo.
Omara v celoti ožičena, vgrajene sponke za glavno napajanje, varovalke,
vse potrebne komponente za krmiljenje el.motorjev, priključna letev za
sprejem eksternih merilnih in krmilnih signalov, vhod iz sistema javljanja
požara, informacijska vtičnica RJ45, 2x RS 485, vtičnica 230 V.
Vsi breznapetostni kontakti predvideni za 230 V / 2A.
Ožičenje elementov izven klima naprave je predmet izvedbe izvajalca
elektirčnih inštalacij.
Elektronska regulacijska oprema Menerga, vgrajena v elektrokomandni
omari, sestavljena iz :
Krmilnik, prosto programabilen.
Digitalni in analogni vhodno/izhodni moduli.
Webserver preko TCP/IP: prikaz podatkov preko Interneta, z možnostjo
grafičnega prikaza 50 analognih in 225 digitalnih vrednosti, komunikacija z
Internet brskalnikom (npr. Windows Explorer, Mozilla Firefox…)
Komunikacijski protokol: (po SIST EN 14908-1:2006 in 14908-2:2008)
Modbus, omogočen BACnet, na željo naročnika dobavljivi tudi drugi
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
117
vmesniki za povezavo v CNS.
Alternativa za Webserver: analogni telefonski modem za računalniški
dostop preko telefonske linije
Regulacijska funkcija
Regulacija temperature in vlage
Regulacija temp. in vlage - tipalo ODZ v klimatu
Dodatne možnosti regulacijskih funkcij
Temperatura - dodatne možnosti regulacije
Regulacija prostega nočnega hlajenja
Regulacija drsne temperature prostora poleti
Vlaga - dodatne možnosti regulacije
Regulacija elektro-parnega vlažilnika
Regulacija - omejitev max. vlage vtočnega zraka
Regulacija razvlaževanja vtočnega zraka
Tipala vgrajena v klimatu, aktivna, Bus povezava
Tipalo temperature - zunanji zrak
Tipalo temperature - vtočni zrak
Tipalo temperature - odtočni zrak
Tipala - za vgradnjo izven klimata, aktivna, Bus povezava
Tipalo temperature - prostorsko
Tipalo temp. - zunanje
Kombinirano tipalo temperature in vlage - kanal vtočnega zraka
Higrostat - kanal vtočnega zraka
Dodatna oprema
Elastični kanalski priključki
Jeklen pocinkan podstavek
By-pass loputa rekuperatorja
Lokacija postavitve elektrokomandne omare
Pritrjena na napravi
Skupni podatki naprave:
Nivo zvočnega tlaka priključek VTZ (pri frekvenci 250Hz) 69 dB(A)
Nivo zvočnega tlaka priključek ODZ (pri frekvenci 250Hz) 70 dB(A)
Nivo zvočnega tlaka 1m od naprave (pri srednji frekvenci 250Hz) 57 dB(A)
Električna delovna moč, skupna 7,8 16,66 kW
Električna priključna moč, skupna 19,32 kVA
Max. el. tok 27,89 A
Varovanje (informativno, dejansko vrednost določi projektant el.inst.) 3x35 A
Napetost 3/N/PE
400V
50Hz
Ovrednotenje razredov učinkovitosti po DIN EN 13053
Razred pretočne hitrosti zraka skozi prosti presek naprave V3
Razred moči el.mot. pogonov ventilatorjev - dovod P1
Razred moči el.mot. pogonov ventilatorjev - odvod P1
Razred vračanja toplote H1
Ustrezna oznaki razreda učinkovitosti naprave po RLT-01 smernicah, na
osnovi zahtev DIN EN 13053/2010
A
Dimenzija in masa naprave:
dolžina 6790 mm
širina 1810 mm
višina 2400 mm
masa 2780 kg
Kot na primer :
Proizvod: MENERGA
Tip: Adconair Ad 761601 IMH
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
118
PRILOGA L: KARAKTERISTIKE KLIMATA ADCONAIR 762501 IMH
OPIS POSTAVKE vrednost vrednost enota
zimski
režim
letni
režim
Klima naprava št. N1
za območje območje Stari del, notranja izvedba. Napravo sestavljajo sledeči
elementi:
Ohišje - notranja izvedba
Ohišje naprave za postavitev v prostor iz valjanih jeklenih pocinkanih
profilov in dvostenskih pokrovov iz obojestransko epoksi zaščitene jeklene
pločevine, z vmesno toplotno izolacijo debeline 50 mm. Stopnja korozijske
zaščite III. Ohišje in profili so izdelani brez toplotnih mostov. Pokrovi na
zunanji strani z zaščitno folijo. Pokrovi imajo vgrajeno nadtlačno - podtlačno
tesnilo ter hitra zapirala. Revizijska okna in notranja razsvetljava v
posameznih sektorjih. Posluževalna vrata s tečaji na vseh delih s filtri in
ventilatorji. Lovilna korita z odtočnimi priključki in sifoni. Na napravi so
odjemna mesta s priključki za zajem podatkov o statičnem tlaku po
posameznih komorah, kot ventilator, filtri, rekuperator, za merjenje tlačne
razlike. Barva ohišja RAL 2004.
Kanalski priključki z pritrjenimi okvirji 30mm. Posamezne transportne enote
se med seboj togo spojijo na objektu. Naprava izdelana v skladu s:
VDI 3803, SIST EN 13053 - standard za ocenitev in lastnosti klimatskih
naprav, sestavnih delov in sekcij.
SIST EN 1886 - mehanske lastnosti klimatskih naprav (tipsko predvideno:
mehanska trdnost ohišja – razred D1, zračna tesnost – razred L3, toplotna
prevodnost – razred T2 ali T3, toplotni mostovi – razred TB1).
SIST prEN 13779 - Zahtevane lastnosti za prezračevalne naprave in klima
sisteme, SIST EN 13501.
Računska stanja zraka za določitev elementov:
zunanji zrak pozimi: T= -13,0 °C, φ= 90 %
zunanji zrak poleti : T= 36,0 °C, φ= 40 %
vtočni zrak pozimi: T= 33,0 °C, φ=23 %
vtočni zrak poleti : T= 15,0 °C, φ= 92 %
odtočni zrak pozimi: T= 20,0 °C, φ= 50 %
odtočni zrak poleti : T= 26,0 °C, φ= 50 %
Izračuni narejeni za tip distribucije : " stropni dovod zraka "
Žaluzije
Žaluzije vgrajene na strani zunanjega in zavrženega zraka, narejene iz votlih
Al profilov z tesnili, protismerno gibajoče. Žaluzijam je prigrajen
elektromotorni pogon, gnane preko zobniškega prenosa iz ABS materiala.
Žaluzije so zrakotesne izvedbe.
Žaluzije by-pass rekuperatorja. Žaluzijam je prigrajen elektromotorni pogon,
gnane so preko zobniškega prenosa iz ABS materiala. Žaluzije so zrakotesne
izvedbe.
Filtri zraka
Komplet zračnih filtrov za filtracijo zunanjega, vtočnega in odtočnega zraka,
za vgradnjo pri kvaliteti zunanjega zraka ODA2 po DIN EN 13779.
Filtracija v skladu z zahtevami VDI 6022. Okvir z vrečastim ali kasetnim
filterskim vložkom, razreda po DIN EN 779, narejen iz večslojnega
materiala iz sintetičnih vlaken, samougasljiv v skladu z DIN 53438, razred
F1. Okvir filtra brez kovinskih delov, v celoti upepeljiv. Za tesnenje
filterskega okvirja so vgrajena gumi tesnila.
Filter opremljen z tipalom tlačne razlike za nadzor stopnje umazanosti, s
prikazom in opozorilom na ekranu krmilnika. Za tlačni padec v filtrih (za
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
119
oceno obratovalne učinkovitosti) se kot končne vrednosti uporabi vrednosti
po SIST EN 13053 (za razrede G1 do G4 - 150Pa, za razrede M5 do F7 -
200Pa in za razrede F8 do F9 300Pa).
V napravi so predvideni sledeči filtri:
Filter zunanjega zraka, (ZUZ), Vrečasti filter 300 mm M5
Filter vtočnega zraka, (VTZ), Kompaktni filter 96 mm F7
Filter odtočnega zraka, (ODZ), Vrečasti filter 300 mm M5
Ventilator vtočnega zraka
Ventilatorski sklop "Effi Vent", izveden kot ventilatorska stena, glede na
kapaciteto naprave opremljen z 1,2,3 ali 4 vzporedno nameščenimi
ventilatorji, zajema:
Visokoučinkovito radialno ventilatorsko kolo, z nazaj zakrivljenimi
lopaticami, pritrjeno na gredi elektromotorja, uravnoteženo po DIN ISO
1940 razred G6,3 , na nosilni konstrukciji.
EC Elektromotor, z zunanjim rotorjem, močnostno optimiran, vključno
elektronski komutator za regulacijo št.vrtljajev. Učinek elektromotorja v
razredu učinkovitosti IE3
Vstopna šoba zraka, z merilnimi mesti za statični tlak, vgrajenimi senzorji
tlaka in prenosom podatkov (statični tlak) v krmilnik, z izračunom
dejanskega volumskega in masnega pretoka zraka.
Avtomatska prilagoditev potrebnega števila vrtljajev ventilatorja glede na
zahtevano količino zraka.
Nastavitev željene količine pretoka zraka na ekranu krmilnika (m3/h)
Meritev dejanske količine pretoka zraka in prikaz na ekranu (m3/h)
Mehek zagon elektromotorja ventilatorja. Zaščita pred kratkim stikom.
Zaznava ispada posamezne faze, zaznava padca napetosti.
Volumski pretok zraka 16040 16040 m3/h
Masni pretok zraka 18379 17915 kg/h
Zunanji padec tlaka v kanalih 550 550 Pa
Skupni tlačni padec 990 990 Pa
Delovna moč elektromotorja, pri srednje zamazanem filtru 6,02 6,05 kW
Nazivna moč elektromotorja 9,4 9,4 kW
Specifična moč ventilatorja (SFP po DIN EN 13779) 1350 1358 Ws/m3
Kategorija SFP po DIN EN 13779 3 3
Tip ventilatorja (standardni/izbran) . (8 / 8)
Ventilator odtočnega zraka
opis enak kot za ventilator vtočnega zraka
Volumski pretok zraka 16040 16040 m3/h
Masni pretok zraka 18379 17915 kg/h
Zunanji padec tlaka v kanalih 550 550 Pa
Skupni tlačni padec 849 849 Pa
Delovna moč elektromotorja, pri srednje zamazanem filtru 5,05 5,05 kW
Nazivna moč elektromotorja 9,4 9,4 kW
Specifična moč ventilatorja (SFP po DIN EN 13779) 1133 1133 Ws/m3
Kategorija SFP po DIN EN 13779 3 3
Tip ventilatorja (standardni/izbran) . (8 / 8)
Enota za vračanje energije - rekuperator, protitočni
Protitočni ploščni rekuperator, učinkovit po celotni širini naprave, izdelan iz
polipropilena. Rekuperator je odporen na kisline, luge in staranje ter
omogoča čiščenje v skladu s VDI 6022. Vgrajen je sistem by-pass
rekuperatorja znotraj obsega rekuperatorja. Učinek vračanja toplote ustreza
razredu H1 po DIN EN 13053:2012 . Polypropylen kot gradbeni material
ustreza klasi B2 po DIN 4102-1.
Podatki za rekuperator
Volumski pretok zunanjega zraka 16040 16040 m3/h
Volumski pretok zavrženega zraka 16040 16040 m3/h
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri enakih nazivnih masnih pretokih) 85 93 %
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
120
Stopnja vračanja senzibilne toplote (pri dejanskih pretokih) 85 93 %
moč vračanja energije 145,32 61,81 kW
Temp. zunanjega zraka vstop -13 32 °C
Temp. zunanjega zraka izstop 15,4 19,9 °C
Temp. odtočnega zraka vstop 20,5 26,5 °C
Padec tlaka skozi rekuperator vtočni zrak (pri izbranih pretokih) 182 182 Pa
Hlapilno hlajenje (indirektno adiabatsko hlajenje)
Sistem hlapilnega indirektnega adiabatskega hlajenja zunanjega zraka, s
pomočjo vlaženja odtočnega zraka in prenosom toplote iz zunanjega na
odtočni zrak, brez prenosa vlage v vtočni zrak. Sistem vbrizgavanja vode je
vgrajen neposredno v ploščni rekuperator, kar poveča hladilno moč
adiabatnega hlajenja.
Sistem sestavlja : razdelilnik s pršilnimi šobami za pršenje vode v odtočni
zrak, zbirna kad iz polipropilena, regulacija nivoja vode, ventil za
avtomatsko polnjenje in dodajanje sveže vode, ventil za izpust odpadne
vode, črpalka za obtok vode z zaščito pred suhim tekom, fini vodni filter,
vodni števec. Avtomatsko delovanje izpusta in dodajanja vode glede na
delovanje naprave in lastnosti sveže vode. Prikaz porabe vode na krmilniku.
V obsegu dobave je naprava za pripravo vode - Reverzno osmozo. Naprava
se montira na gradbišču v dovod sveže vodovodne vode. Pri trdoti vode
večji od 15°dH je potrebno predhodno mehčanje vode z mehčalno napravo.
Hladilna moč adiabatskega hlajenja 61,81 kW
Stopnja prenosa toplote omočenega rekuperatorja 93 %
Temp. zunanjega zraka vstop 32 °C
Temp. zunanjega zraka izstop 19,9 °C
Abs. vlaga zunanjega zraka vstop 12,35 g/kg
Abs. vlaga zunanjega zraka izstop 12,35 g/kg
Nazivna el.moč črpalke adiabatnega hlajenja 0,45 kW
Vodni grelnik zraka - lokacija za hladilnikom v toku zraka
Vodni grelnik zraka izdelan iz Cu cevi z natisnjenimi Al lamelami, zbiralna
cev jeklena, izvlačljiv. V dobavi tudi priključne cevi za zunanji razvod
energenta.
Grelna moč 87,53 kW
Volumski pretok zraka 16040 m3/h
Masni pretok zraka 18379 kg/h
Temp. zraka vstop 15,9 °C
Temp. zraka izstop 33 °C
Temp. grelnega medija 70,0/50,0 °C
Pretok grelnega medija (medij je voda ) 3,76 m3/h
Padec tlaka grelnega medija 3,9 kPa
Regulacijski ventil grelnika
Regulacijski ventil grelnika, tropotni, kot ventil z primešalno funkcijo, za
vbrizgalno regulacijo, navojni ali prirobnični, prigrajen zvezno voden
elektromotorni pogon, napajalna napetost 24V, pogon prirejen za C-Bus
tehniko, s stalnim nadzorom položaja ventila, montaža v regulacijski krog na
gradbišču.
Karakteristična vrednost Kvs 25 m3/h
Tlačni padec v ventilu 5,1 kPa
Regulacija vbrizgalna
Integrirano mehansko hlajenje
Kompresorski hladilni sistem, z zvezno elektronsko regulacijo hladilne
moči. Sestavljajo ga sledeči elementi, vgrajeni v napravo:
Kompresor hladilnega sredstva, vgrajen na dušilnikih vibracij.
Izparilnik izdelan iz Cu cevi z natisnjenimi Al lamelami, z izločevalnikom
kapljic in koritom kondenzata z odtočnim sifonom.
Zračno hlajen kondenzator izdelan iz Cu cevi z natisnjenimi Al lamelami
Cevne povezave hladilnega sklopa, sušilec hladilnega sredstva, elektronski
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
121
ekspanzijski ventil, vse potrebne armature, regulacijski in zaščitni elementi,
stikalo visokega in nizkega tlaka, nadzorno steklo z indikatorjem vlažnosti.
Sistem pri dobavi napolnjen s hladilnim sredstvom in pripravljen za pogon.
Kompresorski hladilni sistem je izgrajen ustrezno DIN EN 378.
Volumski pretok zraka 16040 m3/h
Masni pretok zraka 17915 kg/h
Hladilna moč (totalna) 55,45 kW
Temp/vlaga zraka vstop .20,4/80 °C/%
Temp/vlaga zraka izstop .15,0/98 °C/%
Delovna električna moč kompresorja 10,95 kW
Nazivna električna moč kompresorja 24,3 kW
Hladilno število EER 5,07
število kompresorjev 1 kom.
Vlažilnik zraka - električni parni
Električni parni vlažilnik za vlaženje zraka z paro, sestoječ iz elementov :
parni cilinder, čistilne elektrode, parni distributor za montažo v kanal, parna
cev, kondenzatna cev, mikroprocesor, tipalo vlage, higrostat. Avtomatska
samodejna nastavitev vodne koncentracije v parnem cilindru, brez posebne
priprave vode, za direkten priključek na vodovodno omrežje, tlak 1-10 bar,
vključno elektromagnetni ventil za avtomatski dovod vode. Električno
napajanje ločeno od klimata.
Regulacijsko funkcijo prevzame klima naprava.
Enota v celoti sestavljena in ožičena, za montažo na steno.
Parni distributor vgradi izvajalec instalacije na gradbišču v kanalsko traso
vtočnega zraka, v pločevinast, toplotno izoliran kanalski kubus, z vgrajenim
koritom iz nerjavnega materiala za zajem kondenzata, z odtokom in sifonom.
Kanalski kubus ni predmet dobave klima naprave.
Volumski pretok zraka 16040 16040 m3/h
Masni pretok zraka 18379 17915 kg/h
Moč vlaženja 115,11 kg/h
Električna priključna moč ( samostojno napajanje ) 81,95 kW
Nazivni el. tok 118,28 A
Temp. zraka vstop 33 15 °C
Abs. vlažnost zraka vstop 1,28 10,12 g/kg
Temp. zraka izstop 33 15 °C
Abs. vlažnost zraka izstop 7,54 10,89 g/kg
Elektrokomandna omara
Elektrokomandna omara iz pločevine, obarvana, zaščita IP 54.
Z zunanje strani prigrajena posluževalna enota E-HMI, z grafičnim LCD
zaslonom, s poljem 8 funkcijskih tipk in glavno stikalo.
Omara v celoti ožičena, vgrajene sponke za glavno napajanje, varovalke, vse
potrebne komponente za krmiljenje el.motorjev, priključna letev za sprejem
eksternih merilnih in krmilnih signalov, vhod iz sistema javljanja požara,
informacijska vtičnica RJ45, 2x RS 485, vtičnica 230 V.
Vsi breznapetostni kontakti predvideni za 230 V / 2A.
Ožičenje elementov izven klima naprave je predmet izvedbe izvajalca
elektirčnih inštalacij.
Elektronska regulacijska oprema Menerga, vgrajena v elektrokomandni
omari, sestavljena iz :
Krmilnik, prosto programabilen.
Digitalni in analogni vhodno/izhodni moduli.
Webserver preko TCP/IP: prikaz podatkov preko Interneta, z možnostjo
grafičnega prikaza 50 analognih in 225 digitalnih vrednosti, komunikacija z
Internet brskalnikom (npr. Windows Explorer, Mozilla Firefox…)
Komunikacijski protokol: (po SIST EN 14908-1:2006 in 14908-2:2008)
Modbus, omogočen BACnet, na željo naročnika dobavljivi tudi drugi
vmesniki za povezavo v CNS.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
122
Alternativa za Webserver: analogni telefonski modem za računalniški dostop
preko telefonske linije
Regulacijska funkcija
Regulacija temperature in vlage
Regulacija temp. in vlage - tipalo ODZ v klimatu
Dodatne možnosti regulacijskih funkcij
Temperatura - dodatne možnosti regulacije
Regulacija prostega nočnega hlajenja
Regulacija drsne temperature prostora poleti
Vlaga - dodatne možnosti regulacije
Regulacija elektro-parnega vlažilnika
Regulacija - omejitev max. vlage vtočnega zraka
Regulacija razvlaževanja vtočnega zraka
Tipala vgrajena v klimatu, aktivna, Bus povezava
Tipalo temperature - zunanji zrak
Tipalo temperature - vtočni zrak
Tipalo temperature - odtočni zrak
Tipala - za vgradnjo izven klimata, aktivna, Bus povezava
Tipalo temperature - prostorsko
Tipalo temp. - zunanje
Kombinirano tipalo temperature in vlage - kanal vtočnega zraka
Higrostat - kanal vtočnega zraka
Dodatna oprema
Elastični kanalski priključki
Jeklen pocinkan podstavek
By-pass loputa rekuperatorja
Lokacija postavitve elektrokomandne omare
Pritrjena na napravi
Skupni podatki naprave:
Nivo zvočnega tlaka priključek VTZ (pri frekvenci 250Hz) 74 dB(A)
Nivo zvočnega tlaka priključek ODZ (pri frekvenci 250Hz) 71 dB(A)
Nivo zvočnega tlaka 1m od naprave (pri srednji frekvenci 250Hz) 63 dB(A)
Električna delovna moč, skupna 11,06 22,5 kW
Električna priključna moč, skupna 44,33 kVA
Max. el. tok 63,99 A
Varovanje (informativno, dejansko vrednost določi projektant el.inst.) 3x80 A
Napetost 3/N/PE
400V
50Hz
Ovrednotenje razredov učinkovitosti po DIN EN 13053
Razred pretočne hitrosti zraka skozi prosti presek naprave V2
Razred moči el.mot. pogonov ventilatorjev - dovod P1
Razred moči el.mot. pogonov ventilatorjev - odvod P1
Razred vračanja toplote H1
Ustrezna oznaki razreda učinkovitosti naprave po RLT-01 smernicah, na
osnovi zahtev DIN EN 13053/2010
A+
Dimenzija in masa naprave:
dolžina 7270 mm
širina 2130 mm
višina 3040 mm
masa 4076 kg
Kot na primer :
Proizvod: MENERGA
Tip: Adconair Ad 762501 IMH
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
123
PRILOGA M: SHEMA KLIMATA ADCONAIR 761601 IMH
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
124
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
125
PRILOGA N: SHEMA KLIMATA ADCONAIR 762501 IMH
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
126
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
127
PRILOGA O: KARATKTERISTIKE PLOŠČATEGA TOPLOTNEGA
PRENOSNIKA DANFOSS XB 59M-1 70
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
128
PRILOGA P: RAZVOD CEVOVODA TOPLE VODE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
129
PRILOGA R: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V PRITLIČJU
NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
130
PRILOGA S: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V PRITLIČJU STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
131
PRILOGA Š: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V NADSTROPJU
NOVEGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
132
PRILOGA T: RAZVOD PREZRAČEVALNIH KANALOV V NADSTROPJU STAREGA DELA POSLOVNE STAVBE
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
133
PRILOGA U: NABOR IZRAČUNANIH PODATKOV ZA POSLOVNO STAVBO
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
134
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
135
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
136
PRILOGA V: NABOR IZRAČUNANIH TLAČNIH PADCEV V SISTEMU
PREZRAČEVALNIH KANALOV
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
137
PRILOGA Z: IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE
VERZIJE ZAKLJUČNEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV
DIPLOMANTOV
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
138
PRILOGA Ž: IZJAVA O AVTORSTVU ZAKLJUČNEGA DELA