A+ Konzum, Kneževi Vinogradi 2022, glavni projekt za izgradnju poslovne zgrade, trgovine mješovitom robom. Strojarskim projektom predviđena je ugradnja dizalice topline zrak-voda za grijanje i hlađenje pomoću stropnih ventilokonvektora. Rashladne komore imaju poseban tehnički sustav kompresorskog hlađenja kojim se hladi posebna grupa artikala.

 

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
- ventilokonvektori za grijanje i hlađenje

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

 

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, ogrjevna vrijednost te cijena energenta. Analiza je napravljena na nominalnom iznosu od 100.000 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!

DIZALICA 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. Dok 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.

BUFFER SPREMNIK (AKUMULATOR TOPLINE)
Buffer spremnici se koriste za akumulaciju toplinske energije te stabilizaciju rada sustava. Uvijek postoji razlika u količini energije koja se troši u zgradi te količini energije koja se predaje spremnicima. U direktnom spoju toplinskih uređaja koristi se modulacija izlazne snage da se stabilizira odnos proizvodnje i potrošnje toplinske energije. Buffer spremnici se ujedno koriste za akumulaciju toplinske energije u noćnim satima kada je niža tarifa električne energije u modelu rada sa zračnom dizalicom topline.

Da se osigura ispravan rad sustava potrebno je osigurati dovoljnu količinu radnog medija između dizalice topline i distribucijske mreže sa svrhom da se smanji broj paljenja i gašenja dizalice topline tijekom jednog radnog sata. Preveliki broj paljenja i gašenja djeluje na smanjenje radnog vijeka kompresora i ostale prateće elektronske opreme u uređaju. Paljenje i gašenje uređaja ima dodatnu posljedicu velike oscilacije temperature vode koja se šalje u sustav i smanjuje regulabilnost cijelog sustava.

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.

Regulacija grijanja i hlađenja ostvaruje se uz pomoć zidnog termostata koji upravlja radom jedinice (temperatura, ventilator i on-off). Rad jedinice se može programirati u više režima i brzina rada prema potrebama i željama korisnika. Sve jedinice rashladnog kruga povezane su serijski signalnim kabelom sa zaštitom od elektromagnetskih smetnji. Sustav je opremljen za potpuni autonomni rad. Regulacija je kontinuirana (10-100%). Upravljači se ugrađuju na zid (nadžbukno), a povezani su signalnim kabelom s pripadajućom unutarnjom jedinicom.

RASHLADNA TEHNIKA
Strojarskim projektom rashladne tehnike obrađena je oprema koja se predviđa ugraditi u prostor trgovačke zgrade radi hlađenja prehrambenih proizvoda na nižim temperaturama od okolnog zraka.

PLUG-IN HLADNJAK
- dvostruka monofazna utičnica (3x2.5mm2)
- predvidjeti 2m kabela u namotaju kako bi se mogle montirati utičnice nakon postavljanja opreme
- standarni hladnjak za smještaj unutarnji prostor trgovačkog prostora
- hladnjaka ima u sebi integriarnu svu rashladnu opremu

LEDO ŠKRINJA
- napajanje potrebno, P=0,6 KW
- standarna rashladna škrinja za smještaj unutarnji prostor trgovačkog prostora
- škrinja ima u sebi integriarnu svu rashladnu opremu

KOMORA VIP
- rashladna komora kao samostojeća izgrađena od predfabriciranih panela s originalnim vratima za rashladne komore
- ispod komore je predviđeno električno podno grijanje koje bi održavalo stalnu temperaturu da ne dođe do zaleđivanja tla
- odvod kondenzata u komori ima električni grijač kao standarni dio opreme rashladne komore
- vrata komore u sebi imaju električni grijač da se smanji zaleđivanje na spoju vrata

ELEKTRIČNO PODNO GRIJANJE
- predvidjeti podno grijanje u minus komorama
- u minus komorama postaviti i grijaću mrežu ispod praga, a treba predvidjeti i grijanje vrata komore te grijanje odvoda kondenzata:
- zaštita od zamrzavanja tla ispod rashladnih komora za dugotrajno čuvanje namirnica na temperaturama nižim od 0°C (10 - 25 W/m )
- za zaštitu praga, vrata i zone oko vrata od ljepljenja i stvaranja leda, ugrađuju se grijaće mreže, u betonski sloj 3 - 4 cm ispod vrha gotovog poda rashladne komore i hodnika hladnjače. Te grijaće mreže imaju snagu 250 do 350 W/m i potpuno neovisno napajanje i upravljanje radom ( u odnosu na grijanje tla )

U svrhu lokalnog dodatnog zagrijavanja prostora ugrađuje se podno električno grijanje snage 85 W/m2. Električno grijanje u obliku predfabricirane mrežice sa grijaćim el. kabelom postavlja se u cementni estrih minimalne debljine 35 mm, komplet sa temperaturnim osjetnikom poda. Regulatori podnog grijanja postavljaju uz rashladnu komoru. Završna podna obloga se smije polagati tek nakon izvedenog drugog mjerenja vrijednosti otpora i potvrde da su vrijednosti otpora u nazivnim vrijednostima. Priključni vodič i osjetnik temperature poda moraju biti položeni u dvije zasebne prazne cijevi za što se ostavlja kanal (fuga) u podu. Osjetnik temperature na kraju cijevi mora biti zaštićen odgovarajućom metalnom čahurom. Završna podna obloga može se postavljati tek nakon min 3 dana sušenja glazure poda. Kontrolno mjerenje vrijednost otpora grijaćeg kabla i otpora izolacije vrši se prije instalacije grijačih elemenata, odmah nakon polaganja grijačih elemenata i prije puštanja u pogon (nakon svih izvedenih radova), te se vrši upis rezultata u jamstveni list.
Posebnu pažnju treba obratiti na polaganje podnog temperaturnog osjetnika koji ne smije doticati grijaći el. kabel. Također treba voditi računa o tome da se grijaći el. kabeli ne polažu na termičku izolaciju poda. Moguća je i upotreba grijačih mrežica namjenjenih postavljanju u sloj ljepila ispod keramičkih pločica.

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

Strojarski projekt rashladne tehnike
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

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

Elaborat zaštite od požara
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.