Predavanje Dizalice Topline v.soldo

SveuSveuiliilita u Zagrebu ta u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnjeFakultet strojarstva i brodogradnje

prof.dr.sc. Tonko URKOdr.sc. Vladimir SOLDO, izv.prof.

DIZALICDIZALICA TOPLINE POVEZANA S TLOMA TOPLINE POVEZANA S TLOM

-- Dinamika radaDinamika rada

Struni seminar: Odrivo planiranje i gospodarenje energijom, HKIS, Zagreb, 2012.

2

31. UVOD

2. UINKOVITOST KOMPRESIJSKIH DIZALICA TOPLINE3. GEOTERMALNA DIZALICA TOPLINE na FSB-u

Dinamike promjene u tlu za vrijeme rada ureajaRezultati mjerenja

Projektiranje polja buotina - test termikog odziva tla TRT test4. ZAKLJUAK

SADRSADRAJAJ


4

1. UVOD1. UVOD

Dizalice topline primjenjuju se u svim veliinama, od onih najmanjih za grijanje stanova, pa sve do sustava koji slue za grijanje itavih naselja. Veinom se koriste za niskotemperaturne sustave grijanja, s temperaturom polaznog voda ve od 35 C u sluaju povrinskog grijanja, te s temperaturom polaznog voda do 55 C kod zagrijavanja PTV.

Proizvode se u otvorenoj i zatvorenoj izvedbi. Otvorene izvedbe koristepodzemne ili povrinske vode kao izvor/ponor topline. Zatvorene izvedbe koristetlo kao izvor/ponor topline.

Primjena: stambeni i nestambeni sektor, industrija, specifine namjene. Europska smjernica Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the

Council on the promotion of the use of energy from renewable sources svrstava dizalice topline u obnovljive izvore energije u ovisnosti o minimalnoj vrijednosti sezonskog toplinskog mnoitelja (Seasonal Performance Factor).


5 Broj ugraenih jedinica

Izvor: Martin Forsen, EHPA 2011. (obuhvaeneAustrija, Finska, Francuska, Njemaka, Norveka vedska, vicarska, UK)

Izvor: Thomas Nowak (EHPA, 2011.)


6

Broj ugaenih jedinica prema tipuOdnos ugraenih geotermalnih i zranih dizalica topline u 2005. i 2009. (Martin Forsen, 2011.)

Analiza obuhvaa: Austrija, Finska, Francuska, Njemaka, Norveka vedska, vicarska, UKDTPT Dizalice Topline Povezane s TlomGSHP Ground Source Heat Pumps

2005.

26%74%

DTPT (GSHP)Zrak

2009.

64%36%

DTPT (GSHP)Zrak


7Princip rada kompresijske dizalice topline

Dizalica topline posreduje u prijenosu topline izmeu dvatoplinska spremnika: niskotemperaturnog, kojem se toplina (energija) odvodi, tevisokotemperaturnog kojem se ta toplina (energija) dovodi auveana je za energiju kompresije.

Sustav dizalice topline sastoji se od tri kruga:

- kruga izvora topline,- kruga radne tvari,- kruga ponora topline.

Shematski prikaz dizalice topline u reimu grijanja

Pkomp

kondisp


8

2. COP i SPF dizlice topline

Toplinski mnoitelj (COP) ili faktor grijanja dizalice topline definiran je izrazom:

komp

kondgr )( P

COP

Godinji toplinski mnoitelj gr,G (Sesonal Performance Factor - SPF) sustava s dizalicom topline koristi se za proraun i dimenzioniranje sustava grijanja, a rauna se pomou sljedeeg izraza:

QGR godinja potrebna toplinska energija za grijanje prostora, kWhQPTV godinja potrebna toplinska energija za zagrijavanje PTV, kWhEsust - ukupna godinja el. energija utroena na: pogon kompresora, pumpi, ventilatora, pomonih grijaa, te odleivanje isparivaa, kWh

godsust

godPTVGR

E

QQSPF


9Ovisnost COP o temp razlici na izmjenjivaima DT(P. Lundqvist, KTH)

COP = 3,65Ovisnost SPF o udjelu pomonog grijaa

(1 f) udio pomonog grijaaCOP = 4,4

COP i SPF dizlice topline


10

Aneks VII RES direktive:

RES direktiva 2009/28/EC: Promotion of the use of energy from renewable sources

el*,SPF

1151 Dizalice topline se svrstavaju u obnovljive izvore energije ako je:

el uinkovitost proizvodnje elektrine energije

% 6565088211

usable

RES

,,Q

E

Obnovljivi dio toplinske energije:

Za el = 0,4 88,2SPF

SPF

*QE 11usableRES

Obnovljivi dio toplinske energije ERES kWh:


11

3. GEOTERMALNA DIZALICA TOPLINE NA FSB-u


3

2

1

1 - uteg

2 - U cijev

3 - obujmica

Popreni presjek buotine324

4 - ispuna

152 mm115

Toplinskasonda sutegom

32

12Struni seminar: Odrivo planiranje i gospodarenje energijom, HKIS, Zagreb, 2012.

Shematski prikaz dizalice topline povezane s tlom

13

Nedirnuta temperatura tla po visini buotineZagreb, Ivana Luia 5

Na dubini 1,5 i 5 metara primjetan je utjecaj okolinje temperature na temperaturu tla. Od 10 do 50 metara temperatura tla pada, da bi nakon 50 metara dubine, temperatura rasla sve do 100 m.Temperatura tla na dubini 100 m je 15,2C. .

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

8 9 10 11

Dep

th [m

]

Temperature [C]

Nedirnuta temperatura tla, Stochkolm (Acuna, KTH 2010.)

Rezultati mjerenja


14

Rezultati mjerenja - Parametri dizalice topline za karakteristian dan, FSB, 10. studeni 2011.Temperatura tla po visini buotine, 10.11.2011.

3

5

7

9

11

13

15

7:00 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 1:00 3:00 5:00 7:00

Vrijeme, h

Tem

pera

tura

tla,

C

10 m50 m40 m20 m30 m85 m70 m100 m

ok

tla

TOPLINSKI OPORAVAK BUOTINE UREAJ U RADU: POTHLAIVANJE TLA Struni seminar: Odrivo planiranje i gospodarenje energijom, HKIS, Zagreb, 2012.

15

Rezultati mjerenja

Temperatura tla po visini buotine, FSB, 10.11.2011.

- Ukljuivanje ureaja u 07.00 sati- Iskljuivanje ureaja u 20.00 sati

DT u reimugrijanja

11,3

10,8

10,8

11,2

7,3

7,1

7,412,0

13,8

11,1

10,8

10,76,5

6,6

4,8

8,2

12,2

7,8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Temperatura tla, C

Dub

ina

(poz

icija

term

opar

a), m

10.11.2011., 07:00.10.11.2011., 20:00.


16

Rezultati mjerenja

Parametri dizalice topline za karakteristiandan, 10. studenog 2011.

7,57,511,11,44Temp. tla srednja, C2,2,888,08,0Temp. glikolne smjese srednja, C

3,753,755,565,56Toplinski mnoitelj, -

4,4,773,43,4m, C

7,187,189,899,89Uinak kondenzatora, kW1,921,921,781,78El. snaga kompresora, kW5,265,268,118,11Uinak izmjenjivaa u tlu, kW

Uinci20,6320,6316,7816,78Temperatura grijanog prostora, C6,726,729,369,36Temperatura okoline, C

4,604,6010,7510,75Temp. glikolne smjese POVRAT, C0,910,915,285,28Temp. glikolne smjese POLAZ, C

20.00 sati07.00 satiVrijednost parametra

Mjerene veliine


17

Kontinuirani rad ureaja - 7 dana

0

2

4

6

8

10

12

14

16

14:00 2:00 14:00 2:00 14:00 2:00 14:00 2:00 14:00 2:00 14:00 2:00 14:00 2:00 14:00

Vrijeme, h

Tem

pera

tura

tla,

C10 m50 m40 m20 m30 m85 m70 m100 m

ok

tla

Parametri dizalice topline za 7 dana rada ureaja: 18.02.-25.02.2012.


18


DT u reimugrijanja

11,8

11,5

11,4

11,7

3,2

2,9

3,014,0

12,2

12,0

12,3

11,62,2

2,4

0,9

5,0

4,0

3,9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Temperatura tla, C

Dub

ina

(poz

icija

term

opar

a), m

18.02.2012., 14:40.25.02.2012., 14:20.


19

Parametri rada dizalice topline u kontinuiranom radu

3,063,0612,0412,04Temp. tla srednja, C--0,500,509,489,48Temp. glikolne smjese srednja, C

3,283,284,654,65Toplinski mnoitelj, -

3,63,62,62,6m, C

6,226,229,079,07Uinak kondenzatora, kW1,891,891,951,95El. snaga kompresora, kW4,324,327,117,11Uinak izmjenjivaa u tlu, kW

Uinci24,0524,0512,0312,03Temperatura grijanog prostora, C19,3019,3013,9313,93Temperatura okoline, C

1,011,0111,9011,90Temp. glikolne smjese POVRAT, C--2,012,017,057,05Temp. glikolne smjese POLAZ, C

20.00 sati07.00 satiVrijednost parametra

Mjerene veliine



20

PROJEKTIRANJE POLJA BUPROJEKTIRANJE POLJA BUOTINA OTINA -- Test termiTest termikog odziva tla kog odziva tla TRT testTRT testVrijednosti dobivene mjerenjem toplinskog odziva tla:

- toplinska vodljivost tla = 1,73 W/(m*K)- unutarnji otpor buotine Rb = 0,076 (m*K)/W

ULAZNI PODACI ZA DIMENZINIRANJE ULAZNI PODACI ZA DIMENZINIRANJE POLJA BUPOLJA BUOTINAOTINA

QQH,ndH,nd, Q, QC,C,ndnd

TRT test na lokaciji IKEA Rugvica

6 m

6 m


21

4. ZAKLJU4. ZAKLJUAKAK Iskustva iz europskih zemalja pokazuju da e i u

Hrvatskoj doi do porasta primjene dizalica topline u sustavima grijanja i hlaenja.

Postoji vie faktora koji utjeu na uinkovit raddizalica topline, poevi od projektiranja prekoizvoenja pa do naina rada.

Mjereni rezultati na ispitnom sustavu s BIT-om na FSB-u pokazuju da je veliki utjecaj vremena rada sustava na ohlaivanje tla du izmjenjivaa, a time i na uinkovitost dizalice topline.

Za kvalitetnu primjenu promatrane tehnologije neophodno je koritenje tehnikihpropisa koji se odnose na uinkovitost i sigurnost rada dizalica topline, zatituokolia, smjernice za dobivanje dozvole za gradnju, te ovlaivanje buaa i izvoaa radova.


SveuSveuiliilita u Zagrebu ta u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnjeFakultet strojarstva i brodogradnje

HVALA NA PANJI!dr.sc. Vladimir SOLDO, izv.prof.

prof.dr.sc. Tonko URKOFakultet strojarstva i brodogradnje Sveuilita u Zagrebu

Katedra za toplinsku i procesnu tehniku,Ivana Luia 5, Zagreb, E-mail: [email protected], [email protected]


Documents

Predavanje Dizalice Topline v.soldo