A+ Lugarnica Prijeboj 2022, glavni projekt rekonstrukcije postojeće javne građevine koja je zaštićena kao kulturno dobro i smještena u planinsku gorsku hladnu klimu. Predviđena je izgradnja novog sustava grijanja i hlađenja bazirnog na obnovljivim izvorima energije, dizalica topline i pelet kotao te ventilokonvektorima.

 

Strojarskim projektom obrađene su slijedeće instalacije

Termotehnika:
- primjena obnovljivih izvora energije
- primjena ZelEN obnovljive tarife električne energije
- zrak-voda dizalica topline za grijanje i hlađenje
- pelet kotao za grijanje
- ventilokonvektori za grijanje i hlađenje
- sustav centralnog i daljinskog upravljanja termotehničkim instalacijama BEMS Building Energy Management System

Hidrotehnika:
- vodovodna i hidrantska mreža
- instalacija oborinske i sanitarne odvodnje

Održivost:
- obnovljivi izvori energije za grijanje i hlađenje zgrade
- sakupljanje i razdvajanje nastalog otpada tijekom korištenja zgrade

Generiranje energije zgrade:
- zrak-voda dizalica topline koja transportira toplinsku energiju okolišnjeg zraka u sustav grijanja
- akumulator toplinske energije

 

USPOREDBA CIJENE ENERGENATA
Cijene energenata se mijenjaju ovisno o stanju na tržištu te se primjenom pojedinih tehnoloških rješenja i pravilnim odabirom energenta može dugoročno značajno uštedjeti. Napravljena je usporedba troška uporabe određenog energenta ovisno o potrebnoj količini energije koja se mora dovesti u sustav zavisno o 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. No broj dana ispod optimalnih temperatura je nizak stoga se zračne dizalice topline mogu samostalno koristiti i tijekom cijele godine rada sustava!

DIZALICE TOPLINE
Klimatski uvjeti koji vladaju u Hrvatskoj omogućavaju primjenu reverzibilnih dizalica topline sa svrhom grijanja i hlađenja zgrade. Pomoću uređaja se može pouzdano grijati i kod najnižih temperatura vanjskog zraka koje se mogu pojaviti na mikrolokaciji odnosno do -20°C. Za grijanje i hlađenje prostora odabrane su tzv. reverzibilne dizalice topline koje mogu prebacivati režim rada iz grijanja u hlađenje i obrnuto prema potrebi s vrlo niskim vremenom promjene režima rada sustava.

Osnovni energent zgrade 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 rada s obnovljivim izvorima topline. Akumulirana Sunčeva energija u okolišu 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 grijanja. 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 okoliš. 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. Uporabom zelene tarife električne energije ili energije fotonapona sustav postaje 100% obnovljiv!

Dizalice topline su uređaji koji svoj rad baziraju na kompresorskom ciklusu u kojem se određenom mediju oduzima ili predaje toplinska energija. Naziv dizalica u sebi nosi korijen transporta odnosno podizanja energetskog nivoa određenog medija što je u ovom slučaju voda odnosno glikol grijanja ili hlađenja. Proces toplinskih izmjena uključuje u sebi okoliš te vodu / glikol grijanja zgrade. Ovisno o lokaciji zgrade odabire se koji će izvor energije okoliša 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 okoliša. Temperatura zraka tijekom godine oscilira te je zrak idealan energetski izvor u sredinama s blagom primorskom klimom. Dizalice topline kao izvor energije koriste energiju okoliša odnosno prirodni energetski element Sunčeve energije koji do sada nije korišten u masovnoj primjeni za grijanje i hlađenje zgrada. Sunčeva energija se akumulira kao unutrašnja potencijalna energija koja se manifestira kroz promjenu u temperaturi okoliša odnosno vode, zraka ili zemlje čime postaje izvor energije za rad dizalica topline!

Predviđen je centralizirani 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 obnovljivih 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 -25°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 čime se ukupno smanjuje investicija.

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 pravilno dimenzionirati sustav. 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 te će kod niskih temperatura od -20°C zračna dizalica izgubiti preko 40-50% nominalne snage koja se daje za +5°C. Te bi za snagu grijanja od 25 kW kod -20°C i kontinentalnu klimu bilo potrebno instalirati duplo veću toplinsku snagu zračne dizalice topline od nominalno potrebne toplinske snage odnosno oko 40-50 kW 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 5-10% nominalne snage.

ODABIR VENTILOKONVEKTORA
Jedinice za grijanje i hlađenje prostorija su ventilokonvektori. Sustav grijanja je odabran u režimu 45/40°C dok je režim hlađenja 7/12°C. Svaki VK je spojen na sustav odvoda kondenzata te sifona koja smanjuje mogućnost prijenosa mirisa kroz sustav odvodnje. U svakoj prostoriji je postavljen jedan zidni regulator koji upravlja radom jednog ili grupe VK ovisno o sobnoj temperaturi, programiranju i režimu rada hlađenja ili grijanja.

AirLeaf je ventilokonvektor napajan vodom, koji u samo jednoj napravi obuhvaća najbolja rješenja za grijanje zimi, hlađenje ljeti i klimatizaciju. AirLeaf, za razliku od ventilokonvektora klasičnoga tipa, zahvaljujući elegantnom dizajnu i smanjenim dimenzijama (dubina je samo 13 cm) može biti postavljen u svaki ambijent, stan ili vilu. AirLeaf se može spajati i s nisko temperaturnim generatorima topline kao što su: dizalice topline, kondenzacijski kotlovi, i integrirani sustavi sa solarnim kolektorima. AirLeaf jamči izvrsnu toplinsku udobnost u svako doba. Grije i hladi vrlo brzo, a kada se jednom dosegne željena temperatura, precizno je održava uz najmanju moguću buku.

AirLeaf je izuzetno pogodan i za upuštenu ugradnju. Zahvaljujući svojoj maloj dubini AirLeaf SLI se može postaviti u sve vrste stijena, kao i pod spuštene stropove male visine. Njegova mala buka čini ga najboljim izborom za ljetnu i zimsku klimatizaciju u svim prostorima, a posebno u spavaćim sobama. Široki izbor pribora kako za ugradnju (kanalice po mjeri, kutije za ugradnju, rešetke za upuhivanje zraka) tako i za upravljanje (daljinski zidni termostati, elektronske kartice za daljinsko upravljanje BMS) omogućavaju svaku vrstu primjene u zgradama kao i kombinaciju s različitim instalacijama.

Uz ventilokonvektore se serijski isporučuje dvostruka kadica za sakupljanje kondenzata, kako za ugradnju u vodoravnom poloôaju (u strop) tako i za vertikalnu ugradnju (u stijenu). Prednji poklopac kutije je raspoloživ kako za verziju montiranu u stijenu, tako i za onu u stropu. Ovaj pribor omogućava jednostavno čišćenje filtra za zrak kroz prednju rešetke koja se može vaditi, i lagan pristup ventilokonvektoru SLI za eventualne zahvate održavanja.

Strojarski projekt termotehnike
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

Strojarski projekt hidrotehnike
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

Strojarski projekt toplinske zaštite
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

Prikaz mjera zaštite od požara
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.