Kuća Degenija 2013

    DEGENIJA 220x120Kuća Degenija 2013 je projektirana kao dvojna kuća s potpuno odvojenim i neovisnim instalacijama. Kuća je smještena u planinskoj klimi Like, a primjenjene su zračne nordic dizalice topline za grijanje kuće. Priprema PTV je pomoću solarnog sustava.

     



    IZVOR TOPLINE 1 – ZRAČNA DIZALICA TOPLINE
    Osnovni energent zgrade je Sunčeva energija koja se primjenom transformacijskih tehnologija pretvara u traženi energetski oblik. Električna energija iz mreže se koristi za pokretanje dizalice topline koja istovremeno crpi Sunčevu energiju koja se akumulirala u okolišu. Uređaji se koriste u kombinaciji s vanjskim zrakom, geotermalnim sondama, zemnim kolektorima ili površinskim vodama kao izvorima topline. Akumulirana Sunčeva energija u zraku, vodama ili tlu se koristi kao izvor energije za grijanje zgrada. Dizalica topline potom pretvara dva ulazna oblika energija u korisni oblik toplinske energije koja se akumulira u sustavu. Dizalice topline pretvaraju električnu energiju u toplinsku ili rashladnu energiju te pri tome imaju faktor sustava SPF u rangu 2,5 - 5,5 ovisno o vrsti dizalice topline koje imaju faktor dizalice COP 4,5 - 5,5. U režimu hlađenja energija se iz zgrade prebacuje pomoću dizalice topline u zrak, vodu ili tlo. Osnovni princip rada dizalice topline je da iz elektro-energetske mreže uzme 1 kW električne energije te iz okoliša 2-4 kW obnovljive akumulirane energije dok se u zgradu ubacuje zbroj tih energija ili 3-5 kW toplinske energije.

    Dizalice topline su uređaji koji svoj rad baziraju na kompresorskom ciklusu u kojem se određenom mediju oduzima ili predaje toplina. Naziv dizalica u sebi nosi korijen transporta odnosno podizanja energetskog nivoa određenog medija što je u ovom slučaju voda grijanja. Proces toplinskih izmjena uključuje u sebi vanjski zrak te vodu grijanja zgrade. Ovisno o lokaciji zgrade odabire se koji će izvor energije biti najprikladniji za tražene uvjete primjene. Primjenom prirodnih energetskih izvora zgrada se povezuju s okolišem te se tijekom zime vrši izmjena energije u smjeru okoliša prema zgradi dok je tijekom ljeta energetski tok suprotan od zgrade prema okolišu. Za pravilan rad sustava presudan je dualni tok energije i regeneracija toplinskog izvora tijekom godine. Energija se crpi pomoću dizalica topline iz zemlje, vode ili zraka. Kao stabilni energetski izvor se smatra zemlja i podzemna voda koja tijekom godine ima stabilnu temperaturu između 14-16°C. Temperatura zraka tijekom godine oscilira te je zrak idealan energetski izvor u sredinama s blagom primorskom klimom. Dizalice topline kao izvor energije koriste energiju vode, zraka ili zemlje odnosno tri prirodna energetska elementa koji do sada nisu korišteni u masovnoj primjeni za grijanje i hlađenje zgrada. Sunčeva energija se akumulira u biomasi te se izgaranjem odnosno vatrom energija Sunca pretvara u primjenjivu toplinsku energiju. Također se akumulira kao unutrašnja potencijalna energija koja se manifestira kroz promjenu u temperaturi vode, zraka te zemlje.

    Tok energije kroz sustav:
    - zrak prolazi kroz pločasti izmjenjivač, isparivač
    - istovremeno s druge strane pločastog izmjenjivača prolazi radni kompresorski medij koji hladi glikol i oduzima toplinu
    - radni medij isparava u pločastom izmjenjivaču, isparivaču
    - kompresor usisava ispareni radni medij
    - kompresor se napaja električnom energijom u odnosu 1 kW električne = 3-4 kW topline energije
    - para radnog medija se komprimira na višu temperaturu i tlak te se istovremeno ubrizgava u kondenzator
    - kondenzator je drugi pločasti izmjenjivač
    - sa druge strane pločastog kondenzatora nalazi se voda sustava grijanja
    - voda se zagrijava i preuzima na sebe toplinu radnog medija u kondenzatoru i pri tome hladi radni medij
    - dizalica topline transportira energiju iz okoliša na vodu sustava grijanja pomoću prijenosnog radnog kompresorskog medija
    - nakon što je izvršena predaja topline ohlađeni radni medij dolazi do ekspanzijskog ventila
    - ekspanzijski ventil prigušuje radnu tvar na niži tlak te se istovremeno vrši i smanjivanje temperature radnog medija
    - pothlađeni radni medij ponovno ulazi u prvi izmjenjivač te se zatvara krug radne tvari


    IZVOR ENERGIJE – ZRAK
    Zračna dizalica zrak/voda se može koristiti kao izvor topline, osnovni nedostatak je zaleđivanje vanjske jedinice i gubitak na učinkovitosti kod niskih temperatura te je potrebno tijekom hladnijih dana koristiti dogrijavanje preko dodatnog izvora topline plinskog bojlera, kotla na biomasu i pelete ili električnog grijača. Po početnoj investiciji zračne dizalice su najpovoljnije, ali imaju i najmanju učinkovitost i najviše energije će trošiti za grijanja i hlađenje građevine. Kod zračnih dizalica topline dolazi do velikog pada instalirane snage kod niskih temperatura te kod temperatura od -15°C zračna dizalica izgubi preko 50% nominalne snage koja se daje za +5°C. Te bi za snagu grijanja od 25 kW kod -15°C i kontinentalnu klimu bilo potrebno instalirati duplo veću zračnu dizalicu od nominalno potrebne odnosno oko 40-50kW nominalne snage koju ona može dati pri temperaturi zraka od +5°C. Zračne dizalice dio snage dodatno gube na odleđivanje same jedinice te je za tu razliku gubitka vremena grijanja također potrebno instalirati dodatno oko 20% nominalne snage.

    ZRAČNA DIZALICA TOPLINE
    Predviđen je centralizirani sustav za grijanje i hlađenje koji tijekom cijele godine održava tražene mikroklimatske uvjete. Zračna dizalica topline ima u područjima umjerene geoklime srednji godišnji faktor učinkovitosti iznad SPF 3,5 dok sam faktor uređaja postiže vrijednost COP 5,5. U odnosu na grijanje pomoću plinskog sustava odnosno zemnog plina ostvaruju se uštede 30-40% ovisno o geoklimi lokacije zgrade. U odnosu na grijanje pomoću zemnog plina ostvaruje se smanjenje i u emisiji ugljičnog-dioksida CO2 za 50% što je dovoljan razlog primjene ovih sustava. Nominalna radna temperatura je oko +5°C vanjskog zraka dok kod temperatura vanjskog zraka od -10°C jedinica gubi 10-15% snage, a sam uređaj ima mogućnost rada do -20°C uz pravilno dimenzioniranje. U odnosu na klasične dualne sustave grijanja i hlađenja ostvaruje se i ušteda na potrebnom prostoru jer jedinica u sebi ima integrirano grijanje i hlađenje te se olakšava i održavanje sustava.

    VANJSKA JEDINICA SAMSUNG DVM S
    Model AM100 AM100FXVAGH/EU
    G=31kW, H=28kW, Pel=6,7kW
    DVM PLUS S vanjska jedinica snage 28/31.5kW, COP: 3,98 hlađenje / 4,57 grijanje, Raspon radne temperature: hlađenje -5~48°C, grijanje -20~24°C, max. dužina cjevovoda 200m, maks. visina cjevovoda 110m, Dimenzije: 880 x 1695 x 765mm, 58dB, priključak: Ф 9,52 mm / Ф 22,23 mm , 3, 4, 380~415 V, 50 Hz

    HYDRO BOX NH320PHXEA
    220V / 50Hz
    grijanje i hlađenje
    Hydro modul snage 32kW,
    SVC: Ø 9,52mm + Ø 15,88mm,
    1/230 V/50 Hz, električni grijač 6kW


    IZVOR TOPLINE 2 - ELEKTRIČNI BOJLER
    Centralni uređaj za pripremu ogrjevne vode radi u režimu 75/60oC, a prema proračunima gubitaka i odabiru ogrjevnih tijela odabran je slijedeći uređaj za zagrijavanje. Dan je samo primjer uređaja te se može ugraditi bilo koji atestirani bojler iste snage te sličnih karakteristika:

    VAILLANT eloBLOCK/2 VE14
    Zidni uređaj za centralno grijanje
    Qg = 14 kW
    dxšxv = 31x41x74 cm;
    masa = 33 kg
    napon : 400V/50Hz, 14kW, 25A, IP40
    spojni vod 2,5 mm2

    Daljinsko upravljanje
    * modulacija temperature polaznog voda
    * vremensko upravljanje
    * regulator u dnevnom boravku, bežično

    Aparat je potrebno montirati prema uputama koje uz svaki aparat daje proizvođač. Aparat je kompaktna izvedba uređaja koji sadrži priključni ormarić, cirkulacionu pumpu i ostale uređaje potrebne za siguran rad. Aparat se spaja na instalaciju izmjenične struje.


    IZVOR TOPLINE 3 – KAMIN NA DRVA
    Drvna biomasa nastaje akumulacijom Sunčeve energije u drvnoj masi kroz složeni proces fotosinteze te se ovaj izvor energije može svrstavati pod obnovljive izvore energije, ali ne i u čiste izvore energije jer se u procesu izgaranja oslobađa CO2 u atmosferu. Drvna masa je CO2 neutralna jer je jednaka količina CO2 koja se koristi za stvaranje drvne mase i količina CO2 koja se oslobodi tijekom izgaranja. Korištenjem biomase može se osigurati stalni izvor obnovljive energije koja stalno nastaje u prirodi.

    Biomasa je dio zatvorenog ugljičnog kruga. Ugljik iz atmosfere se pohranjuje u biljkama, prilikom spaljivanja ugljik se ponovno oslobađa u atmosferu kao ugljični dioksid CO2. Dok god se poštuje princip obnovljivog razvoja (zasadi se onoliko drveća koliko se spali biomase) ovaj oblik dobivanja energije nema značajnog utjecaja na okolinu. Biomasa se smatra obnovljivim izvorom energije i često se naziva ugljično neutralno gorivo, no ono ipak može doprinjeti globalnom zagrijavanju. To se događa kad se poremeti ravnoteža sječe i sađenja drveća, na primjer kod krčenja šuma ili urbanizacije zelenih površina. Kada se biomasa koristi kao gorivo umjesto fosilnih goriva ona ispušta jednaku količinu CO2 u atmosferu. Ugljik iz biomase koji čini otprilike pedeset posto njene mase je već dio atmosferskog ugljičnog kruga. Biomasa apsorbira CO2 tijekom svog životnog ciklusa te ga ispušta natrag u atmosferu kad se koristi za dobivanje energije. Kod fosilnih goriva je to drugačiji proces jer se kod njih ugljik izdvaja iz dugotrajnih spremnika u kojem bi inače bio zauvijek zarobljen i ispušta se u atmosferu.


    IZVOR TOPLINE 4 – SOLARNI KOLEKTORI
    Osnova dobrog djelovanja solarnog sustava je pravilna usklađenost kolektora sa solarnim spremnikom kako bi se postigli maksimalni učini kod pripreme i akumuliranja tople sanitarne vode. U spremniku tople vode su slojevi vode različite temperature pa su iz tog razloga spremnici uski i visoki kako bi se omogućilo optimalno strujanje topline. Zahvaljujući dvostrukom izmjenjivaču topline (gornji i donji) korisnik uvijek može računati na maksimalni komfor tople vode, čak i u danima kada je količina apsorbirane Sunčeve energije nedovoljna. U tom slučaju se spremnik dogrijava preko gornjeg izmjenjivača koji toplinu preuzima od uređaja za grijanje.

    Tijekom dana će sunčani toplinski sustav grijati sanitarnu vodu u spremniku, a čim se voda zagrije sustavom povrata radnog medija ili drain back modelom rada će se glikol vratiti u spremnik. Dizalica topline tijekom noći preuzima grijanje spremnika pri čemu se koristi noćni režim rada i niža cijena električne energije. Dodatni rezervni električni grijač bi se aktivirao tijekom dužeg razdoblja bez Sunčevog zračenja da se dogrije voda preko 65°C što je dovoljno za dezinfekciju vode od mogućih klica bakterija kao što je legionela.


    Vaillant auroSTEP plus 3.350 VEH SN 350/3
    - sunčani sustav sa zaštitom od pregrijavanja
    - sustav za kuće s privremenim boravkom, vikendice, apartmane
    - ne može doći do pregrijavanja sustava
    - sustav bez ekspanzijske posude i odzračnog ventila, nije pod tlakom na strani glikola
    - spremnik je emajliran na strani vode
    - magnezijeva anoda služi za zaštitu od korozije
    - preko integriranog regulatora upravlja se temperaturom spremnika
    - termostatska mješalica održava temperaturu izlaza sanitarne vode na 60°C
    - monovalentni spremnik za pripremu PTV 390 litara
    - uronjen je električni grijač VEH SN 350/3 snage 3,6 kW pri 230V, 50Hz
    - dimenzije v x p x d = 1592x814x969
    - masa prazan 210 kg


    Beztlačni sunčani sustav (DRAIN BACK) se primjenjuje kod zgrada koje se stalno ne koriste kao što su vikendice ili se koristi kod sustava koji se dimenzioniraju za pomoć u grijanju odnosno kod sustava koji su predimenzionirani za grijanje sanitarne vode. Primjenom sustava koji nije pod tlakom moguće je cijeli krov prekriti sunčanim toplinskim pretvornicima te je moguće koristiti Sunčevu energiju prema potrebi. To je sustav koji nije pod tlakom te nema ekspanzijsku posudu, a toplinske dilatacije radnog medija na sebe preuzima drain spremnik. Zahvaljujući posebno projektiranim pločastim kolektorima sa strukturnim staklom te sa serpetinskim apsorberom, sustav u fazi mirovanja gravitacijskim putem slijeva vodu nazad u izmjenjivač spremnika tako da su pretvornici tada ispunjeni zrakom i nema opasnosti od pregrijavanja pa se sustav lako može predimenzionirati. Osnovni problem kod zračno-vodenih krugova je što se moraju koristiti visokotlačne crpke koje mogu podignuti vodu iz razine spremnika do sunčanih toplinskih pretvornika, a ta visina može biti i do 15 m. Često se u radu kombiniraju dvije crpke za pokretanje sustava i punjenje pretvornika te kada se cjevovodi napune gasi se jedna crpka i aktivna je samo jedna radna. Crpka mora cijelo vrijeme rada biti potopljena da bi sustav mogao funkcionirati te u sustavu ne smije biti nepovratnih ventila da se osigura povrat vode u spremnik. Spremnik bi trebao biti što bliže pretvornicima da ne dolazi do velikih gubitaka na električnoj snazi crpke. Kod dimenzioniranja sustava potrebno je obratiti pozornost na radnu visinu dobave crpke te na potreban pad distribucijskih cjevovoda da se ostvari slijevanje vode u spremnik kod gašenja crpke. Glavni element drain back sustava je spremnik u koji se slijeva voda gravitacijskim putem kada crpka ne radi. Sustav se može napuniti i destiliranom vodom koja neće ostaviti naslage minerala na toplinskim pretvornicima kod isparavanja vode. U drain back sustavima se koriste isključivo pločasti pretvornici jer se samo iz njih može prirodnim tokom vratiti radni medij, dok se vakuumski ne mogu koristiti u ovim sustavima zbog same konstrukcije vakuumskih cijevi. Moguće je koristiti klasičnu diferencijalnu regulaciju koja pali i gasi crpku na osnovu razlike temperatura na vrhu pretvornika i dna spremnika. Kada je temperatura na vrhu pretvornika veća za 15°C od temperature na dnu spremnika onda se aktivira crpka, dok se crpka gasi kod razlike od 5°C. Kada temperatura na vrhu spremnika dostigne 95°C također se gasi crpka te se aktivira kada temperatura padne ispod 90°C. Osnovni nedostatak drain back sustava su šumovi koji se stvaraju u cjevovodima kroz koje može teći dualni tok vode i zraka. Te se stvaraju šumovi oko samog drain spremnika koji se mora dobro zvučno i toplinski izolirati.


    SUNČANI TOPLINSKI PRETVORNICI
    Pretvaraju Sunčevu energiju u toplinsku energiju te nalaze primjenu u sustavima pripreme sanitarne potrošne vode te u sustavima grijanja građevina. U sustavima pripreme sanitarne tople vode ostvaruju se uštede na razini 80-100% ovisno o dimenzioniranju pokrivenosti sustava. Sustav se dimenzionira prvenstveno za pripremu sanitarne vode, ali se može proširiti i na pomoć u grijanju. Pravilnim postavljanjem kuta pretvornika od 15° pa do 65° može se toplinsko polje dimenzionirati za različite toplinske zahtjeve i razdoblja korištenja. Tijekom zime je gotovo nemoguće 100% pokriti toplinske potrebe klasičnim sunčanim sustavima, ali je moguće primjenom velikih međuspremnika topline i hibridnih sustava koji se rijetko primjenjuju u Europi. Višak Sunčeve energije se može koristiti tijekom ljeta u sustavima solarnog hlađenja. Optimalni kut nagiba kolektora ovisi o namjeni pretvornika, ako se sustav koristi pretežito tijekom zime potrebno ga je postaviti pod kutem od 10 do 20° dok ako se koristi tijekom zime potrebno ga je postaviti pod kutem od 50 do 60°. Optimalni godišnji kut postavljanja kolektora se za Hrvatsku kreće na razini od 35 do 40°.

    Strojarski projekt
    Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

    Elektrotehnički projekt
    Milan Čalogović, dipl.ing.el.

    Arhitektonski projekt
    Damir Šuper, dipl.ing.arh. 

    DEGENIJA 0

    DEGENIJA 1

    DEGENIJA 2

    DEGENIJA 3

    DEGENIJA 4

    DEGENIJA 5

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive