Schiller A Tribunj 2016 je apartmanska zgrada smještena u primorskoj klimi. Projektom su obrađene ukupne strojarske hidrotehničke i termotehničke instalacije zgrade. Predviđen je toplinski sunčani sustav za pokrivanje potreba za toplom vodom te prateća dizalica topline za dogrijavanje sustava prema potrebi potrošnje.

Cijene energenata se mijenjaju ovisno o stanju na tržištu te se primjenom pojedinih tehnoloških rješenja i pravilnim odabirom energenta može dugoročno značajno uštedjeti. U tablicama je napravljena usporedba troška upotrebe određenog energenta ovisno o potrebnoj količini energije koja se mora dovesti u sustav u zavisnosti nekoliko faktora: učinkovitost uređaja, ogrijevna vrijednost te cijena energenta. Analiza je napravljena na nominalnom iznosu od 10.000 kWh godišnje energije za grijanje pri čemu treba imati na umu da su dizalice topline uređaji koji mogu grijati i hladiti tijekom cijele godine. Kompaktna dizalica topline ima opciju i dogrijavanja sanitarne vode odnosno to je uređaj 3 u 1 dok za usporedbu klasični sustavi kao što su kotlovi na pelete, plin ili UNP imaju samo mogućnost grijanja zgrade i grijanja sanitarne vode te je potrebno ugraditi dodatni rashladnik vode. Kod zračnih dizalica topline faktor učinkovitosti opada sa smanjivanjem temperature vanjskog zraka, ali je od svih kompresorskih tehnologija zračna dizalica topline najpovoljnija po cijeni. Ekonomskom analizom se dolazi do podatka da je zračna dizalica topline konkurentna do temperatura u rangu između -10 i -15°C te se ispod te temperature može koristiti drugi sustav grijanja.

ZRAČNA DIZALICA TOPLINE – MULTI SPLIT KLIMA

Predviđen je sustav 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.

Unutarnja zidna jedinica inverter sustava s maskom, opremljena ventilatorom, 5-brzinskim elektromotorom, izmjenjivačem topline s direktnom ekspanzijom freona, te svim potrebnim elementima za zaštitu, kontrolu i regulaciju uređaja i temperature, sljedećih tehničkih značajki:

- učinak hlađenja: Qh = 2,2 (0,9 - 3,0) kW
- učinak grijanja: Qg = 3,3 (0,9 - 4,0) kW
- medij: R410A
- nivo buke: 19 – 21 – 29 – 36 - 42 dB (A)
- količina zraka: V = 4,1 – 4,8 – 6,7 – 9,1 – 11,3 m3/min
- dimenzije: V × Š × D = 295 × 798 × 232 mm
- masa: 10 kg

uključivo dodatni pribor:
- zračni antibakterijski, antialergijski filteri
- infracrveni daljinski upravljač sa 7-dnevnim timerom i satom

Proizvod: MITSUBISHI ELECTRIC

Tip: MSZ-GE22VA

Vanjska jedinica inverter sustava multi split izvedbe za spajanje do 3-4 unutarnje jedinice, namjenjena za vanjsku montažu - zaštićena od vremenskih utjecaja, s ugrađenim inverter kompresorom, zrakom hlađenim kondenzatorom i svim potrebnim elementima za zaštitu i kontrolu, sljedećih tehničkih značajki:

- učinak hlađenja: Qhl = 6,8 (2,9 - 8,4) kW
- učinak grijanja: Qgr = 8,6 (2,6 - 10,6) kW
- napajanje - hlađenje: 1,775 kW / 230 V - 50 Hz
- napajanje - grijanje: 2,050 kW / 230 V - 50 Hz
- stupanj energetske efikasnosti: EER = 3,69 (klasa A)

COP = 4,06 (klasa A)
- hlađenje: Tv = 35 °C, Tp = 26 °C
- grijanje: Tv = 7 °C, Tp = 20 °C
- protok zraka - hlađenje: 42,1 m3/min
- protok zraka - grijanje: 43,0 m3/min
- područje hlađenja: -10 °C do +43 °C vanjske temperature DB
- područje grijanja: -15 °C do +24 °C vanjske temperature DB
- nivo zvučnog tlaka - hlađenje: 45 dB
- nivo zvučnog tlaka - grijanje: 48 dB
- dimenzije: V × Š × D ( mm ): 710 × 840 (+30) × 330
- masa: 57 kg
- maksimalna dozvoljena duljina cijevnog razvoda: 60 m
- maksimalna dozvoljena duljina cijevnog razvoda za jednu jedinicu: 25 m
- maksimalna dozvoljena visinska razlika vanjske i unutarnje jedinice: 15 m
- max. dozvoljena visinska razlika, ako je vanjska jedinica na visini većoj od unutarnje: 10 m
- priključak R410A - tekuća faza: 6,35 × 3 mm
- priključak R410A - plinovita faza: 9,52 × 3 mm
- Proizvod: MITSUBISHI ELECTRIC
- Tip: MXZ-3C68VA

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.

Tok energije kroz sustav:
- zrak prolazi kroz pločasti izmjenjivač, isparivač
- 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 medij sustava grijanja
- 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

ZRAČNA DIZALICA TOPLINE – ZA GRIJANJE PTV

Osnovni energent je energija okoliša koja se primjenom transformacijskih tehnologija pretvara u traženi energetski oblik. Električna energija iz mreže se koristi za pokretanje dizalice topline koja istovremeno crpi 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.

DIZALICA TOPLINE ZRAK-VODA

VAILLANT model auroTHERM VWL 155/2 A
- dizalica topline se dimenzionira na grijanje PTV
- max temperatura spremnika PTV 63°C
- min radna temperatura okoliša -20°C; 5500 m3/h
- toplina se sprema u bufere da se smanji prekidni rad kompresora
- toplinska snaga 14,6 kW za režim A7/W35
- učinkovitost COP 4,50
- električna snaga Pel=3,40-5,00 kW; 25A; 220 V / 2F / 50Hz ; IP25
- buka 66 dB(A)
- dimenzije š x v x d=1103 x 1375 x 463
- masa 165 kg
- priključci DN32
- hidraulična grupa: pumpa, ekspanzijska posuda, sigurnosni ventil
- monoblok model uređaja
- obavezna ugradnja buffera poslije dizalice topline

ODSISNA VENTILACIJA

Ovim sustavom ventilacije vrši se odsisavanje zraka iz prostorija bez prozora ili prostorija s povećanim oslobađenjem vlage. Ventilatori su opremljeni nepovratnim klapnama koje onemogućuju povratni tok zraka ili nekontrolirano strujanje u prostoriju tijekom zimskog perioda. Regulacija rada ventilatora se vrši pomoću tiristorske kontrole, povezivanja s rasvjetom te termičke zaštite elektromotora tijekom rada.

INSTALACIJA SOLARNOG SUSTAVA

Solarni sustav je opskrba energijom bez stvaranja štetnih plinova, kojom se štede fosilni energenti i rasterećuje okoliš. Solarni sustavi u nabavi iziskuju relativno velike investicije, međutim, osiguravaju donekle i neovisnost od porasta cijene nafte i plina ili drugih izvora energije. Solarni sustav je investicija u budućnost koja ne zahtijeva opsežno održavanje, ne podliježe krizama i osigurava određenu neovisnost. Dozračena energija koja dospijeva do površine zemlje naziva se globalnim zračenjem. Snaga i udio izravnog i difuznog zračenja u velikoj mjeri ovise o godišnjoj dobi i lokalnim vremenskim prilikama. Difuzno zračenje nastaje raspršivanjem, refleksijom i lomom na oblacima i česticama u zraku. Ono se također može iskoristiti za solarnu tehniku. U oblanom danu s difuznim udjelom zračenja od 80% dozračena energija je 300 W/m2. Ovisno o lokaciji, godišnje sunčevo zračenje u Hrvatskoj iznosi od 1.150 do 1.600 kWh/m2. Načelno vrijedi: I na našim prostorima Sunce daje dovoljno energije zračenja za zagrijavanje PTV i podršku grijanju.

Strojarski projekt
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.